Pneumatische Antriebe und Zylinder

Pneumatikzylinder von SMC

Pneumatikzylinder kommen in vielen Bereichen der Automatisierungstechnik und Fabrikautomation zum Einsatz. Die leichten, kompakten pneumatischen Antriebslösungen von SMC passen sich perfekt den Anforderungen jeder Branche an und sind darauf ausgelegt, Kosten zu senken und die Leistung Ihrer Maschinen zu optimieren.

Typische Anwendungsformen für Pneumatikzylinder sind: Heben, Senken, Schieben, Ziehen, Zuführen, Drehen, Greifen, Spannen, Klemmen und Halten, Fügen, Stoppen, Stempeln, Prägen usw.

Passend zu den Bewegungen, die Ihre Anwendungen erfordern, bieten wir verschiedene Typen von pneumatischen Antrieben und Zylindern.

Arten von pneumatischen Antrieben

Pneumatische Linearantriebe

Diese Art von Antrieben wandelt pneumatische Energie in eine lineare Bewegung um und teilen sich in zwei Kategorien auf:

• Einfachwirkende Pneumatikzylinder:

Einfachwirkende Pneumatikzylinder besitzen nur einen Druckluftanschluss. Die einströmende Druckluft bewegt den Kolben deshalb nur in diese eine Richtung. In diese Richtung baut sich die Kraft des Zylinders auf. Wenn der Druckluftzylinder entlüftet wird, geht der Kolben wieder in seine Ausgangsposition zurück. Einfachwirkende Zylinder fahren mit Hilfe einer Feder wieder in die Ausgangsposition.

• Doppeltwirkende Pneumatikzylinder:

Doppeltwirkende Pneumatikzylinder besitzen zwei Druckluftanschlüsse. Der Kraftaufbau funktioniert in beide Bewegungsrichtungen ausschließlich über die Druckluft. Doppeltwirkende Druckluftzylinder können in beide Richtungen mit der entsprechenden Kraft gemäß des Luftdrucks und ihrer Kolbenfläche arbeiten.

Führungszylinder

Pneumatische Führungszylinder sind speziell darauf ausgelegt, höheren äußeren Kräften standzuhalten und hochpräzise Bewegungen auszuführen. Sie lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

• Pneumatische Antriebe mit Führungsstange: Zylinder mit internem Führungssystem für eine kompakte, robuste und präzise Lösung.
• Pneumatische Schlitteneinheiten: Pneumatische Schlittenantriebe sind kompakte Aktuatoren, die sich ideal für hochpräzise Bewegungen eignen.

Pneumatische Schwenkantriebe

Pneumatische Schwenk- oder Drehantriebe wandeln pneumatische Energie in eine Schwenkbewegung um und eignen sich insbesondere für industrielle Anwendungen auf engstem Raum.

Nach ihrem Funktionsprinzip werden sie unterteilt in:

• Zahnstangen-Antriebe
• Drehflügelantriebe

Pneumatische Greifer

Pneumatische Greifer dienen zum Halten, Positionieren und Bewegen von Werkstücken. Die Auswahl des passenden Greifers richtet sich nach den Anforderungen und Merkmalen der jeweiligen Anwendung. Dabei ist die Form der Werkstücke ein entscheidender Faktor. Demnach werden drei Arten von Greifern unterschieden:

• Parallelgreifer: Parallelgreifer werden hauptsächlich für ebene und parallele Flächen eingesetzt.
• Winkelgreifer (180° oder kleiner): Winkelgreifer sind ideal für konvexe und konkave Oberflächen.
• Konzentrische Greifer: Zentrische Greifer eignen sich perfekt für zylindrische und kugelförmige Oberflächen.

Klemmzylinder

Klemmzylinder und Kraftspanner kommen überall da zum Einsatz, wo Werkstücke sicher fixiert werden müssen. Dabei können hohe Haltekräfte mit geringem Energieaufwand realisiert werden.

Hydraulikzylinder

Hydraulische Zylinder wandeln die Druckenergie eines flüssigen Mediums wie Öl oder Wasser in eine geradlinige Antriebsbewegung um. Hydraulikzylinder kommen bei vielen Hebe-, Senk- oder Verschiebearbeiten zum Einsatz, bei denen sehr große Kräfte mit hohem Anspruch an die lineare Präzision benötigt werden. Es werden zwei Arten von hydraulischen Antrieben unterschieden:

• Einfachwirkende Hydraulikzylinder: Einfachwirkende Hydraulikzylinder erzeugen Kraft ausschließlich in eine Richtung, egal ob es sich um eine Druck- oder eine Zugwirkung handelt.
• Doppeltwirkende Hydraulikzylinder: Ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder ermöglicht die aktive Bewegung in beide Richtungen, d.h. er kann sowohl Aus- als auch Einfahren.

Typische Anwendungsgebiete für pneumatische Zylinder

Pneumatikzylinder finden vielfach Anwendung in der industriellen Automation. Typische Anwendungsgebiete für pneumatische Antriebe sind:

• Verpacken
• Palettieren
• Pressen
• Transport von Materialien
• In Schweißanwendungen
• Montage von Komponenten
• Positionieren
• Pick-and-place

Was muss bei der Auswahl eines Pneumatikzylinders beachtet werden?

Bei der Auswahl von pneumatischen Antrieben müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, darunter:

• Kolbendurchmesser: Der Kolbendurchmesser eines Zylinders wird unter Berücksichtigung der erforderlichen Kraft und des Drucks der Druckluft berechnet.
• Endlagendämpfung: Die Bewegung des Kolbens in einem Pneumatikzylinder kann sehr schnell sein und einen harten Stoß verursachen, wenn der Kolben auf den Kopf oder die Endkappe trifft. Dieser Stoß belastet die Komponenten des Zylinders, verursacht Geräusche und überträgt die Vibrationen auf die Maschinenstruktur. Einen geeigneten Stoßdämpfer zu verwenden ist deshalb von enormer Wichtigkeit. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten ist es zudem meist notwendig, einen passenden externen Stoßdämpfer auszuwählen, der Ihre Werkstücke sicher vor dem Aufprall schützt.
• Außenkräfte: Der Druckluftzylinder kann äußeren Kräften wie Biegung oder Knickung ausgesetzt sein, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, externe Führungssysteme zu verwenden oder solche, die direkt in den Antrieb integriert sind.
• Auslegung des Systems: Beim Entwurf einer Druckluftanlage ist es notwendig, die Betriebsgeschwindigkeit des Zylinders zu kennen, um die Luftstrombedingungen des Systems zu berechnen.
• Trägheitsmoment / Lastschwerpunkt: Bei Drehantrieben kommt dieser zusätzliche Faktor hinzu. Die korrekte Berechnung des Trägheitsmoments ist von enormer Wichtigkeit, da ein Fehler in der Berechnung zu einer Überdimensionierung oder einer unzureichenden Antriebslösung führen kann.

Zudem ist es wichtig Umweltfaktoren zu berücksichtigen, um die Nutzungsdauer von pneumatischen Komponenten zu maximieren. Beispielsweise können übermäßige Feuchtigkeit, Öl und Partikel Ausfälle in industriellen Prozessen verursachen.

Die Optimierung der Druckluftqualität unter Berücksichtigung der Empfehlungen von Spezialisten ist die Grundlage der vorbeugenden Wartung von pneumatischen Systemen.

Nutzen Sie unsere intelligenten Engineering Tools wie beispielsweise unsere Berechnungs- und Modellauswahlsoftware für pneumatische Systeme, um zielsicher den effektivsten Pneumatikzylinder sowie alles nötige Zylinderzubehör für Ihre Anwendungen auszuwählen.

Wenn Sie weitere Fragen zu unserem Angebot an pneumatischen Antrieben und Zylindern haben, kontaktieren Sie gerne unsere Experten.