Rexroth CD vs CG Series: Cushion vs Non-Cushion Hydraulische cilinders

Rexroth CD versus CG-serie: kussen versus niet-kussen hydraulische cilinders

De "D" en "G" in Rexroth-cilindermodelcodes zien eruit als een verschil van één letter. In toepassingstermen is het eigenlijk een van de grotere keuzes die je maakt bij cilinderspecificaties: of de cilinder nu demping aan het einde van de slag bevat of niet. Als u dit verkeerd doet op een pers, een stempellijn of een andere toepassing met momentum aan het einde van de reis, levert u een compromis op tussen de levensduur van de machine of systeemgeluid. Als je het goed doet, zal een cilinder jarenlang draaien zonder de door schokken veroorzaakte vermoeidheid waardoor zijn minder geschikte broers en zussen vroegtijdig met pensioen gaan.

1. Wat CD en CG eigenlijk betekenen

In Rexroth-modelcodering:

• CD— Cilinder, dubbelwerkend,zonderdemping aan het einde van de slag
• CG— Cilinder,metdemping aan het einde van de slag (Gedämpft in het Duits)

Naast die ene letter delen de twee het grootste deel van de rest van de specificaties: boringbereik, staafdiameter, montageopties, drukwaarde en afdichtingspakket. Een CDH1 en een CGH1 van dezelfde maat zijn rond hetzelfde lichaam en dezelfde afdichtingen gebouwd - het verschil is de interne hardware in de eindkappen die de zuiger vertraagt ​​​​wanneer deze het einde van de slag nadert.

De rest van de modelcode vertelt u de zware/medium/lichte serie en drukklasse:

Een CDH1 is dus een heavy-duty 350 bar cilinder zonder kussen. Een CGH2 is een heavy-duty 250 bar cilinder met kussen. Een CDL1 is de compacte lichte serie zonder kussen - doorgaans een boring van 25 mm tot 200 mm, een staafdiameter van 14 mm tot 125 mm, dubbelwerkende enkelvoudige staafconstructie. Een CGL1 zou dezelfde compacte serie zijn met toegevoegd kussen.

2. Hoe demping in de cilinder werkt

Demping aan het einde van de slag is een hydraulisch vertragingsmechanisme, geen mechanische bumper. Het principe is eenvoudig:

Wanneer de zuiger het einde van zijn slag nadert, komt een dempingshuls of pen op de zuiger in een passende boring in de eindkap terecht. Hierdoor wordt de belangrijkste retourhaven effectief afgesloten. De resterende olie tussen de zuiger en de eindkap kan alleen ontsnappen via een klein regelbaar gaspedaal (of een vast gaspedaal bij varianten met vast kussen).

Die beperking creëert tegendruk. Tegendruk vertraagt ​​de zuiger. Gedurende de laatste 15-30 mm slag vertraagt ​​de zuiger soepel tot een snelheid van bijna nul in de eindpositie, in plaats van tegen de eindkap te botsen.

De meeste CG-cilinders bieden dit aanverstelbare dempingvia een schroef op de eindkap - strengere restrictie voor belastingen met een hogere massa of hogere snelheden, lichtere restrictie waar de vertraging anders zou doorschieten. Enkele kleinere series gebruiktvaste dempingfabrieksmatig ingesteld voor typische belastingen.

3. Wanneer demping belangrijk is – en wanneer niet

Demping verdient zijn plaats wanneer de cilinder aan het einde van de slag met voldoende kinetische energie beweegt, zodat een ongecontroleerde stop schade of geluid zou veroorzaken. De kinetische energie hangt van drie dingen af: de belastingsmassa, de snelheid aan het einde van de slag en de afstand die het kussen moet afleggen om het te verspreiden.

Demping is van cruciaal belang wanneer:

• De cilinder verplaatst een zware last – doorgaans meer dan 50 kg per cilinder, en neemt sterk toe naarmate de boring groter is
• De slagsnelheid aan het einde van de beweging is groter dan ongeveer 0,1 m/s
• De last vertraagt ​​zonder externe mechanische remmen of begrenzingsklepcircuits
• De toepassing vereist een stille werking (voedselverpakking, ziekenhuisapparatuur, liften in woongebouwen)
• Door veelvuldig fietsen wordt de cilinder blootgesteld aan herhaalde schokbelasting (persen, stampen, transporteren)

Demping is niet nodig wanneer:

• De belastingen zijn zo licht dat het resterende momentum aan het einde van de slag verwaarloosbaar is
• De cilinder beweegt langzaam gedurende de gehele slag (minder dan 0,05 m/s, bijv. klemmen, vasthouden)
• Externe vertraging is ingebouwd in het hydraulische circuit (vertragingskleppen, proportionele regeling)
• De cilinder wordt aangeschaft als een algemene klem waarbij de nauwkeurigheid van de eindpositie niet kritisch is
• Kostengevoeligheid sluit de bufferpremie uit voor in massa geproduceerde apparatuur met een laag volume

Een ruwe praktijkrichtlijn: alles boven de 100 kg werklast dat sneller dan 0,2 m/s beweegt, moet demping hebben, tenzij er al vertraging op circuitniveau aanwezig is. Daaronder is de keuze toepassingsgericht.

4. Gevolgen voor prestaties en levensduur

Het zichtbare effect van het laten draaien van een CD-cilinder waar een CG thuishoort, manifesteert zich over maanden en jaren, niet over dagen.

Zonder demping (CD) produceren eindstops met hoge snelheid:

• Mechanische schokken die worden overgebracht op de montagebeugel, het machineframe en de ondersteunende lagers
• Hydraulische schokpulsen (waterslag in de retourleiding)
• Spanningscycli op de zuigerstanglas en de cilinderkopbouten
• Hoorbaar "gerommel" aan het einde van de rit - problemen met de naleving van de geluidsvoorschriften in sommige omgevingen
• Versnelde slijtage van de zuigerafdichting op het contactgebied aan het einde van de slag

Met demping (CG) vertraagt ​​dezelfde lading soepel:

• Mechanische en hydraulische schokken worden met 70-90% verminderd dankzij goed afgestelde kussens
• Eindkapbouten en structurele lassen blijven binnen de vermoeidheidsgrenzen
• Levensduur van afdichting verlengd (de afdichting wordt niet onderworpen aan slam-stops)
• Het geluid neemt aanzienlijk af: doorgaans 5–10 dB gemeten bij de cilinder
• De cyclustijd kan soms zonder schade worden verlengd, omdat de energie aan het einde van de slag wordt beheerd

De wisselwerking is de kosten. Een CG-cilinder kost doorgaans 15-25% meer dan de gelijkwaardige CD. Voor toepassingen waarbij dit daadwerkelijk nodig is, wordt dit vele malen terugverdiend door langere afdichtingsvervangingsintervallen en minder structureel onderhoud.

5. Serieoverzicht van de Rexroth-serie

De CDL1 is een van de meest gebruikte in de serie, omdat hij een bruikbaar bereik bestrijkt zonder de kosten en het gewicht van de heavy-duty serie. Standaarduitvoering is enkelvoudig dubbelwerkend, boring 25 mm tot 200 mm, staafdiameters 14 mm tot 125 mm. Er zijn meerdere montagevarianten beschikbaar: MT4 (tap), MF3/MF4 (flens), MP (gaffel), enzovoort. Optionele stofbescherming, afdichtingen met lage wrijving en Industry 4.0-sensorintegratie zijn configureerbaar via achtervoegselcodes (C1X, B1CH en andere).

6. Hoe te kiezen

Een praktische volgorde:

Stap 1 — Bereken de kinetische energie aan het einde van de slag. E = ½ × m × v²waarbij m de bewegende massa is en v de snelheid aan het einde van de slag. Boven ongeveer 50 J per cyclus wordt demping belangrijk. Boven 500 J is dit in wezen verplicht voor een redelijke levensduur.

Stap 2 — Controleer of het hydraulische circuit de vertraging extern afhandelt.Proportionele kleppen, vertragingskleppen of PLC-gestuurde snelheidshellingen kunnen het einde van de slag regelen zonder kussen in de cilinder. Als ze al in het ontwerp zitten, kan een cd voldoende zijn.

Stap 3 — Overweeg de cyclusfrequentie.Een cilinder die meer dan 100.000 slagen per jaar maakt, profiteert dramatisch van demping, zelfs bij gematigde energie. Laagcyclische toepassingen (een paar honderd per jaar) kunnen zwaardere stops verdragen.

Stap 4 — Controleer de geluidsbeperkingen.Bedrijfsomgevingen met vereisten voor gehoorbescherming of de nabijheid van openbare ruimtes profiteren van demping, ongeacht het energieniveau.

Stap 5 — Bevestig de budgetmarge.De premie van 15-25% voor CG ten opzichte van CD is klein in verhouding tot de kosten van voortijdige vervanging van afdichtingen of herstel van structurele vermoeidheid. Maak geen kortere weg naar een toepassing die veel energie verbruikt om de initiële kosten te besparen.

7. Snelle selectiematrix

Veelgestelde vragen

Vraag: Kan ik later demping aan een CD-cilinder toevoegen door onderdelen toe te voegen?

Nee. De kussenboring in de eindkap maakt deel uit van de cilinderconstructie en is geen aftermarket-add-on. Bij retrofit moet de cilinder worden vervangen of opnieuw worden opgebouwd met nieuwe eindkappen - meestal duurder dan vanaf het begin een CG kopen.

Vraag: Hoeveel voegt demping toe aan de cilinderlengte?

Meestal heel weinig. De kussenhoes zit binnen de bestaande eindkapgeometrie. De totale afmetingen van de envelop zijn meestal identiek aan die van het CD-equivalent - uitwisselbaar in dezelfde montageruimte.

Vraag: Mijn CG-cilinder klapt nog steeds aan het einde van de slag. Wat is er mis?

Ofwel staat de verstelbare kussenschroef te ver open, ofwel zit er lucht in de cilinder (vaak na vervanging van de afdichting), ofwel is de kussenhoes versleten. Stel de kussenschroef eerst kleiner in; als dat niet helpt, ontlucht dan de cilinder; als het nog steeds dichtslaat, moet de kussenhoes worden geïnspecteerd.

Vraag: Is de demping effectief in beide rijrichtingen?

Ja – goed ontworpen kussens in beide eindkappen vertragen de zuiger aan beide uiteinden van de slag. Enkelzijdige demping bestaat voor speciale toepassingen, maar is niet standaard.

Vraag: Verliest een CG-cilinder slaglengte vergeleken met een CD?

De bruikbare slag is identiek. De kussenhuls werkt binnen de laatste 15-30 mm slag, maar de volledige nominale slag is nog steeds beschikbaar. De uitgangskracht is ook ongewijzigd: de demping vermindert de krachtcapaciteit niet.