Composietmaterialen op basis van koolstofvezel zijn niet nieuw in de aandrijftechniek. Er worden onder meer aandrijfassen en tandriemen uit vervaardigd. Herbert Hänchen presenteerde op de Hannover Messe hydraulische cilinders voor industriële toepassing uit dit materiaal. De standaard series zijn geschikt voor drukken tot 700 bar, voor hogere drukken op aanvraag. R&S Hydrauliek uit Zwijndrecht introduceerde de nieuwe cilinders tijdens Europort, begin november in Rotterdam.
Hänchen noemt zijn materiaal H-CFRP: high load capacity composite mate of carbon fiber and other components, refined to form a construction material. Het bedrijf gebruikt het materiaal voor onderdelen van hydraulische cilinders zoals cilindermantels, zuigerstangen en beschermbuizen.
Uniek zijn hydraulische cilinders uit koolstofvezelcomposiet overigens niet. Er zijn al meer cilinders op de markt waarvan de mantels (niet de zuigerstangen) uit dit materiaal zijn vervaardigd.
Eigen visie
R&S Hydrauliek vertegenwoordigt Hänchen al ruim twintig jaar op de Nederlandse markt. Maar ook daarvoor had Wim Stam, eigenaar van R&S Hydrauliek, al een goede relatie met de fabrikant uit Ostfildern (bij Stuttgart). “Hänchen heeft altijd al een eigen visie gehad op cilinders. Ze zijn altijd op zoek naar nieuwe materialen en technieken, maar trekken daarbij hun eigen plan. Ze hebben bijvoorbeeld nooit naar keramiek en kunststof als materiaal voor cilinders gekeken.
Eigenschappen
Koolstofvezel composiet heeft een aantal duidelijke voordelen ten opzichte van staal. Het materiaal is licht, sterk en bestand tegen corrosie. Daar staat tegenover dat het materiaal nog relatief duur is, moeilijk na te bewerken en kwetsbaar na beschadigingen. De cilinders zijn afhankelijk van maat en uitvoering tot 75 % à 80 % lichter zijn dan stalen cilinders van dezelfde afmetingen.”
Koolstofvezels hebben in lengterichting een geringe, negatieve warmteuitzettingscoëfficiënt. Bij verwarming worden ze dus iets korter. Dat betekent dat er onderdelen met een hoge maatvastheid mee kunnen worden gemaakt. De vezel beïnvloedt de thermische gevoeligheid overigens maar in geringe mate; het is vooral het matrixmateriaal dat bepaalt hoe het onderdeel zich gedraagt bij temperatuurwisselingen.
Volgens Hänchen zijn onderdelen uit koolstofcomposiet geschikt voor een temperatuurbereik van -40°C tot +80°C. De fabriek in Ostfildern bouwt momenteel cilinders met een zuigerdiameter tot 200 mm, voor krachten tot 400 kN en slagen tot 1500 mm.
Het volledige artikel vindt u in het decembernummer van Aandrijftechniek.
