In sommige situaties is het wenselijk om de ingaande en uitgaande slag van je hydrauliekcilinder even snel te laten lopen. Een precieze positionering van het bewegende object, gelijktijdige beweging van meerdere actuatoren en het balanceren van lading zijn hier slechts enkele voorbeelden van. Maar hoe zorg je precies voor gelijkloop? In dit blog leg ik het uit.
Onderzoek waardoor cilinders niet gelijklopen
Om te bepalen wat nodig is om een hydrauliekcilinder net zo snel in te laten gaan als dat hij uitgaat, is het makkelijkst om eerst te onderzoeken waarom deze snelheden niet gelijk zijn.
De aspecten die invloed hebben op de snelheid van een cilinder zijn olieflow, diameter van de zuiger en de diameter van de stang.
De benodigde verhoudingen
De verhouding in oppervlakte tussen bodem- en stangzijde wordt uitgedrukt in phi (ϕ).
ϕ = Az / Ar
De oppervlakte van de stangzijde noemen we ook wel het ringoppervlakte. Dit is de oppervlakte van de bodemzijde (zuiger) min de oppervlakte van de stang.
Ar = Az – As
Bij een gelijke flow gaat de cilinder factor phi (oppervlakteverhouding) sneller in dan uit. Om een cilinder even snel in als uit te laten gaan, moet je dus zorgen dat de flow naar stangzijde factor ϕ kleiner is dan de flow naar bodemzijde.
Regel de volumestroom nauwkeurig met een proportioneel ventiel
Met een proportioneel ventiel regel je nauwkeurig het aantal liters wat naar de cilinder gaat. Vaak zijn de maximale waardes aan beide kanten gelijk. De plunjer is symmetrisch geslepen waardoor deze zorgt dat er evenzoveel olie van P naar A gaat als van P naar B bij een bepaalde aansturing. Bij een standaard 40 liter plunjer gaat er bij maximale uitsturing bijvoorbeeld 40 liter van P naar A en bij de andere kant bij maximale uitsturing 40 liter van P naar B.
Gebruik een asymmetrische plunjer
Om de snelheid van de cilinder voor de ingaande en uitgaande slag gelijk te krijgen, waarbij je nog steeds gebruik kunt maken van het volledige regelbereik, moet je dus een asymmetrische plunjer hebben. Het verschilt per fabrikant wat de mogelijkheden zijn bij een asymmetrische plunjers. Sommigen hebben standaard asymmetrische plunjers. In dat geval kies je de plunjer die het best bij je cilinder past. Bij andere fabrikanten kun je beide waardes doorgeven en wordt de plunjer speciaal op maat geslepen. Afhankelijk van de fabrikant wordt dit opgelost door de vorm of het aantal notches (inkepingen) aan te passen.
Bijvoorbeeld een standaardplunjer 65/40 liter voor een ϕ≈1.6
of een klantspecifieke plunjer 60/ 37 liter voor een ϕ=1.6
Een doorlopende zuigerstang gebruiken
Een andere manier om dit op te lossen is door een cilinder te nemen met een doorlopende zuigerstang. Deze heeft namelijk gelijke oppervlaktes, waardoor deze bij dezelfde flow dus even snel in als uit zal gaan. Een mogelijk nadeel hierbij is echter wel dat je de cilinder mogelijk anders moet inbouwen en hiervoor meer ruimte nodig hebt. Dit doordat er aan beide kanten van de cilinder een stang beweegt.
Conclusie
Om gelijkloop te bereiken, moeten je de oppervlakteverhoudingen aan bodem- en stangzijde zorgvuldig afstemmen. Een proportioneel ventiel en een asymmetrische plunjer zijn effectieve hulpmiddelen om de volumestroom te regelen en de snelheden gelijk te trekken. Alternatieven, zoals een doorlopende zuigerstang, bieden ook oplossingen, zij het met mogelijke ruimtelijke beperkingen. De keuze hangt af van de specifieke eisen van de toepassing. Heb je nog vragen of opmerkingen? Laat gerust hieronder een berichtje achter.