Pneumatik
Aus Wiki der SRS Mischtechnik
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die Kraft der z. B. pneumatischen Betätigung nicht ausreichen würde, um ein Ventil zum Schalten zu bringen (wie es zum Beispiel bei einem pneumatischen Sensor der Fall ist), muss diese kleine Schaltkraft eine große Schaltkraft ansteuern, die in der Lage ist das Ventil zu steuern. Bei elektrisch betätigten Ventilen wird das Prinzip der Vorsteuerung besonders häufig eingesetzt, weil auf diese Weise mit kleinen, kostengünstigen Magneten große Volumenströme gesteuert werden können. Gleichzeitig wird auf diese Weise weniger elektrische Energie benötigt, und die Magneten erwärmen sich weniger stark. Der Hauptnachteil vorgesteuerter Ventile besteht in der größeren Schaltverzögerung, die durch die Abfolge der Betätigungen entsteht. | die Kraft der z. B. pneumatischen Betätigung nicht ausreichen würde, um ein Ventil zum Schalten zu bringen (wie es zum Beispiel bei einem pneumatischen Sensor der Fall ist), muss diese kleine Schaltkraft eine große Schaltkraft ansteuern, die in der Lage ist das Ventil zu steuern. Bei elektrisch betätigten Ventilen wird das Prinzip der Vorsteuerung besonders häufig eingesetzt, weil auf diese Weise mit kleinen, kostengünstigen Magneten große Volumenströme gesteuert werden können. Gleichzeitig wird auf diese Weise weniger elektrische Energie benötigt, und die Magneten erwärmen sich weniger stark. Der Hauptnachteil vorgesteuerter Ventile besteht in der größeren Schaltverzögerung, die durch die Abfolge der Betätigungen entsteht. | ||
| - | == System zur Arbeitsverrichtung ( | + | == System zur Arbeitsverrichtung (Antriebe oder Aktorik) == |
| - | In der | + | In der Fluidtechnik spricht man ganz allgemein von Arbeitsgliedern, da diese Systeme mechanische Arbeit verrichten. Zu den Arbeitsgliedern zählen: |
| - | * | + | * Zylinder für geradlinige Bewegungen (z. B. zum Spannen), |
| - | * | + | * Zylinder mit Getriebe für Schwenkbewegungen und |
| - | * | + | * Druckluftmotoren für rotierende Bewegungen. |
| - | * | + | * Pneumatischer Muskel |
| - | In der Pneumatik unterscheidet man zwischen einseitig und beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Zylindern (einfachwirkende, doppeltwirkende Zylinder). Bei einseitig beaufschlagbaren Zylindern erfolgt die Rückstellung des Zylinders in seine Ausgangsstellung mittels einer im Zylinder integrierten | + | In der Pneumatik unterscheidet man zwischen einseitig und beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Zylindern (einfachwirkende, doppeltwirkende Zylinder). Bei einseitig beaufschlagbaren Zylindern erfolgt die Rückstellung des Zylinders in seine Ausgangsstellung mittels einer im Zylinder integrierten Feder, während bei beidseitig beaufschlagbaren Zylindern Vor- und Rückhub durch entsprechende Steuerung des Druckluftstromes erfolgt. |
| - | Weitere Informationen zu den verschiedenen Arten von Zylindern in der Pneumatik finden sich im Artikel | + | Weitere Informationen zu den verschiedenen Arten von Zylindern in der Pneumatik finden sich im Artikel Pneumatikzylinder. Beispiele für den Einsatz von Druckluftmotoren sind unter Druckluftwerkzeuge zu finden. |
== Vor- und Nachteile der Pneumatik == | == Vor- und Nachteile der Pneumatik == | ||
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===Nachteile=== | ===Nachteile=== | ||
| - | * Für die erforderliche Verdichtung der Luft ist elektrischer Energieaufwand am Kompressor erforderlich, wobei ein erheblicher Teil der Energie in Wärme umgewandelt wird. Der erzielte Wirkungsgrad ist folglich viel niedriger als bei direkter Verwendung von elektrischem Strom in Antrieben. Wärme kann zwar zurückgewonnen werden, jedoch geht beim Verdichten in jedem Fall | + | * Für die erforderliche Verdichtung der Luft ist elektrischer Energieaufwand am Kompressor erforderlich, wobei ein erheblicher Teil der Energie in Wärme umgewandelt wird. Der erzielte Wirkungsgrad ist folglich viel niedriger als bei direkter Verwendung von elektrischem Strom in Antrieben. Wärme kann zwar zurückgewonnen werden, jedoch geht beim Verdichten in jedem Fall Exergie verloren. |
*Die Kolbenkräfte sind begrenzt, da der Betriebsdruck meist unter 12 bar liegt. (Beispiel: Kolbendurchmesser 200 mm entwickelt eine theoretische Kraft von 21000 N (ca. 2100 kg) bei 7 bar). | *Die Kolbenkräfte sind begrenzt, da der Betriebsdruck meist unter 12 bar liegt. (Beispiel: Kolbendurchmesser 200 mm entwickelt eine theoretische Kraft von 21000 N (ca. 2100 kg) bei 7 bar). | ||
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== Schaltsymbole und Schaltpläne == | == Schaltsymbole und Schaltpläne == | ||
[[Bild:Schaltung.jpg|Einfache Schaltung|thumb|350px]] | [[Bild:Schaltung.jpg|Einfache Schaltung|thumb|350px]] | ||
| - | Eine umfangreiche Auflistung von Schaltzeichen für Speicher, Pumpen und Kompressoren, Zylinder und Ventile in der Pneumatik findet man in folgender | + | Eine umfangreiche Auflistung von Schaltzeichen für Speicher, Pumpen und Kompressoren, Zylinder und Ventile in der Pneumatik findet man in folgender Liste der Schaltzeichen (Fluidtechnik). |
| - | Ein | + | Ein Schaltplan (auch Schaltbild) ist der Plan einer pneumatischen Anlage. |
| - | Die Bauteile sind durch genormte | + | Die Bauteile sind durch genormte Schaltzeichen (umgangssprachlich auch Symbole genannt) dargestellt. Diese Pläne sind Teil der zu jeder Anlage erforderlichen Dokumentation, wichtig insbesondere zum Erstellen und Warten von Anlagen. |
| - | Schaltpläne können individuell, firmenspezifisch oder nach | + | Schaltpläne können individuell, firmenspezifisch oder nach Normen erstellt werden. Sie können Teile wie z. B. Arbeits- und Steuerschaltkreise, die Schritte des Arbeitsablaufs, die Bauteile der Schaltung mit ihrer Kennzeichnung sowie die Leitungen und Verbindungen darstellen. Die räumliche Anordnung der Bauteile wird in einer „vereinfachten Schaltung“ nicht berücksichtigt. |
== Anwendungen == | == Anwendungen == | ||
| - | Industriell wird Druckluft als | + | Industriell wird Druckluft als Energieträger in Deutschland seit etwa Anfang des 20. Jahrhunderts zum Antrieb von Hämmern und Bohrern angewandt. |
| - | In | + | In Getreidemühlen wird Saugpneumatik z. B. für Schiffsentladeanlagen und Druckpneumatik zur Passagenförderung, bzw. zur Förderung von Mehl und Nachprodukten eingesetzt. Diese Anlagen mit geringen Abmessungen ermöglichen horizontale und vertikale Förderung in einem Strang. |
| - | Im | + | Im Orgelbau des späten 19. und frühen 20. Jh. war die pneumatische Traktur vorherrschend. Seit etwa 1960 spielt die Pneumatik in der [[Steuerungstechnik|Steuerungs]]- und [[Automatisierungstechnik]] eine bedeutende Rolle. |
| - | Im | + | Im Postwesen spielte die Rohrpost, eine pneumatisch betriebene Fördertechnik, bis Mitte des 20. Jahrhunderts eine bedeutende Rolle. |
| - | + | Selbstspielende Musikinstrumente wie das Pianola wurden pneumatisch gesteuert. | |
| - | Auch | + | Auch Lego ''Technic'' verwendet Pneumatik, da das Arbeiten mit schwacher Druckluft auch für Kinder unbedenklich ist. |
