Druckluftantrieb

Ein Pneumatikzylinder setzt Druck in Kraft um: Druck mal Kolbenfläche ergibt die Kraft an der Kolbenstange. Für drehende Bewegungen übernimmt das ein Druckluftmotor. In einem Balancer oder Manipulator wird der Druck so geregelt, dass die Kraft des Zylinders genau dem Gewicht der Last entspricht – die Last schwebt.

Üblich ist ein Betriebsdruck um sechs bar. Ein Druckregler am Gerät hält den Arbeitsdruck konstant, auch wenn der Druck im Netz schwankt.

Luft ist kompressibel. Was bei einer Positionierachse ein Nachteil wäre, ist beim handgeführten Gerät erwünscht: Der Antrieb gibt nach, statt starr zu halten, und der Bediener bewegt die Last gegen ein weiches Luftpolster.

Druckluft aus dem Netz enthält Partikel, Wasser und Öl. ISO 8573-1 ordnet die Luftqualität nach diesen drei Verunreinigungen in Klassen; der Hersteller eines Geräts gibt an, welche Klasse es braucht. Eine Wartungseinheit mit Filter und Druckregler vor dem Gerät gehört zur Grundausstattung.

Feuchte Luft ist die häufigste Störungsursache: Kondensat lässt Ventile hängen und Dichtungen quellen. Wer ein pneumatisches Gerät anschafft, prüft deshalb zuerst die Aufbereitung im Netz.

Druckluft ist ein teurer Energieträger. Von der elektrischen Energie, die der Kompressor aufnimmt, kommt nur ein Bruchteil als mechanische Arbeit am Zylinder an; der größte Teil wird zu Wärme. Leckagen im Netz kosten zusätzlich und rund um die Uhr.

Für ein Handhabungsgerät fällt das weniger ins Gewicht, als die Zahl vermuten lässt: Es verbraucht Luft nur bei Bewegung, nicht beim Halten. Ob Druckluft oder Elektroantrieb günstiger ist, hängt von der Taktzahl ab – und davon, ob ein Druckluftnetz ohnehin vorhanden ist.

Fällt die Druckluft aus, darf die Last nicht absinken. Pneumatische Hubgeräte halten den Druck im Zylinder deshalb mit Rückschlagventilen; die Last bleibt stehen und lässt sich kontrolliert absenken.

In explosionsgefährdeten Bereichen ist Druckluft verbreitet, weil elektrische Zündquellen entfallen. Von selbst zugelassen ist ein pneumatisches Gerät damit nicht: Auch nichtelektrische Geräte brauchen nach der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU eine Zündgefahrenbewertung und eine Kennzeichnung für die jeweilige Zone.