Zwei an dieselbe Druckquelle angeschlossene Zylinder bewegen sich nicht unbedingt mit derselben Geschwindigkeit. Unterschiede hinsichtlich Belastung, Reibung, Leckage, Leitungswiderstand und Zylinderabmessungen können dazu führen, dass sich eine Achse zuerst vorwärts bewegt. Die richtige Synchronisationsmethode hängt davon ab, wie groß der Positionsfehler sein darf, den das System tolerieren kann, ob die Last geführt wird und was passiert, wenn eine Seite zum Stillstand kommt.
Legen Sie die zulässige Fehlergrenze fest, bevor Sie die Hardware auswählen.
Notieren Sie die zulässige Höhen- oder Positionsabweichung während der gesamten Bewegung, nicht nur am Ende. Geben Sie die maximale Lastasymmetrie, den Drehzahlbereich, den Hub, die Taktfrequenz und die Folgen einer Schräglage an. Eine Plattform mit starren Führungen kann bereits bei einer geringen Fehlausrichtung klemmen, selbst wenn beide Zylinder letztendlich ihre Endanschläge erreichen. Neben dem Hydraulikkreislauf müssen auch die mechanische Konstruktion, die Lager und der Lastweg analysiert werden.
Drei gängige Ansätze
| Vorgehensweise | Was es bewirkt | Hauptbeschränkung |
|---|---|---|
| Mechanische Kupplung oder geführtes Gestänge | Schränkt die Relativbewegung konstruktiv ein | Es können große Kräfte auf den Rahmen übertragen werden, wenn die Zylinder gegen die Kupplung drücken |
| Durchflussverteiler/-sammler | Teilt den Durchfluss im vorgegebenen Verhältnis auf oder führt ihn zusammen | Die Genauigkeit des endlichen Durchflusses und der kumulative Positionsfehler müssen überprüft werden |
| Positionsrückmeldung mit geregelten Ventilen | Misst jede Achse und passt den Durchfluss an, um Fehler zu reduzieren | Erfordert Sensoren, Steuerungen, Inbetriebnahme und ein festgelegtes Fehlermanagement |
In den technischen Hinweisen zu den Durchflussteilern von Parker wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Durchflussgenauigkeit bei der Synchronisation von Zylindern eingeschränkt ist. Daher sollte ein 50/50-Teiler nicht mit der Garantie verkauft werden, unter allen Bedingungen eine gleichmäßige Positionierung zu gewährleisten. Die Synchronisationssteuerung von Bosch Rexroth beschreibt den unterschiedlichen Ansatz zur Steuerung der relativen Positionen mehrerer Achsen mittels Rückmeldung.
Berücksichtigen Sie den gesamten Bewegungszyklus
Überprüfen Sie das Aus- und Einfahren, den Hub unter Last und ohne Last sowie das Anfahren, Anhalten und die Notabsenkung. Bei einem Einstangenzylinder unterscheiden sich die wirksamen Flächen auf der Kolbenstangenseite und der Kolbenkopseite, sodass ein gleicher Einlassdurchfluss nicht in jeder Richtung gleiche Geschwindigkeiten bedeutet. Entwerfen Sie für die jeweilige Maschine geeignete Funktionen zur Lastsicherung, Druckentlastung, Hubendeposition und Fehlerbehandlung. Die Tests sollten realistische ungleiche Belastungen umfassen und sich nicht nur auf eine leere Plattform in einer Werkhalle beschränken.
Angaben, die in einer Angebotsanfrage enthalten sein sollten
- Plattformgeometrie, Führunganordnung, Zylinderabstand und erwartete Lastverteilung.
- Zulässiger Positionsfehler, Hub und Verfahrzeit in beide Richtungen.
- Erwartete Druck-, Durchfluss- und Steuerleistungswerte sowie die Umgebungsbedingungen für die Sensoren.
- Erforderliches Verhalten nach einem Sensorfehler, einem Schlauchbruch oder einem Stromausfall.
Anwendungen wie beispielsweise Offshore-Hebebühnen und Hydrauliksysteme für Schiffssperren Der Antrieb und die Regelungsstrategie müssen gemeinsam überprüft werden. Keine generische Schaltung kann eine projektspezifische Gefahren- und Strukturbewertung ersetzen.
Technische Hinweise: Technische Hinweise zu Parker-Durchflussverteilern/-zusammenführern; Übersicht über die Synchronisationssteuerung von Bosch Rexroth. Das Titelbild ist eine Konzeptillustration.