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Pneumatik

 

Für hohe Geschwindigkeiten bei niedrigeren Kräften ist die pneumatische Antriebstechnik ideal. Denn ihr Betriebsstoff ist gasförmig und damit komprimierbar. Er steht als Umgebungsluft ständig und ohne Einschränkung zur Verfügung. Ebenso ist bei der Pneumatik keine Rückleitung der Luft, nach dem Betätigen des Arbeitsgliedes, notwendig. Im Gegensatz zur Hydraulik, wo ein geschlossener Kreislauf erforderlich ist.

Ein weiterer Vorteil der Pneumatik gegenüber der Hydraulik ist die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft. Diese liegt bei 10-15 m/s. Dadurch können bei der Pneumatik Zylinder-Ausfahrgeschwindigkeiten von bis zu 300 m/min erreicht werden, bei der Hydraulik sind sie mit ca. 30 - 60 m/min begrenzt.

Pneumatische Schaltungen sind in ihrem Spektrum mit den Möglichkeiten der Elektronik vergleichbar und sind dabei gegenüber Umwelteinflüssen äußerst unempfindlich. So beeinträchtigen starke Temperaturschwankungen, Stoßbeanspruchungen, Schwingungen und teilweise sogar Schmutz die Funktionsfähigkeit der Pneumatik nicht. Ebenso können sie in korrosiver Atmosphäre sowie an strahlungsexponierten Stellen eingesetzt werden. Pneumatikanlagen eignen sich auch zur Anwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, da das Arbeitsmedium Luft in den meisten Fällen zu keiner Gefahrenerhöhung beiträgt.

Dementsprechend weit verbreitet ist die Technik der Pneumatik: Man findet die Pneumatik, egal ob es um Druckluftbremsen in der Bahntechnik geht, um pneumatisch angetriebene Werkzeuge oder um die Ausrüstungen in der Förder- und Positioniertechnik.

Die Kompressibilität von Luft bringt allerdings auch Nachteile mit sich. Sie hat zur Folge, dass Signalübertragungen mit pneumatischen Systemen auf etwa 200 m Entfernung begrenzt sind.
Die Geschwindigkeit der Signalübertragung ist durch die Schallgeschwindigkeit limitiert. Dadurch entstehen eindeutige Nachteile gegenüber elektronischen Systemen.

Die Energiedichte ist mit maximal 12 bar in der Pneumatik wesentlich kleiner als bei hydraulischen Anlagen. Während in der Pneumatik mit Drücken von maximal 12 bar gearbeitet werden kann, sind in der Hydraulik Drücke zwischen 30 und 315 bar üblich, und können in besonderen Anwendungsfällen (meist Spannvorgänge) bis zu 700 bar erreichen.

Pneumatiksteuerungen bestehen im Wesentlichen aus einem Steuersystem und einem Antriebs- oder Arbeitsteil. Im Steuerteil werden mechanische, elektrische oder pneumatische Signale registriert und weiterverarbeitet. Die Ausgangssignale aus dem Steuerteil sind für das Verhalten der Antriebsglieder, welche im Allgemeinen aus Druckluftzylindern oder Druckluftmotoren bestehen, ausschlaggebend.

Antriebsglieder (Zylinder und Motoren)

Pneumatikzylinder und Pneumatikmotoren sind die zwei Pneumatikkomponenten, die pneumatische in mechanische Energie umformen. Sie werden auch als Arbeitsglieder bezeichnet und stellen somit das Bindeglied zwischen der Pneumatik und der Arbeitsmaschine dar.

  • Zylinder für lineare Bewegungen (z. B. zum Spannen),
  • Zylinder mit Getriebe für Schwenkbewegungen und
  • Druckluftmotoren für rotierende Bewegungen.

In der Steuerungstechnik werden hauptsächlich Linearantriebe in Form von Zylindern eingesetzt und werden z. B. zum Einspannen und Zuführen von Werkstücken in Bearbeitungszentren oder zum Verschluss von Verpackungen verwendet.