Was ist ein Kolbenantrieb?
Ein Kolbenaktuator ist wie alle Aktuatoren ein Gerät, das rohe Energie in Bewegung umwandelt. Im Allgemeinen ist der Aktuator mit einem Kolben verbunden, der in einem Gehäuse enthalten ist. Etwas, das Druck verursacht, dringt in das Gehäuse ein und zwingt den Kolben, sich zu bewegen, wodurch der Aktuator und das, woran er angeschlossen ist, bewegt werden. Bei richtiger Auslegung ist es möglich, dass diese Bewegung eine Reihe von Schritten und Teilen durchläuft, was zu einer großen Bewegungsmenge führt, die durch eine kleine Änderung des Aktuators selbst erzeugt wird. In den meisten Fällen werden diese Geräte durch pneumatische, hydraulische oder Verbrennungssysteme angetrieben.
Wie oben ausgeführt, ist der Aufbau eines Kolbenaktuators recht einfach. Die meisten von ihnen bestehen nur aus wenigen Teilen - dem Kolben, dem Gehäuse und dem Aktuatorarm - sowie zwei Ventilen, um die Energiequelle ein- und auszulassen. Der komplexeste Teil des Systems ist normalerweise die Methode, mit der der Kolben vor der Energiequelle geschützt wird.
Unabhängig davon, was den Kolben bewegt, muss das Innere des Gehäuses so dicht wie möglich sein, um den größten Ertrag aus dem Energieverbrauch zu erzielen. Die meisten dieser Systeme verwenden einen Zylinder, bei dem der Kolbenkopf ein Ende bildet. Da die Energie im Gehäuse so ausgelegt ist, dass sie Druckstöße verursacht, können selbst kleinste Undichtigkeiten um die Ventile oder den Kolben einen Leistungsmangel verursachen. Einige Gehäuse müssen auch das Innere des Systems vor Gefahren wie extremer Hitze oder Wasserschäden schützen.
Die Größe des Kolbenaktuators steht in direktem Verhältnis zu der Menge an Energie, die benötigt wird, um ihn zu bewegen, und zu der Menge an Bewegung, die er erzeugen kann. Ein großer Kolbenantrieb benötigt viel Kraft, kleinere nicht. Ein kleiner Kolben erzeugt wenig Bewegung und ein großer viel. Dies mag offensichtlich erscheinen, aber es kommt ins Spiel, wenn ein System einen Prozess verwendet, der die Ausgangsleistung multiplizieren kann, wie es in Hydrauliksystemen üblich ist.
Viele Arten von Kolbenaktuatoren verwenden aus diesem Grund Hydrauliksysteme. Kleine Kolben sind mit einem größeren Tank verbunden, der einen großen Kolben enthält. Die kleinen Kolben aktivieren und bewegen eine relativ kleine Menge Wasser und verbrauchen eine kleine Menge Energie. Die kumulative Wirkung all dieser Bewegungen erzeugt einen enormen Druckanstieg und aktiviert den großen Kolben. In diesem Fall wirken mehrere Aktuatoren zusammen, um die Energiequelle zu erzeugen, die von einem großen Kolbenaktuator verwendet wird.