Einde aloude hydraulische voetpomp met lineaire luchtmotor nabij

Hydraulische pomptechnologie ondergaat definitieve verandering

EDE, 20080526 -- Nauwkeurig regelbaar, ergonomisch en een enorm hoge opbrengst. Drie kenmerkende eigenschappen van de nieuwe door Enerpac ontwikkelde pomp met XVARI® Technology. Nooit tevoren zijn deze drie belangrijke producteigenschappen gecombineerd in één hydraulische pomp. Met de XVARI® Technology zet Enerpac wederom een nieuwe industriële standaard voor de 50 jaar oude technologie van de huidige conventionele luchtgedreven hydraulische voetpompen.

De XVARI® Technologie vervangt de populaire en breed toegepaste lineaire luchtmotor techniek en biedt naast een sterk verbeterde ergonomie en een nauwkeuriger dosering van de hydraulische oliestroom ook nog een hogere opbrengst en hoger rendement.

De populaire luchtgedreven hydraulische - met de voet bediende pomp - is ongetwijfeld een van de meest gebruikte industriële pompen bij het werken met hogedrukhydrauliek. We komen ze onder andere tegen in machinefabrieken, productiebedrijven, mechanische werkplaatsen, onderhoudsbedrijven en autoschadeherstelbedrijven. De pompen worden hoofdzakelijk gebruikt voor het aandrijven van kleine enkelwerkende (veer-retour) cilinders en andere hydraulische gereedschappen. De technologie werd eind jaren 50 door Enerpac ontwikkeld en Enerpac was dan ook de eerste producent die hydraulische voetpompen op basis van deze technologie wereldwijd introduceerde.

In de daaropvolgende decennia heeft Enerpac en tal van haar concurenten weliswaar diverse nieuwe generaties van dit type pompen op de markt gebracht, echter het technologische principe is in de afgelopen 50 jaar in feite onveranderd gebleven. Deze luchtgedreven hydraulische pompen hebben een gemiddelde olie opbrengst van 0,16 liter/min bij een druk van 700 bar. Het principe is eenvoudig: de pomp wordt aangedreven met (werkplaats) perslucht van 5 tot 8 bar en in de pomp bedient een lineaire luchtmotor (pneumatische cilinder) vervolgens een kleine hydraulische zuiger, waarmee de olie uit het reservoir wordt opgevoerd en de hydraulische druk wordt opgebouwd. De pompunit is klein en heeft daardoor als belangrijk voordeel dat hij eenvoudig is te verplaatsen. Ook het prijsniveau van de pompunit, ongeveer ¤ 600 (afhankelijk van pompfunktie en model), heeft in belangrijke mate bijgedragen aan de populariteit van de luchtgedreven hydraulische voetpomp.

Industrie leerde ermee leven

Ondanks de voordelen van mobiliteit en gebruiksgemak hebben de huidige conventionele hydraulische voetpompen een aantal wezenlijke beperkingen. Zo zijn deze pompen voorzien van een kantelpedaal en moet de gebruiker voor bediening zijn voet volledig optillen. Dat heeft als ergonomisch nadeel dat het gehele lichaamsgewicht op één been komt te rusten hetgeen vermoeiend en instabiel is. Door het lage olie opbrengst duurt het bovendien vrij lang voordat de cilinder volledig uit staat en de maximale werkdruk is bereikt. Zo vergt het bijvoorbeeld gemiddeld meer dan 20 seconden om een 10-ton cilinder met een slaglengte van 150 mm volledig te laten uitlopen en vervolgens tot 700 bar werkdruk op te voeren.

Een ander typisch nadeel van lucht/hydraulische pompen is de slecht regelbaarheid. Dit komt eenvoudigweg doordat bij het indrukken van het voetpedaal namelijk direct de maximale pompopbrengst wordt bereikt. Immers, de minimale olie opbrengst per pomp slag wordt bepaald door een enkele slag van de lineaire luchtmotor - verdelingen zijn niet mogelijk. Omgekeerd wordt de olie door het prompt werkende ontlastventiel en de kracht van retourveer in de cilinder weer ongehinderd in het reservoir teruggeduwd. Ook hier kan de retourstroom niet nauwkeurig worden geregeld. Deze beperkingen spelen vooral een rol bij bijvoorbeeld autoschadeherstelbedrijven waar nauwkeurig doseren van de oliestroom en daarmee de cilinder beweging een vereiste is.

Verder is het rendement van de pomp vrij laag, namelijk ca. 5 procent. Dit laatste is overigens een natuurkundige beperking die wordt opgelegd door de verhouding tussen de diameter van de luchtzuiger en de hydraulische zuiger, alsmede door het rendement van de interne luchtregeltechniek.

Tenslotte hebben de meeste conventionele lucht/hydraulische pompen een open oliereservoir met ontluchtingsschroef. Daardoor bestaat het risico dat bij kantelen of omvallen olie uit het reservoir loopt. De pomp moet dus altijd horizontaal staan. Een open oliereservoir leidt uiteraard ook gemakkelijk tot interne vervuiling (van stof en vloeistoffen etc.) waardoor het hydraulische systeem kan gaan haperen. Het zijn evenwel technische beperkingen waarmee de industrie heeft leren leven, mede door de gunstige prijs ten opzichte van de duurdere elektrische pompen.

XVARI® Technology

Om optimaal tegemoet te komen aan deze beperkingen ontwikkelde Enerpac een geheel nieuwe techniek. Een groot aantal eindgebruikers wereldwijd in de verschillende branches werd gevraagd naar hun wensen en behoeften om zo een naadloze aansluiting te krijgen met wat de markt vraagt. Op basis van deze interviews is bij het ontwerp uitgegaan van de volgende drie hoofddoelstellingen:
1. een ergonomisch en arbotechnisch beter product;
2. een optimale regelbaarheid van de oliestroom, ofwel nauwkeurige regeling en
3. een hogere olie opbrengst.
Bijkomend werd ter voorkoming van eventuele lekkage bij kantelen en van interne vervuiling uitgegaan van een gesloten oliereservoir, alsmede voor de stabiliteit van de pomp van een iets groter grondvlak. De ontwikkeling heeft geleid tot een pomp met niet alleen een totaal afwijkend uiterlijk, maar ook met `onder de kap' een geheel andere techniek.

Twee pedalen

Wat als eerste opvalt zijn de twee voetpedalen; één voor de drukopbouw (pressure) en één voor drukvermindering (release). Met deze twee pedalenuitvoering is voldaan aan de doelstelling van een ergonomisch en arbotechnisch beter product. De pedalen worden ingedrukt met de bal van de voet, waarbij de hiel op de grond blijft staan. Het lichaamsgewicht blijft bij het bedienen dus op twee benen rusten. Dit leidt tot minder vermoeidheid, een verhoogde stabiliteit en tevens tot een betere controle over de mate van indrukken en daarmee de regeling van de pomp. Voor controle van de druk kan de pomp optioneel worden voorzien van een geintegreerde manometer.
De volledig gesloten behuizing is vervaardigd van slagvaste kunststof en op de hoekpunten voorzien van een extra bescherming in de vorm van stroeve aangegoten rubber hoekstukken. De voetprint is weliswaar groter dan die van de oude pomp, echter de unit is lager en daardoor veel stabieler en compacter.

Onder de `kap'

Onder de `kap' van de nieuwe XA-Series pomp met XVARI® Technology vinden we een revolutionair stukje techniek. Bijzonder hierbij is overigens dat bij de opbouw gebruik is gemaakt van bestaande en bewezen technologieën en functies waarvoor patenten zijn aangevraagd. Uit het marktonderzoek kwam naar voren dat veel gebruikers een hogere hydraulische opbrengst wilden. Bij de nieuwe pomp ligt de hydraulische opbrengst tot zo'n 50% hoger. Dit heeft Enerpac bereikt door in plaats van een lineaire luchtmotor gebruik te maken van een roterende luchtmotor en een tweetraps roterend pompelement. Het pompelement heeft een excenteras met nokken voor het afzonderlijk aandrijven van een lagedrukzuiger en een hogedrukzuiger. Tussen de luchtmotor en het pompelement is een planetair tandwielmechanisme gezet om het toerental van de luchtmotor (20.000 omw/min) te reduceren naar de 2.000 toeren/min die de hydraulische pomp draait.
Het voordeel van de roterende luchtmotor is dat het toerental nauwkeurig is te regelen. Door het voetpedaal dieper in te drukken gaat meer lucht naar de motor en gaat het toerental omhoog. Dat leidt tot de variabele oliestroom (flow), zodat de snelheid en positionering van de hydraulische cilinder of het gereedschap veel nauwkeuriger is te regelen. Het voordeel hiervan is dat de gebruiker meer controle heeft over de hydraulische toepassing resulterend in betere kwaliteit en meer veiligheid.

Tijdwinst

Door de hogere olie opbrengst is de tijd welke nodig is om de cilinder of het gereedschap volledig op druk te brengen, aanzienlijk teruggebracht. In de eerste trap tot een druk van ca. 120 bar levert de pomp ca. 2,0 liter/min. Daardoor loopt de cilinder tweemaal zo snel uit als bij conventionele voetpompen die bij deze druk slechts gemiddeld 1,0 liter/min leveren. Bij de daarop volgende tweede trap neemt de oliestroom geleidelijk af tot ca. 0,25 liter/min bij 700 bar, hetgeen ca. 30% meer opbrengst betekent dan bij de voetpompen met conventionele techniek. Voor de terugloopfunctie ontwikkelde Enerpac een speciale hydraulische ontlastklep. Deze klep wordt nauwkeurig aangestuurd door het release-pedaal. Hoe meer het pedaal wordt ingedrukt, hoe sneller de cilinder terugloopt en de druk vermindert. Deze product eigenschap resulteert in een veel beter controle over de terugloopfunctie; denk bijvoorbeeld aan een last die langzaam en op gecontroleerde wijze omlaag moet worden gebracht.
Voor de nieuwe pomp is ook gebruik gemaakt van een gesloten rubber oliereservoir, de `bladder' genoemd. Hierdoor is de pomp minder kwetsbaar geworden. De pomp kan zowel in horizontale als verticale stand worden gebruikt en er kan ook geen vuil in komen.
Een interessante factor voor wat betreft nauwkeurigheid en veiligheid is dat bij de nieuwe pomp de snelheid aanzienlijk hoger ligt dan bij de oude pomp. Bij de oude pomp is door de toepassing van een lineaire luchtmotor de snelheid lager, hetgeen resulteert in een pulserende oliestroom die een cilinder schoksgewijs laat uitlopen. Bij de nieuwe pomp is de pompsnelheid veel hoger, waardoor de drukverhoging en daarmee het uitlopen van een cilinder veel gelijkmatiger verloopt, hetgeen de bedieningsnauwkeurigheid ten goede komt. Zo zal bijvoorbeeld met een hydraulische pers, aangedreven door een XVARI® Technology pomp veel nauwkeuriger kunnen worden gewerkt dan voorheen. De nauwkeurige regeling stelt de gebruiker in staat beter werk af te leveren met bovendien een hogere efficiency.

Standaard voor de toekomst

De nieuwe pomp met XVARI® Technology heeft weliswaar dezelfde functies als de oude pomptechniek, maar biedt de gebruiker een aantal unieke voordelen. Zo is met het ergonomisch ontwerp een belangrijk arbotechnisch voordeel bereikt ten opzichte van de oude modellen. Verder is met de XVARI® Technology voor het eerst een optimaal regelbare oliestroom mogelijk en daardoor kan de cilinderbeweging nauwkeuriger worden beheerst, zowel gedurende het uitlopen als het teruglopen. En ten derde kan dankzij de hogere hydraulische opbrengst aanzienlijk sneller worden gewerkt. Kortom, de nieuwe pomp met XVARI® Technology betekent het einde van de ruim 50 jaar durende hegemonie van de aloude hydraulische voetpomp met lineaire luchtmotor.

maandag 26 mei 2008