Hänchen produziert Leichtbau Hydraulikzylinder in Kleinstückzahlen, deren Kolbenstangen und Zylinderrohre aus dem Carbon-Verbundwerkstoff H-CFK® bestehen. Sie reduzieren im mobilen und stationären Leichtbau das Gewicht um bis zu 80% und erlauben korrosionsfreie oder amagnetische Konstruktionen.
Aus diesem Werkstoff designen und produzieren wir Bauteile rund um den Hydraulikzylinder, wie Zylinderrohre, Kolbenstangen und Schutzrohre ohne metallische Laufflächen.
Bei der Produktion der Zylinder-Bauteile werden die Carbon-Fasern gemäß den benötigten Anforderungen ausgewählt und designt. Es entstehen Hybride aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit Metallen, die den sehr hohen Belastungen in der Hydraulik standhalten. Die daraus entstehenden H-CFK® Hydraulikzylinder weisen viele Vorteile auf:
Zylinderrohre aus H-CFK® reduzieren die Masse von Stahl-Rohren auf bis zu 80 %, H-CFK® Kolbenstangen reduzieren die Masse auf bis zu 75 %. Dabei fällt die Gewichtseinsparung bei langen Hüben besonders deutlich aus.
Carbon ist ein nicht magnetisierbares Material. Dies wirkt sich zum Beispiel bei Zylindern mit einer Kolbenstange aus H-CFK® und einem magnetostriktiven Wegmesssystem in einer kürzeren Baulänge aus.
Die hohe Korrosionsbeständigkeit von Carbon in Verbindung mit nicht-rostenden Metallen macht H-CFK® zuverlässig. Der Einsatz von Epoxidharzen als Matrix und hochwertigen Fasern verhindert einen chemischen Angriff durch starke Alkalien oder starke Säuren.
Kohlenstofffasern haben in Längsrichtung einen sehr geringen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das macht H-CFK® interessant für sehr präzise Anwendungen.
Die Festigkeit und die Steifigkeit des anisotropen Werkstoffes H-CFK® sind in Faserrichtung wesentlich höher als quer zur Faserrichtung. Abhängig von der Richtung der Fasern ergeben sich unterschiedliche Elastizitätsmodule, was höhere Querkräfte zulässt.
Bei bewegten oder beschleunigten Bauteilen ist eine erhöhte Energieeffizienz durch die Gewichtseinsparung zu erreichen. Je nach Einsatzfall kann die Nutzlast erhöht oder die Antriebsleistung verringert werden. Insbesondere ist es mit H-CFK® Kolbenstangen möglich, die Hydraulik-Komponenten bei gleicher Leistungsfähigkeit zu verkleinern und eine höhere Dynamik zu realisieren.
Kolbenstange
Die Kolbenstange eines H-CFK® Zylinders wird ausschließlich aus Carbon, ohne metallische Lauffläche, einteilig produziert. Dabei wird der Kolben fest aufgebracht.
Die Kolbenstangen sind einsetzbar in der Wirkungsart Differential und Gleichlauf, in den Hänchen Baureihen 120, 300 und 320. Eine Kombination mit einem Zylinderrohr in Stahl-Ausführung ist möglich.
Zylinderrohr
Das H-CFK® Zylinderrohr ist in Rundbauweise ohne metallisches Innenrohr ausgeführt. Die Bauweise der H-CFK® Zylinderrohre ist bis 120 bar zulässig.
Die Zylinderrohre der Reihe 320 haben die Druckversorgung und Leckölanschlüsse integriert.
Abmessungen, hydraulische Größen
Oberfläche
Als Gegenlauffläche für Dichtungen und hohen hydraulischen Druck wird die funktionale harte Oberfläche bei der Produktion der Kolbenstange und des Zylinderrohres eingebracht. Die Laufflächen sind mit einem Kreuzschliff veredelt.
Kolbenstange
Für krafteinleitende Elemente, wie das Gewinde am Ende einer Kolbenstange, werden metallische Werkstoffe verwendet. Diese werden bei der Produktion fest in die H-CFK® Kolbenstange eingebunden, so dass eine hochfeste Verbindung entsteht.
Das ermöglicht den Anbau üblicher Befestigungselemente wie z. B. Gelenkköpfe oder Flanschköpfe.
Zylinderrohr
Die Befestigung eines H-CFK® Zylinderrohres ist mit einem Flansch kolben- oder stangenseitig möglich. Das H-CFK® Schutzrohr kann tragend zum Anbau von gelenkigen Befestigungen oder nicht-tragend ausgeführt werden.
Für Hydraulikzylinder bietet Hänchen verschiedene Stahl-Legierungen sowie Leichtbau-Werkstoffe an. Für den jeweiligen Anwendungsfall ist auszuwählen, welcher Werkstoff geeignet ist.
Der wesentliche Vorteil in der Verwendung von H-CFK® liegt in der enormen Gewichtseinsparung und der hohen Belastungsfähigkeit dieser Bauteile. Dadurch können energieeffiziente Antriebe realisiert werden.
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Leichtbauzylinder für Universalprüffeld Abmessungen: Kolbendurchmesser 125 mm, Stangendurchmesser 80 mm, Hub 200 mm, Betriebsdruck 120 bar Konstruktiver Aufbau: Kolbenstange mit integriertem Wegmesssystem, Zylinderrohr aus H-CFK®, Verschluss und Schutzrohre aus Aluminium Vorteil durch hybride Bauweise: Gewichtsoptimierung durch Reduktion der bewegten Antriebsmasse (Kolbenstange) und des kompletten Zylinders |
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Leichtbauzylinder für Universalprüffeld |
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Leichtbauzylinder für einen Dauerlaufprüfstand |
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Leichtbauzylinder für mobile Arbeitsmaschine |
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Innovationspreis des Landkreises Esslingen - Gewinner 1. Preis: Hänchen |
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Stetiges Optimieren bringt den Fortschritt |
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