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Ratgeber

    

Wissenswertes zu Pneumatikzylinder & pneumatische Antriebe

Pneumatische Anlagen sind Bestandteil vieler industrieller Anlagen. Wir erklären Aufbau und Funktion von Pneumatikzylindern, worauf Sie beim Kauf achten sollten und welche Vorteile ein pneumatischer Antrieb bietet.

Einsatzgebiete pneumatischer Systeme

In fast allen Bereichen der Industrie kommt Pneumatik zum Einsatz. Das umfasst sowohl die Lebensmittel- als auch die AutomobilindustrieAbfüllanlagen oder Lackierstraßen wären ohne den Einsatz von Druckluft in ihrer heutigen Form undenkbar. Aber auch in der Medizin, im Bergbau, in der Weltraumtechnik und in vielen weiteren Branchen und Industrien haben pneumatische Systeme einen festen Platz.

Wie funktioniert Pneumatik?

Der Begriff Pneumatik leitet sich vom altgriechischen Wort pneuma ab, was so viel wie "Wind" bedeutet. Bei pneumatischen Antrieben wird Luft, genauer gesagt Druckluft, dazu verwendet, mechanische Arbeit zu verrichten. Doch wie genau funktioniert das? Um beispielsweise einen pneumatischen Zylinder nutzen zu können, muss in einem ersten Schritt Druckluft erzeugt werden. Dies geschieht gewöhnlich über einen Kompressor (Verdichter), der Umgebungsluft ansaugt und sie komprimiert, so dass schließlich zwischen 6 und 40 bar Druck in der Druckluftanlage anliegen.

Die aus der Umgebung angesaugte Luft, ist häufig durch Partikel wie Öl, Staub oder Pollen verunreinigt. Bevor sie einem pneumatischen Antrieb zugeführt wird, ist es wichtig, dass die Druckluft von diesen Verschmutzungen befreit wird. Geschieht das nicht, können Schäden an den Maschinen die Folge sein. Die gereinigte Luft wird durch ein Netz von Rohrleitungen zu den einzelnen Maschinen geleitet. Ein in das System integrierter Druckluftspeicher dient als Puffer und hält den Druck im Verteilungssystem konstant. Das hat den Vorteil, dass die Kompressoren nur dann laufen müssen, wenn der Druck im Leitungsnetz wieder abnimmt. Nun kann die komprimierte Luft zum Beispiel einen Druckluftzylinder in einer Fabrik oder den Schlagschrauber in einer Kfz-Werkstatt antreiben.

Abbildung: Druckluftanlage

1. Verdichter
2. Manometer
3. Thermometer
4. Überdruckventil
5. Absperrhahn
6. Druckluftleitung mit 1 - 2% Gefälle 

7. Druckluftverteilung
8. Zwischenspeicher
9. Wartungseinheit
10. Kondensat-Sammelbehälter
11. Kondensat-Ablasshähne

Funktion und Aufbau von Pneumatikzylindern

In der Pneumatik gibt es unterschiedliche Antriebe, wie Druckluftmotoren oder Zylinder. Der Aufbau eines Zylinders ist relativ einfach gehalten: Neben dem Zylinderrohr besteht ein Druckluftzylinder aus zwei Deckeln, die das Rohr zu beiden Seiten verschließen, sowie einer Kolbenstange mit Antriebskolben. Eine Unterteilung der Pneumatikzylinder kann nach Ausführung, ausgeführter Bewegung oder nach der Funktion erfolgen. Verschiedene Ausführungen sind unter anderem Zylinder mit Kolbenstange, Drehzylinder, Rundzylinder, Profilzylinder oder Membranzylinder. Als ausführbare Bewegungen sind lineare oder rotierende Abläufe möglich, während die Funktion in einfachwirkend und doppeltwirkend unterschieden werden kann.

Ein einfachwirkender Luftzylinder verfügt über einen einzelnen Druckluftanschluss. Wird Luft in den Zylinder geleitet, fährt der Kolben aus dem Zylinderrohr heraus. Wenn die Luft wieder entweicht, gleitet die Kolbenstange in die Ausgangsposition zurück. Solche einfachwirkenden Zylinder entwickeln also nur in eine Richtung Kraft. Bei einem doppeltwirkenden Zylinder sind dagegen zwei Druckluftanschlüsse vorhanden. Je nachdem, welcher der beiden Anschlüsse mit Luft versorgt wird, bewegt sich der Kolben entweder in die eine oder die andere Richtung. Da ein in dieser Art wirkender Zylinder nach beiden Seiten Kraft überträgt, spricht man von doppeltwirkenden Druckluftzylindern.

Abbildung: Druckluftzylinder

1. Bodendeckel
2. Dichtung (O-Ring)
3. Kolbendichtung (O-Ring)
4. Dichtung (O-Ring)
5. Dichtungsring
6. Führungsring

7. Abstreifer
8. Lagerdeckel
9. Luftanschluss
10. Kolbenstange
11. Kolben
12. Luftanschluss

Was muss ich beim Kauf von Pneumatikzylindern beachten?

Für Umgebungen, die hohe Anforderungen an die Hygiene stellen, sind ISO-Zylinder aus Edelstahl eine gute Wahl. Achten Sie darauf, dass die Hublänge von Zylindern und Kompaktzylindern für die angedachte Verwendung ausreichend dimensioniert ist. Für viele Anwendungen gibt es zudem spezielle Bauformen von Luftzylindern: So sind zum Beispiel für den Einsatz bei beengten Platzverhältnissen spezielle Kompaktzylinder verfügbar. Darüber hinaus gibt es Baureihen, die mit durchgehender Kolbenstange ausgestattet sind oder auch kolbenstangenlose Zylinder.

In unserem Onlineshop bieten wir zahlreiche Produkte aus dem Bereich der Pneumatik, worunter sich Lösungen für so gut wie jeden Bedarf finden. Neben einer breiten Auswahl an Kolbenstangen-, Mehrstellungs-, Spann- und Stopperzylindern umfasst unser umfangreiches Sortiment auch das zu den Serien passende Zubehör und entsprechende Ersatzteile. Darüber hinaus hält unser Shop unterschiedliche Antriebe wie Balg-, Membran- und Schwenkantriebesowie Antriebe mit Führungen für Sie bereit. Daneben finden Sie bei uns RundschalttischeStoßdämpfer und ein großes Zubehörprogramm für Greifer.

Unser Praxistipp: Prüffristen beachten

Technische Anlagen, die mit Druckluft arbeiten, unterliegen ab bestimmten Betriebswerten mit allen sicherheitsrelevanten Bauteilen in der Regel wiederkehrenden Prüffristen ab einem Jahr. Nutzen Sie keine Geräte oder Anlagenteile, die nicht geprüft oder deren Prüffristen überschritten sind. Als Höchstgrenze für wiederkehrende Prüfungen gelten in Deutschland 5 Jahre für die innere Prüfung und 10 Jahre für die Festigkeitsprüfung. Grundlage dafür ist die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) für Betreiber von überwachungspflichtigen Druckbehältern.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Pneumatikzylindern 

Welche Vorteile hat die Pneumatik?

Pneumatische Antriebe zeichnen sich insbesondere durch ihre Robustheit aus. Sie sind gegenüber verschiedenen Umwelteinflüssen und Vibrationen weitgehend resistent. Da in der Pneumatik nur mit Druckluft gearbeitet wird, ist die Technologie zudem sehr sauber und kann problemlos in sensiblen Bereichen wie der Lebensmittelindustrie zum Antrieb und zur Steuerung von Anlagen eingesetzt werden. Im Gegensatz zu einem Hydraulikzylinder entweicht bei einem Leck in der Druckluftleitung lediglich Luft, somit kann es zu keinen Verunreinigungen kommen. Bei einem Antrieb, der mit Druckluft arbeitet, entstehen bei einer Überlastung gewöhnlich keine Schäden. Die große Menge an Abwärme, die bei der Komprimierung von Luft entsteht, kann zum Heizen genutzt werden. Und zu guter Letzt sind Antriebe, die mit Druckluft arbeiten, im Vergleich zur Hydraulik, vergleichsweise günstig in Anschaffung und Wartung. 

Was ist die Endlagedämpfung bei einem Pneumatik-Zylinder?

Eine sogenannte Endlagedämpfung wird eingesetzt, wenn ein Zylinder große Massen zu bewegen hat. Während der Kolben eines Luftzylinders wieder zurückfährt, wird im letzten Teil des Weges die Geschwindigkeit des Kolbens durch einen Dämpfungskolben abgebremst.

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