Was ist ein Pneumatikzylinder?
Ein pneumatischer Zylinder ist eine Art Gerät, mit dem aus der Energie von Druckgas eine Kraft erzeugt wird. Der pneumatische Grundzylinder besteht aus einer zylindrischen Kammer mit einem beweglichen Kolben und Einlass- und Auslasskanälen. Wenn Druckluft oder anderes Gas in den Boden des Zylinders gepumpt wird, dehnt sich das Gas aus, drückt den beweglichen Kolben nach oben und erzeugt Kraft. Pneumatikzylinder, auch Luftzylinder genannt, haben in einigen Fällen Vorteile gegenüber der Hydraulik und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.
Um den Zylinder zu betreiben, muss zuerst ein Gas wie Luft unter Druck gesetzt werden. Dies kann mit einer Pumpe erfolgen. Da Luft normalerweise bei atmosphärischem Druck vorhanden ist, werden Pumpen verwendet, um ein bestimmtes Luftvolumen in einen kleineren Raum zu drücken, wodurch der Druck über das atmosphärische Niveau ansteigt. Die Druckluft speichert die Energie, die zum Komprimieren verwendet wird. Wenn diese Luft sich ausdehnen kann, neigt sie dazu, sich wieder auf ihren ursprünglichen atmosphärischen Druck zu entspannen.
Ein Pneumatikzylinder arbeitet nach diesem Prinzip. Luft wird komprimiert und dann unter einem beweglichen Kolben in die zylindrische Kammer geleitet. Die Druckluft übt eine Kraft auf den Kolbenboden aus, wodurch sich der Kolben durch den Hohlzylinder nach oben bewegt. Eine Stange erstreckt sich von der Basis des Kolbens nach oben durch die Oberseite des Zylinders. Wenn sich Druckluft in den vorgegebenen Raum ausdehnt und den Kolben nach oben bewegt, bewegt sich auch diese Stange, wodurch andere mechanische Elemente bewegt werden können.
Die Position des Kolbens in einem Pneumatikzylinder wird durch ein Ventil gesteuert, das Druckluft entweder in den oberen oder den unteren Teil des Zylinders leitet. Wenn das Stangenende oder die Oberseite des Zylinders mit Druckluft gefüllt ist, bewegt sich der Kolben nach unten und Luft unter dem Kolben wird durch ein Auspuffrohr entlüftet. In die Basis eintretende Druckluft bewegt den Kolben nach oben und die Luft über dem Kolben wird abgelassen. Mit diesem System kann der Zylinder wiederholt betätigt werden, um Kraft zu erzeugen.
Pneumatiksysteme bieten gegenüber Hydrauliksystemen, die Wasser oder eine andere Flüssigkeit zur Erzeugung mechanischer Bewegungen verwenden, mehrere Vorteile. Die Abluft eines Pneumatikzylinders kann ohne Umwelteinflüsse an die Umgebungsluft abgegeben werden. Luft ist leicht zu erhalten und unter Druck zu setzen. Außerdem sind Undichtigkeiten bei pneumatischen Systemen kein Problem. Die Nachteile der Pneumatik sind die Notwendigkeit, solche Systeme unter hohem Druck zu betreiben, was gefährlich sein kann, sowie die Notwendigkeit, die Luft sauber und gefiltert zu halten.
Einige bekannte mechanische Geräte verwenden Pneumatik. Nagelpistolen, die im Bau zum Einschlagen von Nägeln in Holz oder Beton verwendet werden, beziehen ihre Kraft aus einem oder mehreren Pneumatikzylindern. Andere Beispiele sind Fahrradpumpen und Druckluftbremsen für Busse und Lastwagen. Neben Verbraucheranwendungen werden Pneumatikzylinder häufig auch in industriellen Umgebungen wie Verpackungsanlagen und Werkstätten eingesetzt.