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Diese Art von Zylinder ist auch als Differentialzylinder bekannt. Differentialzylinder arbeiten auf den zwei gegenüberliegenden Kolbenflächen. Das bedeutet, dass sie in zwei Richtungen arbeiten können: hinaus und hinein. Aufgrund der Kolbenstange arbeitet der Druck auf zwei verschiedenen Oberflächen, die im allgemeinen zwei Geschwindigkeiten und zwei unterschiedliche Kräfte erzeugen: eine beim Ausfahren, die andere beim Einziehen. Die doppelt wirkenden Hydraulikzylinder finden in einer breiten Vielfalt von Anwendungen Verwendung und sind sicher die am meist verbreiteten.

Bei diesem Zylindertyp werden zwei oder mehr Zylinder miteinander verbunden. Beispielsweise ist die Zylinderstange des ersten Zylinders mit dem Kopf des zweiten verbunden, wie man auf der Darstellung unten sehen kann. Durch das Anbringen in Serie von 2, 3, oder sogar 4 Zylindern gleichen Durchmessers, ist die Druckkraft größer als bei herkömmlichen Zylindern.

Bei dieser Art Spezialzylinder ist je eine Kolbenstange mit je einer der Flächen des Kolbenkopfs verbunden. Folglich ist die Flüssigkeitsmenge beim Ein- und beim Ausgang die gleiche, womit auch die Geschwindigkeit und die Kraft gleich sind. Doppelstabzylinderfinden in verschiedensten Anwendungen breite Verwendung, vor allem bei Servosystemen.

Ein Teleskopzylinder besteht aus einem Zylinder mi einfacher oder doppelter Wirkung, wobei diverse Zylinder ineinander gesetzt werden und der hohle Zylinderschaft Zylinder für die nächste Stufe wird. Diese Technik wird bei sehr großen Hüben eingesetzt.