Was ist Pneumatik?

Unter diesem Begriff versteht man im weitesten Sinne Kraft bzw. Bewegung mit Hilfe von Druckluft zu übertragen. Diese Bewegungen werden mit Aktuatoren wie Zylindern, kolbenstangenlosen Zylindern, Greifern, Motoren und anderen Antrieben umgesetzt. Um die Aktuatoren steuern zu können werden Ventile und in größeren Systemen auch Ventilinseln eingesetzt. Ein einfaches Pneumatik-System besteht somit z.B. aus einer Druckluftquelle (Kompressor), einem Wegeventil, Schlauch und einem Zylinder. Bei komplexeren Systemen wird ein Pneumatik-Schaltplan erstellt um die Funktionen bildlich darstellen zu können. Zur Ansteuerung der Aktuatoren kann auf Ventile mit verschiedenen Wegefunktionen zurückgegriffen werden die sowohl handbetätigt, pneumatisch als auch elektrisch mit 12V, 24V oder 230V angesteuert werden können. Die gängigsten Varianten wären 2/2 (sprich:“2 Strich 2“), 3/2 oder 5/3 Wegeventile.

 

Da Ventile und Aktuatoren im Inneren eine empfindliche Mechanik besitzen, muss die Druckluft gereinigt und getrocknet werden bevor sie in das Pneumatik-System gelangt. Hierzu werden sogenannte Wartungseinheiten bestehend aus Filter, Trockner, Regler und Öler bestehen können. Diese Komponenten werden je nach Anforderung ausgelegt und dimensioniert. Die einzelnen Teile des Systems werden dann mit Schlauch, der meist aus PUR oder PA gefertigt ist, verbunden. Die in der Industrie üblichen Anschlüsse sind Push-In Fittings oder Klemmverschraubungen.

Pneumatische Antriebe

Häufigste Anwendung in der Industrie findet der Zylinder, sowohl als Profilzylinder als auch als Rundzylinder. Hier werden die Arten einfachwirkend (dann meist federrückgestellt) und doppeltwirkend unterschieden. Zylinder werden eingesetzt um eine Kraft (in Form von Druckluft) in eine bestimmte Richtung zu übertragen. Die Größe der übertragbaren Kraft hängt sowohl vom Druck als auch von der Kolbenfläche des Zylinders ab wobei zu beachten gilt, dass die Kraft in eine Richtung immer größer ist da in die Gegenrichtung die Kolbenstange des Zylinders die aktive Kolbenfläche verringert. Alternativen hierzu sind beispielsweise kolbenstangenlose Zylinder deren Kolben in einem geschlitzten Profilrohr ohne Kolbenstange bewegt werden und die in beide Richtungen dieselbe Kraft übertragen.

Pneumatische Ventile

Ventile werden in der Pneumatik zur Ansteuerung von Aktuatoren wie Zylinder, Greifer oder Motoren eingesetzt. Die Ventile selbst können entweder pneumatisch-, elektrisch- oder hand-betätigt sein. Ventile gibt es in verschiedensten Bauformen die sich in erster Linie im Durchfluss, Anschlussbild und Beständigkeit unterscheiden. Die Schaltfunktionen von Ventilen werden entsprechend der Anwendung gewählt und können um zusätzliche Bauteile wie Drossel- oder Rückschlagventile erweitert werden. Eine besondere Variante der Ventile bilden so genannte Proportionaldruckregelventile oder kurz Prop-Ventile genannt. Auch hier gibt es verschiedene Varianten die sich in Genauigkeit, Durchfluss und Druckbereich unterscheiden. Hervorzuheben sind hier die auf Piezo-Basis aufgebauten Ventile die sich durch hohe Genauigkeit auszeichnen und nahezu eigenerwärmungsfrei arbeiten.

Druckluftaufbereitung

Um einen störungsfreien Betrieb des pneumatischen Systems zu gewährleisten muss die Druckluft entsprechend aufbereitet werden. Dazu gehört die Trocknung, Filtrierung und Regelung auf einen vorgegebenen Druck. Bei Bedarf wird der Luft eine Ölnebel zugegeben um mechanische Komponenten und Werkzeuge, wie z.B. Druckluftschrauber, per Betriebsluft zu schmieren. Die einzelnen Komponenten zusammen bezeichnet man als Wartungseinheit und diese wird je nach Anlagentyp direkt vor einer Produktionsmaschine oder nach dem Druckluftverdichter (Kompressor) installiert. Auch Sicherheitsrelevante Komponenten wie ein Start-/Stop-Ventil oder ein verriegelbarer Absperrhahn werden üblicherweise in die Wartungseinheit integriert.

Verbindungstechnik

Ein sehr breites Produktspektrum in der Pneumatik bildet die Verbindungstechnik. Einzelne Komponenten eines Systems werden üblicherweise mit Kunststoffschlauch aus Polyurethan oder Polyamid verbunden. Hierzu werden die einzelnen Bauteile mit sog. Verschraubungen versehen die größtenteils nach dem „Push-In“-Prinzip oder nach dem Klemm-Prinzip arbeiten. „Push-In“ bedeutet es handelt sich um eine Steckverbindung bei der der Schlauch in die Verschraubung „eingesteckt“ wird. Steckverbinder sind im Gegensatz zu den Klemmverschraubungen einfacher zu bedienen und verursachen keine so großen Beschädigungen am Schlauch. Ebenso gehören Schnellkupplungen zu den Standardkomponenten in der Verbindungstechnik. Diese werden häufig zur Anbindung von Werkzeugen und Maschinen an das Druckluftsystem benutzt.