Pneumatische Komponenten finden in vielen Anlagen Anwendung. Oft müssen Werkstücke gegriffen, angehoben und/oder verschoben werden. Hier stellt sich dann meist die Frage welcher Zylinder benötigt wird und wie dieser angesteuert wird.
Wir möchten Ihnen hier einen kompakten Überblick über die klassischen Auslegungskriterien für pneumatische Systeme geben.
Wie viel Kraft erreicht ein Pneumatikzylinder?
Sie haben eine Masse, die Sie mithilfe eines Pneumatikzylinders anheben möchten? Grundsätzlich haben Sie hier zwei Faktoren, die Sie hierfür betrachten müssen. Die Kraft eines Zylinders ergibt sich aus dessen Kolbendruchmesser und dem Luftdruck, mit dem Sie den Zylinder beaufschlagen.
Werfen Sie eine Blick auf unsere Tabelle unten. Hier Sind die Kräfte für Hub und Rückhub eines doppeltwirkenden Zylinders (⌀8-25 ISO6432, ⌀32-200 ISO15552) abhängig von Kolbendruchmesser und Luftdruck aufgelistet. Bei einem einfachwirkenden Zylinder ist die benötigte Kraft etwas größer. Die verbaute Feder, die den Zylinder im lastfreien Zustand selbstständig wieder in die Ausgangsposition drückt, muss hier zusätzlich gestaucht werden.
Beispielrechnung:
Sie möchten ein Gewicht von 20kg anheben. Hierfür benötigen Sie eine Kraft von ca. 200N. Pneumatische Aktoren werden i.d.R. zwischen 5 und 8 bar betrieben. Wir werfen also einen Blick in die Tabelle bei 5 bis 8 bar. Bei 8 bar kann ein Zylinder mit 20mm Kolbendurchmesser abzgl. Reibungsverluste eine Kraft von 221N aufbringen. Um aber nicht unbedingt an die grenzen Ihrer Steuerelemente zu kommen empfehlen wir einen größeren Kolbendurchmesser. Dadurch benötigen Sie zum Anheben einen geringeren Druck. Mit einem 12er Kolbendurchmesser benötigen Sie 5 bar um unter Einbezug der Reibungsverluste 216N (entspricht ca. 21,6kg) aufzubringen. Hier haben Sie auch noch Spielraum nach oben, falls die Reibungsverluste des Gesamtsystems höher ausfallen.
Bemerkung: Beim Anheben von Lasten sollte für die Führung immer eine gesonderte Führung verwendet werden. Speziell im ausgefahrenen Zustand kann ein Pneumatikzylinder keine hohen Radialkräfte mehr aufnehmen. Dies führt zu einem Kippen der Kolbenstange und somit zu einem höheren Verschleiß der Dichtungen am Kolben und an der Kolbenstange.
Welches Ventil benötige ich für meinen Zylinder?
Haben Sie den passenden Zylinder für Ihre Anwendung gefunden muss dieser angesteuert werden.
Desto größer hier der Kolben des Zylinders gewählt wurde, desto mehr Luft wird benötigt, damit der Zylinder fährt.
Wird ein zu kleines Ventil gewählt, kann es sein, dass der Luftstrom zum Zylinder zu gering ist und dieser aufgrund des zu langsamen Druckaufbaus ruckelt.
Es handelt sich hierbei um den Stick-Slip-Effekt. Dieser tritt auf wenn die Haftreibung aufgrund des sich aufbauenden Drucks gerade überwunden werden kann und der Kolben sich bewegt, aber der Druck- und somit der Kraftabfall aufgrund des wandernden Kolbens so hoch ausfällt, dass der Druck nicht ausreicht um die Reibungskraft zu überwinden. Der Zylinder stockt und der Druck baut sich wieder langsam auf.
In der Übersicht unten finden Sie eine Orietierungshilfe welche Ventilgrößen für die entsprechenden Kolbendurchmesser passend sind und passenden Schlauchgrößen. Möchten Sie besonders schnell oder besonders langsam verfahren kann ggf. eine Größe größer bzw. kleiner gewählt werden.
Klicken Sie einfach auf die Ventilserie um zu den entsprechenden Ventilen zu gelangen.