Schokdempers – vind fabrikanten en leveranciers

Schokdempers dempen schokken, trillingen en ongewenste bewegingen in voertuigen, machines, apparatuur en technische constructies.

Ze zetten een deel van de kinetische energie om in warmte en zorgen ervoor dat bewegende massa's op een gecontroleerde manier worden afgeremd of dat trillingen sneller afnemen.
In tegenstelling tot veren slaan schokdempers de geabsorbeerde energie niet in de eerste plaats op om deze later weer vrij te geven. Hun functie is om kinetische energie zo gecontroleerd mogelijk af te voeren. Veren en schokdempers worden daarom vaak in combinatie gebruikt: de veer vangt belastingen op en maakt beweging mogelijk, terwijl de schokdemper de daaropvolgende trilling beperkt.
Schokdempers worden in een breed scala aan toepassingen gebruikt, waaronder weg- en spoorvoertuigen, motorfietsen, fietsen, landbouw- en bouwmachines, productiefaciliteiten, robots, transportsystemen, liften, kranen en bouwconstructies.

Hieronder vindt u een overzicht van de werkingsprincipes, uitvoeringen, toepassingsgebieden, voordelen en beperkingen van schokdempers, evenals de belangrijkste selectiecriteria.

Hoe schokdempers werken

Schokdempers genereren een kracht die beweging tegengaat. Dit vermindert de snelheid van een bewegende massa of dempt een trilling. De geabsorbeerde mechanische energie wordt voornamelijk omgezet in warmte en via de behuizing of het gebruikte dempingsmedium aan de omgeving afgegeven.
Bij hydraulische schokdempers beweegt een zuiger in een met olie gevulde cilinder. De olie wordt door kleppen, openingen of andere stromingsdoorsneden geperst. De hierdoor ontstane stromingsweerstand genereert de dempingskracht.
De demping kan voor elke bewegingsrichting anders worden ingesteld:

• De compressiefase treedt in werking wanneer de schokdemper wordt samengedrukt.
• De terugveringstap treedt in werking wanneer de schokdemper wordt uitgeschoven.

Bij schokdempers voor auto’s worden de compressie- en terugveringdemping specifiek afgestemd op het gewicht van het voertuig, het chassisontwerp, de ophanging en de gewenste rijeigenschappen. Bij industriële schokdempers ligt de nadruk daarentegen vaak op het soepel en schokvrij tot stilstand brengen van een bewegende massa.
Afhankelijk van het ontwerp hangt de dempingskracht onder andere af van de snelheid, de slag, de klepstand, de viscositeit van de olie en de temperatuur. Moderne klepsystemen maken progressieve, degressieve of ongeveer lineaire karakteristiekcurves mogelijk. Hierdoor kan een schokdemper anders reageren op kleine bewegingen dan op hoge impactsnelheden.

Ontwerp en belangrijkste onderdelen van schokdempers

De exacte constructie hangt af van het werkingsprincipe en de toepassing. Een hydraulische telescopische schokdemper bestaat doorgaans uit:

• Een drukbestendige behuizing of cilinder,
• een beweegbare zuiger,
• een zuigerstang,
• een hydraulische dempingsvloeistof,
• kleppen en openingen,
• geleidingen en lagerelementen,
• afdichtingen en afstrijkers,
• een compensatiekamer voor verplaatste olie,
• bevestigingsmiddelen,
• en, indien van toepassing, een terugstelveer of een gaskamer.

Afdichtingen voorkomen het ontsnappen van de dempingsvloeistof en het binnendringen van verontreinigingen. Geleiders zorgen ervoor dat de zuiger en de zuigerstang in de beoogde richting blijven bewegen. Zijdelingse krachten moeten zoveel mogelijk worden vermeden, aangezien deze de geleiders, afdichtingen en zuigerstang aanzienlijk kunnen belasten.
In veel hydraulische schokdempers dient een gaskussen om volumeveranderingen te compenseren en de olie onder druk te zetten. Dit vermindert het risico op schuimvorming en cavitatie. Zelfs in zogenaamde gasdruk-schokdempers wordt de daadwerkelijke demping voornamelijk bereikt door de gedrempelde oliestroom.

Soorten en varianten van schokdempers

Schokdempers kunnen worden ingedeeld op basis van hun werkingsprincipe, ontwerp, regelbaarheid en toepassingsgebied. Aangezien deze kenmerken elkaar overlappen, kan een schokdemper tegelijkertijd tot meerdere groepen behoren.

Hydraulische schokdempers

Hydraulische schokdempers gebruiken olie of een andere hydraulische vloeistof als dempingsmedium. De vloeistof wordt door nauwkeurig gedefinieerde openingen en kleppen geperst, waardoor kinetische energie wordt omgezet in warmte. Hierdoor kunnen grote hoeveelheden energie in een compacte ruimte worden afgevoerd.
Gasdruk-schokdempers bevatten bovendien een onder druk staande gaskamer. Deze compenseert volumeveranderingen en vermindert het schuimen van de olie bij snelle bewegingen. Bij het ontwerp van het systeem moet rekening worden gehouden met de hieruit voortvloeiende uitstrekkingskracht.
Hydraulische schokdempers worden toegepast in voertuigen, machines, productie- en transportsystemen, evenals in veiligheidsapparatuur.

Enkelbuis-schokdempers

Monobuis-schokdempers hebben één werkcilinder.
De olie- en gaskamers worden doorgaans gescheiden door een scheidingszuiger.
Het grote cilinderoppervlak, dat direct wordt blootgesteld aan de luchtstroom van het voertuig of de omgeving, bevordert de warmteafvoer.
Dit ontwerp wordt vaak toegepast in voertuigen die hoge eisen stellen aan consistente dempingsprestaties, nauwkeurig reactievermogen en thermische veerkracht.

Schokdempers met dubbele cilinder

Tweebuis-schokdempers bestaan uit een binnenste werkcilinder en een buitenste compensatiekamer.
De olie die door de terugtrekkende zuigerstang wordt verdrongen, stroomt via een bodemklep in de compensatiekamer.
Dit ontwerp maakt vaak een korte inbouwlengte en een kostenefficiënte productie mogelijk.
Tweebuis-schokdempers worden daarom op grote schaal gebruikt in personenauto’s, bedrijfsvoertuigen en tal van andere toepassingen.

Telescopische schokdempers

Telescopische schokdempers verrichten een lineaire slagbeweging.
De zuigerstang en de cilinder bewegen in elkaar.
Dit compacte en veelzijdige ontwerp wordt gebruikt in voertuigophangingen, machines en industriële eindpositie-toepassingen.

Hefboomschokdempers

Bij hefboomschokdempers wordt een externe draaibeweging via een hefboom en een as overgebracht op een interne zuiger of schoep.
Ze werden voornamelijk gebruikt in oudere voertuigontwerpen en worden tegenwoordig vooral aangetroffen in gespecialiseerde of historische toepassingen.

Pneumatische schokdempers

Pneumatische schokdempers gebruiken lucht of een ander gas als werkmedium.
De demping wordt bereikt door de gasstroom gecontroleerd te smoren.
Aangezien perslucht energie opslaat en terugvering kan veroorzaken, moet een puur pneumatisch dempingssysteem hierop worden afgestemd.
In pneumatische cilinders wordt de uitlaatlucht vaak in de eindpositie gedempt. Dit remt de zuiger af voordat deze de mechanische aanslag bereikt.

Hydropneumatische schokdempers

Hydropneumatische ontwerpen combineren een vloeistof voor gecontroleerde demping met een samendrukbaar gas als veer- of compensatie-element.
Ze maken hoge energiedichtheden en progressieve krachttaken mogelijk.
Voorbeelden van toepassingen zijn voertuigvering, chassis van landbouw- en bouwmachines, landingsgestellen van vliegtuigen en zwaar belaste technische constructies.

Wrijvingsschokdempers

Wrijvingsschokdempers voeren kinetische energie af via mechanische wrijving tussen oppervlakken die tegen elkaar worden gedrukt.
Ze hebben een eenvoudig ontwerp en vereisen geen vloeibaar dempingsmedium.
De dempingskracht kan echter sterker worden beïnvloed door slijtage, de toestand van het oppervlak, de contactkracht en de temperatuur.
Wrijvingsdempers worden onder andere toegepast in speciale voertuigen, machines en constructies die aan trillingen onderhevig zijn.

Schokdempers van elastomeer, rubber en kunststof

Deze schokdempers absorberen energie door de vervorming van elastische of visco-elastische materialen.
Gebruikte materialen zijn onder meer rubber, polyurethaan, technische elastomeren en speciale kunststoffen.
Ze zijn compact, kosteneffectief en vaak onderhoudsvrij. Tegelijkertijd hebben ze meestal een terugveringseffect. Het dempingsgedrag en de levensduur zijn sterk afhankelijk van het materiaal, de temperatuur, de mate van vervorming, de belastingsfrequentie en veroudering.

Visco-elastische schokdempers

Visco-elastische dempers combineren elastische vervorming met interne wrijving.
Ze kunnen schokken en trillingen over een breed frequentiebereik dempen.
Ze worden onder andere gebruikt in machines, elektronische behuizingen, gebouwen, bruggen en gevoelige technische apparatuur.

Magnetorheologische schokdempers

Magnetorheologische schokdempers bevatten een vloeistof waarvan het stromingsgedrag wordt beïnvloed door een magnetisch veld.
Een elektronisch regelsysteem kan de dempingskracht snel aanpassen aan de actuele bedrijfsomstandigheden.
Deze technologie wordt voornamelijk toegepast in adaptieve voertuigvering, maar ook in gespecialiseerde machines en trillingsdempingssystemen.

Passieve schokdempers

Passieve schokdempers hebben een vaste of mechanisch instelbare karakteristiek.
Ze hebben geen externe stroomvoorziening nodig en zijn robuust, betrouwbaar en relatief eenvoudig te integreren.

Instelbare schokdempers

Bij instelbare schokdempers kunnen de compressiefase, de terugveringsfase of beide dempingsrichtingen worden aangepast.
De instelling kan mechanisch, hydraulisch of via verwisselbare smoorelementen worden uitgevoerd.
In industriële toepassingen maakt deze instelling aanpassing aan verschillende massa’s en snelheden mogelijk. In voertuigen kan deze worden gebruikt om het comfort, de wegligging en het laadvermogen te optimaliseren.

Adaptieve en semi-actieve schokdempers

Adaptieve of semi-actieve schokdempers passen hun dempingskracht tijdens het gebruik aan. Sensoren detecteren factoren zoals beweging, versnelling, belasting of rijomstandigheden. Een regelsysteem past kleppen of het gedrag van de dempingsvloeistof aan.
Semi-actieve systemen passen de demping aan, maar brengen, in tegenstelling tot volledig actieve systemen, doorgaans geen extra kinetische energie in de ophanging.

Industriële schokdempers

Industriële schokdempers regelen de vertraging van bewegende massa’s in machines en geautomatiseerde systemen.
Typische toepassingen zijn onder meer lineaire eenheden, robots, werktuigmachines, portaalkranen, transportsystemen, verpakkingsmachines en handlingsystemen.
Er zijn zelfinstellende, instelbare en vaste uitvoeringen. Bij regelmatig terugkerende bewegingen moet zowel rekening worden gehouden met de energie per slag als met de totale warmteontwikkeling per uur.

Miniatuurschokdempers

Miniatuurschokdempers zijn ontworpen voor kleine bewegende massa’s en beperkte inbouwruimtes.
Ze worden onder andere gebruikt in precisiemechanische apparaten, kleine grijpers, elektronica, medische technologie en compacte automatiseringssystemen.

Schokdempers voor zwaar gebruik

Schokdempers voor zware toepassingen absorberen bijzonder grote hoeveelheden energie.
Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in kranen, bruggen, sluizen, staalfabrieken, materiaaltransportsystemen, haveninstallaties en grote machines.
Dankzij de lange slaglengte en de robuuste behuizing kunnen zware massa’s met een relatief lage vertraging worden afgeremd.

Veiligheidsschokdempers

Veiligheidsschokdempers zijn in de eerste plaats ontworpen om bescherming te bieden bij storingen, noodstops of het onbedoeld overschrijden van een eindpositie.
In tegenstelling tot industriële schokdempers die cyclisch werken, zijn ze vaak ontworpen voor onregelmatige maar bijzonder energie-intensieve belastingen.

Eindpositie- en stootdempers

Eindpositie-schokdempers vertragen bewegende machineonderdelen voordat deze een vaste aanslag bereiken.
Hieronder vallen hydraulische buffers, eindpositiedempers en schokdempers voor lineaire of roterende bewegingen.
Er kan een afzonderlijke vaste aanslag nodig zijn om te voorkomen dat de schokdemper verder wordt belast dan zijn toegestane slag.

Schokdempers voor voertuigen

Schokdempers voor voertuigen worden gebruikt in personenauto’s, bedrijfsvoertuigen, bussen, motorfietsen, fietsen, spoorvoertuigen, landbouwmachines, bouwmachines en andere mobiele toepassingen.
Ze dempen de trillingen van geveerde en ongeveerde massa’s en dragen bij aan het rijcomfort, de rijstabiliteit en een veilig contact tussen de wielen en het wegdek.

Schokdempers voor speciale doeleinden

Er zijn speciale uitvoeringen beschikbaar voor onder andere zeer hoge of lage temperaturen, corrosieve omgevingen, zware vervuiling, onderwatertoepassingen, cleanrooms, voedselproductie, potentieel explosieve omgevingen of bijzonder hoge cyclussnelheden.
Dit kan het gebruik vereisen van roestvrij staal, speciale coatings, temperatuurbestendige afdichtingen, speciale hydraulische vloeistoffen, afstrijkbladen, beschermende balgen en toepassingsspecifieke goedkeuringen.

Toepassingen van schokdempers

Wegvoertuigen

Schokdempers beperken de trillingen van de carrosserie, assen en wielen.
Ze beïnvloeden het rijcomfort, de stuurrespons, de remstabiliteit, het bochtgedrag en de tractie.
Het ontwerp moet nauwkeurig worden afgestemd op het voertuig, de asbelasting, de ophanging en het beoogde gebruik.

Motorfietsen en fietsen

Bij motorfietsen en fietsen worden schokdempers vaak gecombineerd met een veer tot een compacte eenheid.
Dankzij de instelmogelijkheden voor voorspanning, terugveringsdemping en compressiedemping kan de schokdemper worden aangepast aan het gewicht van de berijder, de belading, de rijstijl en het wegdek.

Bedrijfs-, landbouw- en bouwmachines

Zware voertuiggewichten, wisselende belastingen en oneffen wegdekken stellen bijzondere eisen aan het draagvermogen, de afdichting en de warmteafvoer.
Hier worden schokdempers toegepast op chassis, cabines, stoelen, assen, aanbouwdelen en bewegende machineonderdelen.

Spoorvoertuigen

In spoorvoertuigen beperken schokdempers verticale, laterale en rotatiebewegingen.
Afhankelijk van de inbouwlocatie worden onder andere primaire, secundaire, laterale, verticale en gierdempers gebruikt.

Machine- en installatiebouw

In machines verminderen schokdempers stootkrachten, geluid en materiaalbelasting.
Ze maken kortere cyclustijden mogelijk en voorkomen dat bewegende onderdelen ongecontroleerd tegen mechanische aanslagen stoten.

Automatisering en robotica

Schokdempers vertragen assen, grijpers, sleden, werkstukdragers en handlingunits.
Een soepele vertraging beschermt mechanische componenten, werkstukken en sensoren.

Transport-, opslag- en verpakkingstechniek

In transportsystemen, opslag- en ophaalrobots, sorteersystemen en verpakkingsmachines vangen schokdempers bewegende lasten op en beperken ze de krachten op overdrachtspunten en eindposities.

Constructies en infrastructuur

Viscose, visco-elastische of hydraulische dempers kunnen de bewegingen van gebouwen, bruggen en andere constructies als gevolg van wind, verkeer of trillingen beperken.

Lucht- en ruimtevaart

Hydropneumatische schokdempers en speciale energieabsorbers worden onder andere toegepast in landingsgestellen, stoelen, kleppen en veiligheidssystemen.
Gewicht, betrouwbaarheid en gedefinieerde prestatiekenmerken onder extreme omgevingsomstandigheden zijn hier van bijzonder belang.

Voordelen van schokdempers

• Gecontroleerde vertraging: bewegende massa’s worden over een bepaalde afstand afgeremd.
• Lagere piekkrachten: de belasting van machines, voertuigen, componenten en ladingen wordt verminderd.
• Minder trillingen: ongewenste resttrillingen ebben sneller weg.
• Grotere bedrijfsveiligheid: mechanische aanslagen en veiligheidsrelevante componenten worden ontlast.
• Langere levensduur: Lagers, geleidingen, frames en bevestigingsmiddelen worden minder belast.
• Minder geluid: Harde schokken en door schokken veroorzaakt contactgeluid kunnen worden verminderd.
• Verbeterde proceskwaliteit: Werkstukken en gevoelige producten kunnen voorzichtiger worden verplaatst.
• Hogere rijstabiliteit: schokdempers in voertuigen helpen het contact tussen de wielen en het wegdek te behouden.
• Instelbare demping: Verschillende uitvoeringen en karakteristieke krommen maken een nauwkeurige afstemming op de toepassing mogelijk.

Beperkingen van schokdempers

• De energieabsorptie per slag en per tijdseenheid is beperkt. Als de cyclussnelheid te hoog is, kan de schokdemper oververhit raken.
• Een onjuist ontwerp kan leiden tot ruwe vertraging, doorzakken, terugvering of onvoldoende demping.
• Hydraulische schokdempers kunnen gaan lekken als gevolg van versleten afdichtingen.
• De viscositeit van de olie en de afdichtingsmaterialen worden beïnvloed door hoge en lage temperaturen.
• Zijwaartse krachten of een schuine stroming kunnen de zuigerstang, de geleiding en de afdichtingen beschadigen.
• Elastomeren en kunststoffen kunnen hun eigenschappen veranderen door temperatuur, contact met media, UV-straling en veroudering.
• Verstelbare en elektronisch geregelde systemen vergen meer inspanning voor integratie en afstelling.
• Schokdempers zijn geen vervanging voor een vereiste mechanische eindstop of een hoger niveau van beveiliging.

Belangrijke aankoopcriteria voor schokdempers

Dempingstaak en toepassing

Allereerst moet worden bepaald of een enkele stoot moet worden opgevangen, een regelmatig bewegende massa moet worden afgeremd of continue trillingen moeten worden gedempt. Even belangrijk is het onderscheid tussen normaal bedrijf, cyclische demping aan het einde van de slag en een zeldzame noodsituatie.

Massa en snelheid

De te verplaatsen of af te remmen massa en de maximale stootsnelheid bepalen een aanzienlijk deel van de te absorberen kinetische energie. Bij roterende systemen moet rekening worden gehouden met het traagheidsmoment, het toerental en de overbrengingsverhouding.

Extra aandrijfkrachten

Motoren, pneumatische of hydraulische cilinders, zwaartekracht en veren kunnen tijdens het afremmen kracht blijven uitoefenen op de bewegende massa. Deze extra aandrijfenergie moet bij de kinetische energie worden opgeteld.

Energie per slag en per uur

Bij cyclische toepassingen zijn twee waarden van cruciaal belang:

• de maximale energie die per dempingscyclus wordt geabsorbeerd,
• de totale energie of thermische belasting per uur.

Een schokdemper kan voldoende gedimensioneerd zijn voor een enkele schok, maar kan bij hoge cyclussnelheden toch thermisch overbelast raken.

Slaglengte en toegestane vertraging

Een langere dempingsslag leidt doorgaans tot een lagere vertraging en een lagere piekkracht bij dezelfde hoeveelheid energie. De beschikbare inbouwruimte moet daarom worden afgewogen tegen de toegestane belasting van de machine, het voertuig, het werkstuk of de persoon.

Dempingskarakteristiek

De vereiste kracht-verplaatsings- of kracht-snelheidskarakteristiek hangt af van de toepassing. Er moet worden bepaald of lineaire, progressieve, degressieve, vaste, zelfregulerende of instelbare demping vereist is.
Bij voertuigen moeten de compressie- en terugveringsfasen worden afgestemd op de ophanging, het asontwerp, de voertuigmassa en de gewenste afstelling.

Inbouwruimte en bevestiging

Er moet rekening worden gehouden met de inbouwlengte, de slag, de buitendiameter, de bevestigingspunten en de bewegingsrichting. Bouten, ogen, gaffels, schroefdraad en andere verbindingen moeten passen bij de bestaande bevestigingspunten.
Krachtoverbrenging dient waar mogelijk axiaal te zijn. Indien hoekafwijkingen onvermijdelijk zijn, kunnen geschikte sferische lagers of slagkoppen nodig zijn.

Omgevingsomstandigheden

Temperatuur, vochtigheid, stof, vuil, opspattend water, reinigingsmiddelen, chemicaliën en corrosie beïnvloeden de keuze van materialen en afdichtingen. Voor gebruik buitenshuis of in agressieve omgevingen kunnen roestvrij staal, coatings, beschermende balgen of speciale afstrijkbladen nodig zijn.

Regeling en bewaking

Bij wisselende belastingen of snelheden kan een instelbare, adaptieve of elektronisch geregelde schokdemper aan te raden zijn. Voor bewaakte systemen kunnen sensoren nodig zijn om de positie, temperatuur, slagsnelheid of slijtagetoestand te meten.

Veiligheid en eindstops

Voor veiligheidskritische toepassingen is het essentieel om de gevolgen van een storing in kaart te brengen. Veiligheidsfactoren, redundante dempers, mechanische eindstops en regelmatige inspecties kunnen noodzakelijk zijn.
De schokdemper mag in geen geval worden belast boven zijn toegestane slag. In veel industriële toepassingen moet een geschikte vaste aanslag worden gebruikt om de eindpositie te beperken.

Tests, normen en kwaliteitseisen

Vanwege de grote verscheidenheid aan toepassingen is er geen enkele norm die alle schokdempers omvat. De eisen van het betreffende voertuig, de machine, de industrie en het land van gebruik zijn doorslaggevend.
Fabrikanten dienen betrouwbare gegevens te verstrekken over de dempingskarakteristiek, energieabsorptie, temperatuurbereik, levensduur en toegestane krachten. Afhankelijk van de toepassing kunnen duurtests, lektests, corrosietests, temperatuurtests, kracht-snelheidsmetingen en gedocumenteerde traceerbaarheid vereist zijn.

Onderhoud, vervangingsonderdelen en levenscycluskosten

Bij het uitvoeren van een economische evaluatie moet naast de aankoopprijs ook rekening worden gehouden met factoren zoals installatie, afstelling, inspectie, mogelijke revisie, vervangingsonderdelen en stilstandkosten.
Vervangbare afdichtingen, beschikbare reparatiesets en de beschikbaarheid van het product op lange termijn kunnen voordelig zijn voor onderhoudbare industriële schokdempers. Bij voertuigen moeten schokdempers per as worden geïnspecteerd en worden vervangen volgens de specificaties van de voertuig- of onderdelenfabrikant.

Samenvatting

Schokdempers voeren kinetische energie op een gecontroleerde manier af en verminderen schokken, trillingen en piekbelastingen. In voertuigen dragen ze bij aan het rijcomfort en de rijstabiliteit, en in machines, systemen en technische constructies beschermen ze componenten, werkstukken en mensen.
Hydraulische, pneumatische, hydropneumatische, mechanische, elastomere en visco-elastische werkingsprincipes maken aanpassing aan een breed scala aan toepassingen mogelijk. Daarnaast zijn er passieve, instelbare en adaptieve uitvoeringen, evenals gespecialiseerde schokdempers voor voertuigen, industriële installaties, veiligheidstoepassingen en extreme omgevingsomstandigheden.
Om een betrouwbare werking te garanderen, moeten schokdempers zorgvuldig worden afgestemd op massa, snelheid, energie, slag, cyclussnelheid, dempingskarakteristiek, inbouwconfiguratie en omgevingsomstandigheden. Bij cyclische industriële toepassingen moet naast de energie per slag ook rekening worden gehouden met de totale warmtebelasting per uur.

Schokdempers zijn verkrijgbaar bij diverse fabrikanten en leveranciers. Uitgebreide informatie over fabrikanten en leveranciers van schokdempers uit de hele wereld is te vinden op Exportpages.