Die Anschlüsse eines Hydraulikzylinders verbinden die Zylinderkammern mit den Hydraulikschläuchen, -rohren oder -verteilern, über die Öl in den Aktuator hinein- und aus ihm herausgeleitet wird. Der Anschluss muss nicht nur hinsichtlich der Gewindegröße, sondern auch hinsichtlich des Gewindenorm, der Dichtungsart, des Betriebsdrucks, der Durchflussanforderungen und der Einbaubedingungen zum Hydrauliksystem passen. Zu den gängigen Anschlüssen für Hydraulikzylinder zählen NPT/NPTF, SAE-O-Ring-Boss, BSPP, BSPT und metrische Anschlüsse. Die richtige Wahl hängt hauptsächlich vom Gerätestandard, der Dichtungsart, dem Druck, dem Durchfluss und dem Markt ab, auf dem der Zylinder eingesetzt wird.
Was ist ein Anschluss an einem Hydraulikzylinder?
Ein Hydraulikzylinder verfügt in der Regel über einen oder mehrere Anschlüsse, über die Hydrauliköl in den Zylinder ein- und aus ihm austritt. Bei einem doppeltwirkenden Zylinder ist ein Anschluss typischerweise mit der Kopfkammer und ein weiterer mit der Kolbenstangenkammer verbunden. Ein einfachwirkender Zylinder kann je nach Bauart nur einen einzigen Hauptarbeitsanschluss aufweisen.
Der Anschluss ist mehr als nur ein Gewindeloch. Er legt fest, wie die Schlauch- oder Rohrverschraubung mit dem Zylinder verbunden wird und wie die Verbindung gegen Hydraulikdruck abdichtet. Verschiedene Anschlussnormen können konische Gewinde, gerade Gewinde mit O-Ringen, Dichtscheiben oder andere Dichtungsvorrichtungen vorsehen.
Aus diesem Grund können zwei Verbindungen mit scheinbar gleichen Durchmessern dennoch völlig inkompatibel sein. Gewindesteigung, Gewindewinkel, Konizität, Dichtfläche und Maßnorm müssen alle übereinstimmen.
Was sind die gängigsten Anschlussarten für Hydraulikzylinder?
In Hydraulikzylindern kommen verschiedene Anschlussnormen zum Einsatz, deren Verbreitung jedoch je nach Region, Maschinentyp und Branche variiert.
| Anschlusstyp | Grundlegendes Design | Typisches Versiegelungsverfahren | Allgemeine Verwendung |
|---|---|---|---|
| NPT / NPTF | Konisches Rohrgewinde | Gewindebeschädigung / zugelassenes Dichtmittel je nach Ausführung | Nordamerikanische Ausrüstung |
| SAE ORB | Gerades UN-/UNF-Gewinde | O-Ring am Anschluss | Mobil- und Industriehydraulik, insbesondere Nordamerika |
| BSPP | Parallelrohrgewinde | Dichtungsscheibe, geklebte Dichtung oder geeignete O-Ring-Anordnung | Europa, Asien und internationale Ausrüstung |
| BSPT | Konisches Rohrgewinde | Gewindedichtung | Britische/internationale Hydrauliksysteme |
| Metrisch | Metrisches Geradgewinde | Häufig O-Ring oder Dichtungsscheibe, je nach Anschlussnorm | Europäische und internationale Maschinen |
NPT- und NPTF-Anschlüsse
NPT (National Pipe Taper) verwendet ein konisches Gewinde. Beim Anziehen der Verschraubung verkeilen sich Außen- und Innengewinde und bilden so die Verbindung. NPTF basiert auf einem ähnlichen Konzept mit konischem Gewinde, weist jedoch eine engere Gewindegeometrie auf und ist somit für druckdichte Anwendungen ausgelegt.
Diese Anschlüsse sind bei nordamerikanischen Hydraulikgeräten nach wie vor weit verbreitet. Die Qualität der Montage ist jedoch von entscheidender Bedeutung, da ein zu festes Anziehen den Anschluss oder die Armatur beschädigen kann, während eine unzureichende Abdichtung zu Leckagen führen kann.
Da die Abdichtung nicht durch einen speziellen O-Ring an der Stirnfläche, sondern über das Gewinde erfolgt, können wiederholte Montage- und Demontagevorgänge ebenfalls die Qualität der Verbindung beeinträchtigen.
SAE-O-Ring-Anschlüsse
SAE-O-Ring-Aufnahme, oft abgekürzt als SAE ORB, nutzt ein gerades Gewinde und einen O-Ring aus Elastomer, um die hydraulische Abdichtung zu gewährleisten. Das Gewinde dient in erster Linie der mechanischen Befestigung, während der O-Ring die Dichtfunktion übernimmt.
Diese Trennung zwischen Gewindeverbindung und Abdichtung ist ein Grund dafür, dass ORB-Verbindungen in mobilen und industriellen Hydrauliksystemen weit verbreitet sind. Sie gewährleisten eine zuverlässige Abdichtung bei hohen Drücken und lassen sich im Allgemeinen leichter wiederholt warten als Kegelgewindeverbindungen, sofern der Anschluss und der O-Ring korrekt gehandhabt werden.
SAE ORB sollte nicht mit JIC-Flaredüsen mit 37-Grad-Aufweitung verwechselt werden. JIC bezeichnet eine Rohr- oder Schlauchverbindung im Flaredüsen-Stil, während ORB die Gewindeanschlussstelle an einem Bauteil wie beispielsweise einem Hydraulikzylinder, einem Ventil oder einem Verteiler bezeichnet.
BSPP und BSPT: Was ist der Unterschied?
BSP-Anschlüsse sind in Europa, Asien und vielen internationalen Hydrauliksystemen weit verbreitet, aber BSPP und BSPT sind nicht dasselbe.
BSPP verwendet ein Parallelgewinde. Da das Gewinde selbst in der Regel keine hydraulische Abdichtung bildet, wird für die Verbindung je nach Anschlussausführung eine geeignete Dichtfläche, eine geklebte Unterlegscheibe, ein O-Ring oder eine andere Dichtungsanordnung verwendet.
BSPT verwendet ein konisches Gewinde. Wie bei anderen Systemen mit konischem Rohrgewinde erfolgt die Abdichtung durch den Gewindeeingriff in Verbindung mit der vorgeschriebenen Dichtungsmethode.
Dieser Unterschied ist von Bedeutung, da es nicht ausreicht, lediglich die Nennweite abzugleichen. Ein als “1/2 Zoll” bezeichneter Anschluss kann je nachdem, ob es sich um BSPP, BSPT oder NPT handelt, eine völlig andere Gewindeform und Dichtungsmethode aufweisen.
Was ist der Unterschied zwischen Gewindetyp und Anschlussgröße?
Gewindetyp und Anschlussgröße hängen zwar zusammen, sind jedoch nicht identisch.
Gewindetyp gibt an, welcher Anschlussstandard verwendet wird, z. B. NPT, SAE ORB, BSPP, BSPT oder metrisch. Er legt Details wie Gewindegeometrie, Steigung, Konizität und Dichtungsart fest.
Portgröße gibt die Nennanschlussgröße innerhalb dieser Norm an. Beispielsweise können zwei Zylinder beide einen Nennanschluss von 1/2 Zoll haben, wobei der eine jedoch 1/2 NPT und der andere 1/2 BSPP sein könnte. Diese sollten nicht als austauschbar betrachtet werden.
Beim Austausch oder bei der Bestellung eines Hydraulikzylinders sollten daher in der vollständigen Anschlussangabe sowohl die Anschlussnorm als auch die Größe angegeben werden.
Eine Beschreibung wie zum Beispiel:
Anschluss: 1/2″ SAE ORB
ist viel nützlicher, als einfach nur zu schreiben:
Anschluss: 1/2″
Wie wirkt sich die Anschlussgröße auf die Leistung eines Hydraulikzylinders aus?
Die Öffnung muss groß genug sein, um den erforderlichen Ölfluss in den und aus dem Zylinder zu ermöglichen, ohne dabei einen übermäßigen Druckabfall zu verursachen.
Ein Zylinder mit größerem Hubraum, der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, benötigt einen höheren Durchfluss als ein kleinerer Zylinder, der langsam arbeitet. Wenn der Anschluss, die Verschraubung, der Schlauch oder der Ventildurchgang für den erforderlichen Durchfluss zu eng ist, kann der Druckverlust zunehmen und der Zylinder bewegt sich möglicherweise langsamer als erwartet.
Die Anschlussgröße muss daher im Zusammenhang mit der Schlauchgröße, der Durchflusskapazität des Ventils, der gewünschten Zylindergeschwindigkeit und dem gesamten Hydraulikkreislauf betrachtet werden. Eine Vergrößerung der Anschlussgröße allein führt nicht zwangsläufig zu einem schnelleren Zylinder, wenn ein anderer Teil des Systems weiterhin den größten Engpass darstellt.
Auch die Portgröße spielt eine Rolle nicht Bestimmung der Zylinderkraft. Die Kraft eines Hydraulikzylinders wird in erster Linie durch den Druck und die wirksame Kolbenfläche bestimmt. Der Anschluss beeinflusst vor allem, wie effizient das Öl zwischen dem Hydrauliksystem und den Zylinderkammern fließen kann.
Warum ist der Standort eines Hafens von Bedeutung?
Das Gewinde und die Größe mögen zwar stimmen, doch kann sich der Einbau des Zylinders dennoch als schwierig erweisen, wenn die Anschlüsse falsch positioniert sind.
Die Anordnung der Anschlüsse beeinflusst die Schlauchführung, den Freiraum um die Maschinenkonstruktion herum, den Schutz vor äußeren Beschädigungen sowie den Zugang für Montage- oder Wartungsarbeiten. Bei einigen Zylindern kann der Kunde Anschlüsse auf derselben Seite, auf gegenüberliegenden Seiten oder in einer bestimmten Winkelausrichtung relativ zu den Befestigungspunkten verlangen.
Bei mobilen Maschinen ist der Einbauraum oft besonders begrenzt. Ein Anschluss, der auf ein Rahmenteil oder ein bewegliches Gelenk zeigt, kann den Zylinder unbrauchbar machen, selbst wenn alle anderen Abmessungen korrekt sind.
Bei kundenspezifischen Zylindern sollte daher die Ausrichtung der Anschlüsse zusammen mit der Befestigungsart, der Einfahrlänge, dem Hub und der Geometrie der umgebenden Maschine bestätigt werden.
So wählen Sie den richtigen Anschluss für einen Hydraulikzylinder aus
Zunächst ist in der Regel die Kompatibilität mit dem bestehenden Hydrauliksystem zu prüfen. Wenn in der Maschine bereits durchgehend SAE ORB im Hydraulikkreislauf verwendet wird, kann die Verwendung desselben Standards beim Austauschzylinder oder beim neuen Zylinder die Schlauchanschlüsse, die Ersatzteilbeschaffung und die Wartung vereinfachen.
Auch regionale und branchenspezifische Normen spielen eine Rolle. Bei mobilen Geräten in Nordamerika kommen üblicherweise NPT/NPTF- und SAE-Anschlüsse zum Einsatz, während in europäischen und internationalen Maschinen häufig BSP- und metrische Normen zu finden sind.
Auch die Art der Abdichtung sollte berücksichtigt werden. O-Ring-Verbindungen mit geradem Gewinde können vorteilhaft sein, wenn es vor allem auf eine zuverlässige Abdichtung und wiederholte Wartungsarbeiten ankommt, während konische Rohrgewinde in vielen bestehenden Maschinen und einfacheren Hydraulikanlagen nach wie vor weit verbreitet sind.
Schließlich sollte die Anschlussgröße auf den erforderlichen Durchfluss abgestimmt sein und nicht allein anhand der Zylinderbohrung ausgewählt werden. Der richtige Anschluss ist derjenige, der Systemkompatibilität, ausreichende Durchflusskapazität, geeignete Druckstufe, zuverlässige Abdichtung und praktische Installation.
Bei OEM-Projekten sollte der Hersteller von Hydraulikzylindern idealerweise vor Produktionsbeginn die genauen Angaben zu Anschlussnorm, Nennweite, Ausrichtung sowie etwaigen Anforderungen an Anschlüsse oder Adapter erhalten.
Schlussfolgerung
Die Anschlüsse eines Hydraulikzylinders bestimmen, wie der Antrieb mit dem restlichen Hydrauliksystem verbunden wird, und die richtige Auslegung umfasst mehr als nur die Wahl eines Nenngewindedurchmessers. NPT/NPTF-, SAE-ORB-, BSPP-, BSPT- und metrische Anschlüsse weisen unterschiedliche Gewindeformen und Dichtungsmethoden auf und sollten nicht als austauschbar angesehen werden.
Bei einer bestehenden Maschine ist es in der Regel am sichersten, den ursprünglichen Anschlussstandard und die ursprüngliche Anschlussgröße beizubehalten, sofern der Hydraulikkreislauf nicht neu ausgelegt wird. Bei einem neuen Zylinder sollte der Anschluss entsprechend dem erforderlichen Druck und Durchfluss, der Dichtungsart, dem Maschinenstandard, dem Einbauraum und den Betriebsanforderungen ausgewählt werden.
Bei der Bestellung eines maßgeschneiderte Hydraulikzylinder, geben Sie mindestens die Anschlussart, Nennweite, Anschlussposition und erforderliche Ausrichtung zusammen mit den Abmessungen des Hauptzylinders. Dadurch wird das Risiko verringert, einen Zylinder zu erhalten, der zwar hydraulisch einsatzfähig ist, sich aber nicht korrekt an die Maschine anschließen lässt.
Häufig gestellte Fragen
F: Können NPT- und BSP-Hydraulikverschraubungen miteinander verbunden werden?
A: Sie sollten grundsätzlich nicht als austauschbar betrachtet werden. NPT- und BSP-Gewinde weisen unterschiedliche Gewindegeometrien auf, und je nach Art der Verbindung können sich auch die Gewindesteigung und die Dichtungsmethode unterscheiden. Eine Verschraubung mag zunächst fest sitzen, dennoch kann es zu einer unzuverlässigen oder beschädigten Verbindung kommen.
F: Ist SAE ORB für Hydraulikzylinder besser geeignet als NPT?
A: Nicht in jeder Anwendung. SAE ORB bietet den Vorteil einer speziellen O-Ring-Dichtung und eignet sich gut für Hochdruck-Hydrauliksysteme und wiederholte Wartungsarbeiten. NPT und NPTF sind nach wie vor weit verbreitet, insbesondere dort, wo die vorhandenen Anlagen bereits auf konische Rohrgewindeverbindungen ausgelegt sind.
F: Erhöht ein größerer Anschluss am Hydraulikzylinder die Zylinderkraft?
A: Nein. Die Kraft eines Zylinders wird hauptsächlich durch den Hydraulikdruck und die wirksame Kolbenfläche bestimmt. Eine größere Anschlussöffnung kann den Durchflusswiderstand verringern, wenn ein höherer Durchfluss erforderlich ist, erhöht jedoch nicht direkt die theoretische Kraft des Zylinders.
F: Können die Anschlüsse von Hydraulikzylindern individuell angepasst werden?
A: Ja. Sonderzylinder können mit unterschiedlichen Anschlussnormen, Abmessungen und Anbringungsorten konstruiert werden, um sie an den Hydraulikkreislauf und den Einbauort des Kunden anzupassen.
