Was sind pneumatische Antriebe?
Pneumatische Aktuatoren sind Mechanismen, die die potentielle Energie eines Druckgases, am häufigsten Luft, in mechanische Energie umwandeln, um ein Maschinenteil anzutreiben. Das komprimierte Gas wird in einen Raum geleitet, in dem seine Expansion einen Kolben oder eine Welle antreibt, um eine Bewegung auszulösen. Zu den häufig vorkommenden Arten von pneumatischen Antrieben gehören einfach oder doppelt wirkende Pneumatikzylinder, Drehantriebe und Membranantriebe. Pneumatikzylinder können auch stangenlos mit Magneten, Bändern oder Kabeln betrieben werden.
Pneumatische Zylinderantriebe verwenden ein Ventil, um Druckgas mit einem Kolben in eine geschlossene Kammer zu injizieren. Die Expansion des Gases drückt den Kolben die Länge des Zylinders hinunter. Der Kolben ist normalerweise mit einer Stange verbunden, die sich bewegt, um einen mechanischen Vorgang zu starten. Pneumatikzylinder werden häufig in Fertigungsumgebungen wie Montagelinien, zum Be- und Entladen von Produkten oder auf andere Weise zur Unterstützung der Bewegungssteuerung eines Prozesses verwendet.
Ein einfachwirkender Zylinder bringt den Kolben über eine Feder in seine Ausgangsposition zurück. Ein doppeltwirkender Zylinder verwendet zwei verschiedene Druckgasströme, einen an jedem Ende des Zylinders. Ein Luftstrom drückt den Kolben vom Anfangspunkt weg und der andere drückt ihn zurück zum anderen Ende des Zylinders.
Pneumatische Drehantriebe nehmen die potentielle Energie des Druckgases auf und wandeln sie in Drehmoment oder Drehbewegung um. Der Aktuator treibt eine Stange durch einen Bogen an, üblicherweise zwischen 45 und 180 Grad Drehung. Das Innere des Aktuators kann Drehflügel verwenden, um die Bewegung oder eine Zahnstangenkonfiguration zu erzeugen. Drehantriebe können auf kleinerem Raum arbeiten als ein Zylinder, der für den Kolbenhub eine Länge benötigt.
Eine andere Konstruktion ist ein pneumatischer Membranantrieb. In dieser Konfiguration ist ein Stab mit einer Membran verbunden, die einen Raum in zwei Kammern unterteilt. Zwei separate Druckgasströme, einer auf jeder Seite der Membran, erzeugen eine Druckdifferenz, die bewirkt, dass der Stab nach außen gedrückt wird. Viele dieser Antriebe sind mit einer Feder ausgestattet, um die Stange in ihre ursprüngliche Position zurückzubringen.
Kolbenstangenlose pneumatische Antriebe können in kürzerer Länge als Kolbenstangenzylinder betrieben werden. Die durch die Druckluft erzeugte Hubkraft ist im Stellantrieb enthalten. Der Zylinder ist auf Gleitstücken oder Lagern gelagert, um die Bewegung reibungslos auf den Prozess zu übertragen und die Last während des gesamten Kolbenhubs zu halten. Die Bewegung wird mit gekoppelten Magneten, einem Dichtungsband oder Kabeln gesteuert.