Een enkelwerkende cilinder krijgt perslucht aan één kant van de zuiger en keert terug met een ingebouwde veer. Een dubbelwerkende cilinder krijgt afwisselend lucht aan beide kanten en levert dus kracht in twee richtingen. Enkelwerkend past bij korte, eenvoudige bewegingen met een vaste ruststand. Dubbelwerkend kiest u zodra de terugslag ook kracht, een geregelde snelheid of een langere slag vraagt.
Het verschil in één alinea
Beide cilinders zetten perslucht om in een rechtlijnige beweging, maar ze verschillen in de manier waarop de zuiger terugkomt. Bij de enkelwerkende uitvoering doet de veer dat werk. De cilinder heeft daarom één werkaansluiting en wordt gestuurd met een 3/2-ventiel. Bij de dubbelwerkende uitvoering duwt de lucht de zuiger ook terug. Er zijn twee werkaansluitingen en u stuurt de cilinder met een 5/2- of 5/3-ventiel. Dat ene verschil bepaalt het luchtverbruik, het gedrag bij luchtuitval, de bruikbare kracht en de inbouwlengte.
Enkelwerkende cilinder: lucht in, veer terug
Bij een enkelwerkende cilinder stroomt de perslucht via één poort in de kamer achter de zuiger. De zuiger beweegt en drukt de veer samen. Ontlucht het ventiel die kamer, dan duwt de veer de zuiger terug naar de ruststand. De kamer aan de veerzijde staat via een kleine opening in verbinding met de buitenlucht, zodat daar geen druk of vacuüm ontstaat.
Meestal staat de stang in rust ingetrokken en schuift ze uit onder druk. Er bestaan ook uitvoeringen waarbij de veer de stang uitgeschoven houdt en de lucht ze intrekt. Welke variant u voor zich heeft, leest u in het productblad of op het typeplaatje van de cilinder.
Voordelen: vaste ruststand, minder luchtverbruik, eenvoudig ventiel
- Vaste ruststand. Zonder lucht gaat de zuiger altijd naar dezelfde positie. Dat maakt het gedrag bij het opstarten en na een stilstand voorspelbaar.
- Minder luchtverbruik. Alleen de werkslag kost perslucht. De terugslag gebeurt door de veer.
- Eenvoudige sturing. Eén slang en een 3/2-ventiel volstaan. Dat bespaart een slang, een paar fittingen en een ventielpositie.
Beperkingen: de veer kost kracht, slag en lengte
- Minder nuttige kracht. De lucht moet ook de veer samendrukken. Een deel van de kracht die de druk op de zuiger levert, gaat dus naar de veer, en die tegenkracht neemt toe naarmate de veer verder ingedrukt wordt.
- Beperkte terugslag. De terugkeer hangt volledig af van de veerkracht. Een zware last of veel wrijving kan de zuiger onderweg laten stilvallen.
- Korte slag en langere bouw. De samengedrukte veer neemt plaats in. Enkelwerkende cilinders worden daarom vooral met korte slagen gemaakt en zijn bij dezelfde slag langer dan een dubbelwerkende cilinder.
- Minder regelbaar. De terugslag regelt u alleen via de ontluchting van de werkkamer, en de veer bepaalt hoeveel kracht er overblijft.
Dubbelwerkende cilinder: kracht in twee richtingen
Een dubbelwerkende cilinder heeft twee aansluitingen: één aan de bodemzijde en één aan de stangzijde. Krijgt de bodemzijde lucht terwijl de stangzijde ontlucht, dan schuift de stang uit. Schakelt het ventiel om, dan schuift ze weer in. Er is geen veer, dus de volledige druk op de zuiger is beschikbaar als kracht, in beide richtingen.
Eén kanttekening: bij het intrekken drukt de lucht op de ringvormige oppervlakte rond de stang. Die is kleiner dan het volle zuigeroppervlak, dus de trekkracht is lager dan de duwkracht. Hoe u die krachten uitrekent en welke boring daarbij hoort, leest u in de gids pneumatische cilinder kiezen: boring, slag en kracht.
Dubbelwerkende cilinders bestaan in alle gangbare vormen, van kleine rondcilinders tot profielcilinders met een lange slag. Omdat u beide bewegingen met lucht stuurt, regelt u ook beide snelheden afzonderlijk. Eindpositiedemping aan beide kanten is mogelijk, op voorwaarde dat de cilinder die demping heeft.
Sturen met een 5/2- of 5/3-ventiel
Een 5/2-ventiel heeft één persluchtaansluiting, twee werkpoorten (naar de bodem- en de stangzijde) en twee ontluchtingen. In de ene stand staat poort 2 onder druk en ontlucht poort 4, in de andere stand is het omgekeerd. Een monostabiel ventiel valt bij spanningsuitval terug in zijn ruststand, een bistabiel ventiel houdt de laatste stand vast.
Moet de cilinder halverwege de slag kunnen stoppen, dan is een 5/3-ventiel nodig. Afhankelijk van de uitvoering is de middenstand gesloten (de cilinder blijft staan, binnen de grenzen van de samendrukbaarheid van lucht), belucht of ontlucht (de cilinder wordt krachteloos). Het passende stuurventiel vindt u bij de 3/2- en 5/2-magneetventielen in de webshop.
Vergelijkingstabel: enkelwerkend tegenover dubbelwerkend
| Kenmerk | Enkelwerkende cilinder | Dubbelwerkende cilinder |
|---|---|---|
| Terugslag | Door de ingebouwde veer | Door perslucht |
| Werkaansluitingen | 1 | 2 |
| Stuurventiel | 3/2-ventiel | 5/2- of 5/3-ventiel |
| Kracht bij de werkslag | Druk op de zuiger min de veerkracht | Volle druk op het zuigeroppervlak |
| Kracht bij de terugslag | Alleen de veerkracht | Druk op het ringoppervlak rond de stang |
| Luchtverbruik per cyclus | Alleen de werkslag | Beide slagen |
| Gedrag bij luchtuitval | Gaat naar de veerstand | Afhankelijk van ventiel en last; geen vaste positie |
| Slaglengte | Meestal kort | Kort tot lang |
| Inbouwlengte bij dezelfde slag | Langer door de veer | Korter |
| Snelheid regelen | Beperkt, vooral de werkslag | Beide richtingen afzonderlijk |
Welke kiest u voor uw toepassing?
Begin bij de vraag wat de terugslag moet doen. Moet ze alleen de stang terugbrengen, of moet ze ook iets duwen, trekken of tegenhouden? Kijk daarna naar de slag, de beschikbare ruimte en wat er moet gebeuren als de lucht wegvalt. Drie voorbeelden uit de praktijk maken dat concreet.
Klemmen van een werkstuk
Een klem die een werkstuk vasthoudt tijdens het boren of lijmen, heeft een korte slag en levert maar in één richting kracht. Een enkelwerkende cilinder met een 3/2-ventiel is hier een logische keuze. Let wel op het gedrag bij luchtuitval: staat de stang in rust ingetrokken, dan gaat de klem open zodra de druk wegvalt. Moet het werkstuk ook zonder lucht vast blijven zitten, dan kijkt u naar een uitvoering waarbij de veer de klemkracht levert, en controleert u of die veerkracht volstaat.
Uitduwen of uitwerpen van onderdelen
Een cilinder die producten van een transportband duwt, maakt veel cycli en moet ook betrouwbaar terugkomen, zelfs als er iets klemt. Dat pleit voor een dubbelwerkende cilinder met een 5/2-ventiel: de terugslag is dan even krachtig gestuurd als de werkslag, en u regelt beide snelheden apart. Is de slag kort en de last licht, dan kan een enkelwerkende cilinder volstaan en bespaart u lucht.
Heffen of verticaal bewegen
Bij een verticale beweging werkt de last mee of tegen. Een enkelwerkende cilinder die een last heft, zakt terug zodra de lucht wegvalt, en de daalsnelheid hangt dan af van de last en de ontluchting. Een dubbelwerkende cilinder geeft u controle over beide richtingen. Waar een dalende last gevaar oplevert, hoort er bovendien een bewuste keuze bij voor het gedrag bij uitval, bijvoorbeeld een ventiel met gesloten middenstand of een extra beveiliging, afgestemd op de risicoanalyse van de machine.
Luchtverbruik: hoeveel scheelt het?
Een dubbelwerkende cilinder vult bij elke cyclus twee kamers: de volle zuigerruimte bij het uitschuiven en de ringruimte rond de stang bij het intrekken. Een enkelwerkende cilinder vult alleen de werkkamer. Bij dezelfde boring, slag en druk verbruikt de dubbelwerkende cilinder per cyclus dus iets minder dan het dubbele, omdat de stang een deel van de tweede kamer inneemt. Houd er wel rekening mee dat een enkelwerkende cilinder vaak een iets grotere boring nodig heeft om de veerkracht te compenseren, wat een deel van die besparing weer opeet.
Bij een paar bewegingen per minuut maakt dat verschil weinig uit. Bij een cilinder die de hele dag cycli maakt, telt het wel mee in de rekening van de compressor. Hoe u het verbruik voor uw eigen cilinder uitrekent, staat in de gids over het luchtverbruik van een cilinder berekenen.
Enkel- en dubbelwerkende cilinders in de webshop
In het assortiment pneumatische cilinders vindt u beide uitvoeringen. Voor kleine boringen zijn er enkelwerkende rondcilinders (ISO 6432) en dubbelwerkende rondcilinders volgens dezelfde norm. Voor grotere krachten en langere slagen kiest u uit de dubbelwerkende ISO-cilinders volgens ISO 15552, die uitwisselbaar zijn met cilinders van andere merken die dezelfde norm volgen. Boring, slag en uitvoering per type staan in het productblad bij elk product.
Weet u welke uitvoering uw machine nodig heeft? Dan vindt u de Metal Work-onderdelen in de webshop van erkend Metal Work-verdeler IMTA, met per product de technische gegevens om de juiste cilinder en het bijpassende ventiel te kiezen.
Veelgestelde vragen
Wat is een enkelwerkende cilinder?
Een enkelwerkende cilinder is een pneumatische cilinder die met perslucht in één richting beweegt en door een ingebouwde veer terugkeert naar zijn ruststand. Hij heeft één werkaansluiting en wordt meestal gestuurd met een 3/2-ventiel.
Welk ventiel heb ik nodig voor een dubbelwerkende cilinder?
Een 5/2-ventiel, dat afwisselend de bodemzijde en de stangzijde van lucht voorziet en telkens de andere kant ontlucht. Moet de cilinder in een tussenstand kunnen stoppen, dan gebruikt u een 5/3-ventiel met gesloten middenstand.
Verbruikt een enkelwerkende cilinder minder lucht?
Per cyclus wel, omdat alleen de werkslag perslucht kost en de veer de terugslag doet. Een dubbelwerkende cilinder met dezelfde boring en slag verbruikt per cyclus iets minder dan het dubbele, omdat de stang een deel van de tweede kamer inneemt. Heeft de enkelwerkende cilinder een grotere boring nodig om de veerkracht te compenseren, dan wordt het verschil kleiner.
Wat gebeurt er met de cilinder als de perslucht wegvalt?
Een enkelwerkende cilinder gaat door de veer naar zijn ruststand. Bij een dubbelwerkende cilinder hangt het af van het ventiel en de last: zonder druk levert de zuiger geen kracht meer, en een verticale last kan zakken. Leg dat gedrag bewust vast bij het ontwerp van de machine.
