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O+P Fluidtechnik 4/2020

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O+P Fluidtechnik 4/2020

TITEL KARBONZYLINDER WO

TITEL KARBONZYLINDER WO CFK-HYDRAULIKZYLINDER NÜTZLICH SIND PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Autoren: Alfred Kindl, Leiter Entwicklungs-Koordination, Marketing und Vertrieb bei MARK Hydraulik und Dipl. Chem. Andreas Zeiff, Redaktionsbüro Stutensee 16 O+P Fluidtechnik 2020/04 www.oup-fluidtechnik.de

KARBONZYLINDER Kohlefaser als moderner Werkstoff wird oft als Synonym für teuren Leichtbau bei enormer Festigkeit angesehen. Tatsächlich sind Bauteile aus CFK deutlich leichter als solche aus herkömmlichen Materialien und zudem auch korrosionsfest. Doch die wahren Vorteile liegen in Synergieeffekten, die einen deutlich größeren Mehrwert mit sich bringen als die reine Gewichtseinsparung. Einige Anwendungsszenarien zeigen das oft unterschätzte Potential. Bei voluminösen Bauteilen wie Hydraulikzylindern ist die Gewichtseinsparung durch moderne Aluminiumlegierungen und Kohlefaserverbundwerkstoffe groß. Mark Hydraulik GmbH aus Spital am Phyrn setzt auf kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) für die Zylinderrohre ihrer Hydraulikzylinder. Gegenüber herkömmlichen Stahlausführungen können so zwischen 30 und 70 % Gewicht eingespart werden. Ein neues Fertigungsverfahren erlaubt dabei eine kostenoptimierte Massenfertigung. Dazu wird ein dünnes Stahlzylinderrohr mit Endstücken aus Aluminium versehen und eine herkömmliche Kolbenstange eingebaut. Hochwertige, hitzebeständige Dichtringe vervollständigen das Grundelement. Nun wird der dünne Stahlmantel mit Kohlefaser-Rovings umwickelt und anschließend im Autoklaven ausgehärtet. Danach ist der Zylinder einsatzbereit. Standard- Modelle sind mit Kolbendurchmessern von 32 bis 125 mm bei 300 bzw. 450 bar Arbeitsdruck und Arbeitsöltemperaturen zwischen -20 POINTIERT CFK-ZYLINDER SIND LEICHTER… …UND KÖNNEN SO NEUE APPLIKATIONEN ERSCHLIESSEN GESAMTSYSTEM MUSS IMMER BETRACHTET WERDEN und +80 °C verfügbar. Sonderlösungen sind bei geeigneter Losgröße ebenfalls machbar. Der Vorteil der CFK-Zylinder liegt auf der Hand: ein leichter, weitgehend korrosionsfester Aktuator, der hohe Kräfte erzeugen kann. Je nach Anwendungsanforderung erschließen sich jedoch viel größere Sekundär-Nutzen, die auf den ersten Blick oft nicht ersichtlich sind. EINSPARUNG IM KONTEXT VERSTEHEN Nicht alles, was ökologisch sinnvoll ist, kann auch wirtschaftlich umgesetzt werden. Zwar senkt Leichtbau den Energieverbrauch von mobilen Maschinen und verbessert den CO 2 -Fußabdruck, aber lohnt sich der höhere Anschaffungspreis für CFK-Zylinder wirklich? Betrachtet man den Ersatz von Stahlzylindern beispielsweise in Müllfahrzeugen mit 18 bis 27 t Gesamtgewicht, wird auf das gesamte Fahrzeug gesehen zwar nur ein relativ geringer Gewichtsvorteil erreicht. Jedoch ergibt das geringere Eigengewicht einen guten Kapazitätspuffer, um das oft schwankende Müllaufkommen, z. B. nach Feiertagen, ohne Überladung zu entsorgen. Zusätzlich treibt die „Dieselgate-Affäre“ als Katalysator die Nutzfahrzeughersteller zum Nachdenken an. In Zeiten der Klimakrise erreicht man mit weniger Gewicht auch eine Einsparung beim Kraftstoffverbrauch und beim CO 2 -Ausstoß. 01 Das Unternehmen bietet Standard-Karbonhydraulikzylinder mit Kolbendurchmessern von 32 bis 125 mm bei Arbeitsdrücken von 300 bzw. 450 bar www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/04 17

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