Was ist ein Zylinderantrieb?
Der Begriff Zylinderaktuator ist eine breite Beschreibung, die auf eine Familie von Vorrichtungen angewendet wird, die Luft- und Fluiddruck oder elektrische Energie in nützliche mechanische Bewegung umwandeln. Diese Bewegung oder Arbeit, wie sie technisch bezeichnet wird, kann von Natur aus linear oder rotierend sein und wird verwendet, um Objekte über eine Verbindungsanordnung zu bewegen, anzuheben, abzusenken oder zu ergreifen. Die gebräuchlichsten Arten von Zylinderaktuatoren sind pneumatische, hydraulische und elektromotorisch angetriebene Varianten. Luft- und ölbetriebene Stellantriebe verwenden im Allgemeinen eine Kolbenanordnung, um die Bewegung zu initiieren, während elektrische Beispiele eine Leitspindel oder ein Schneckengetriebe verwenden, wobei jeder Typ seine eigenen spezifischen Vorteile hat. Der Zylinderantrieb findet sich in vielen Industrie-, Automobil-, Hobby- und Haushaltsanwendungen und ist in einer Vielzahl von Größen und Leistungsmerkmalen erhältlich.
Das Grundprinzip von pneumatischen und hydraulischen Stellzylindern ist ein Kolben in einem geschlossenen Zylinder, der durch Luft- oder Öldruck bewegt wird. In beiden Fällen ist der Zylinder an beiden Enden abgedichtet, wobei die Betätigungsstange durch eine Reihe von Dichtungen in einer Endkappe verläuft. Dies schafft eine geschlossene Kammer oberhalb und unterhalb des Kolbens. Unter Druck stehendes Fluid, typischerweise Öl von hydraulischer Qualität oder Luft, wird in eine der Kammern eingeleitet, um den Kolben vorwärts oder rückwärts zu bewegen, wodurch wiederum die Betätigungsstange bewegt wird. Eine Anordnung von Ventilen ermöglicht es dem Öl oder der Luft, gemäß einer Bedienereingabe in die Kompressionskammer und aus der nicht aktiven Kammer heraus zu fließen.
Die Betätigungsstange ist über Gestänge an dem Objekt befestigt, für dessen Bewegung sie ausgelegt ist. Drehzylinderaktuatoren arbeiten auf die gleiche Weise, mit der Ausnahme, dass die Kolbenkomponente eine andere Konstruktion aufweist und sich im Zylinder dreht, anstatt sich auf und ab zu bewegen. In diesem Fall überträgt die Betätigungsstange diese Drehwirkung auf eine Scheibe oder Platte, die an dem Werkstück angebracht ist. In beiden Fällen wandelt der Zylinderantrieb den Flüssigkeits- oder Luftdruck in Nutzarbeit um.
Ein elektrisch betriebener Zylinderantrieb ist mit einem Motorantrieb ausgestattet, der eine Mutter oder ein Zahnrad dreht. In diesen Fällen ist in den unteren Teil der Betätigungsstange ein Gewindegang oder ein Schneckenrad eingeschnitten, das mit diesem Zahnrad oder dieser Mutter in Eingriff steht. Die Drehung des Zahnrads oder der Mutter bewirkt, dass sich der Aktuator entsprechend der Drehrichtung des Motors auf und ab bewegt. Die Antriebsstange überträgt dann diese lineare Bewegung auf die gleiche Weise auf das Werkstück wie luft- oder ölbetriebene Antriebe.
Die verschiedenen Arten von Zylinderaktuatoren weisen jeweils individuelle Eigenschaften auf, die sie für bestimmte Anwendungen besonders geeignet machen. Luftbetriebene Stellantriebe sind die kostengünstigsten Allzweckvarianten, die ein ausgewogenes Leistungsverhältnis zur Zylindergröße bieten. Sie sind auch nützlich, wenn die Stromversorgung nicht ohne weiteres zur Verfügung steht. Hydraulikantriebe sind die leistungsstärksten aller Typen und liefern bei jeder Zylindergröße ein extrem hohes Drehmoment. Elektrische Stellantriebe sind die genauesten Typen, die ihre Bewegung in sehr präzisen Schritten ausführen können.
Der Zylinderantrieb ist eine übliche Komponente von Bau- und Erdbewegungsmaschinen sowie Industrie- und Kraftfahrzeugausrüstung und ein wesentlicher Bestandteil vieler Hobbyprojekte. Sie sind auch häufig in der Wohnung in Form von Türen, Oberlichtern und Fensteröffnern anzutreffen. Der Zylinderantrieb ist in einer Vielzahl von Größen und Leistungsstufen erhältlich, angefangen von kleinen Hobbyzylindern mit einem Durchmesser von weniger als einem halben Zoll bis hin zu riesigen Industrieversionen mit einem Durchmesser von mehreren Fuß, die Zehntausende von Pfund bewegen können.