1.1 Einleitung
Innerhalb der Steuerungstechnik nehmen die pneumatischen Steuerungen einen wichtigen Platz ein, der aus ihrer Unempfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse resultiert. Diese Systeme werden durch starke Temperaturschwankungen, Stoßbeanspruchungen sowie Schwingungen, teilweise auch Schmutz, nicht in ihrer Funktionsfähigkeit beeinflusst. Sie können in korrosiver Atmosphäre eingesetzt werden, ebenso wie an strahlungsexponierten Stellen. Druckluftanlagen finden ihre Anwendung auch in explosionsgefährdeten Bereichen, weil das Arbeitsmedium Luft in den meisten Fällen zu keiner Gefahrenerhöhung beiträgt. Pneumatische Steueranlagen sind relativ preiswert, gegenüber hydraulischen Systemen, welche meist Pumpen in der Nähe der Antriebsglieder benötigen, Druckluftnetze sind in vielen Betrieben vorhanden. Bei Ausfall der Druckluftversorgung ist bei Anwendung von Druckluftspeichern die Betriebsfähigkeit noch für einige Zeit sichergestellt. Ebenso ist keine Rückleitung der Luft, nach dem Betätigen des Arbeitsgliedes, notwendig, im Gegensatz zur Hydraulik, wo ein geschlossener Kreislauf erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil gegenüber der Hydraulik ist die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft, diese liegt bei 10-15m/s. Dadurch können Zylinderausfahrgeschwindigkeiten von bis zu 300 m/min erreicht werden, bei der Hydraulik sind sie mit ca. 60 m/min begrenzt.
Aus diesen Gründen werden pneumatische Steuerungssysteme und Betätigungseinrichtungen sehr gerne in der verfahrenstechnischen Industrie, chemischen Industrie, Mineralölindustrie, im Hüttenwesen und Bergbau, Metallindustrie, bei Anlagen in der Holz und Möbelindustrie, Papierindustrie, Textilindustrie eingesetzt. Ein breites Anwendungsfeld bietet die Lebensmittelherstellung, weiters gibt es auch Anwendungen in der Land und Forstwirtschaft, sowie in der Wasserversorgung, aber auch als Anlagenteile in der Kernforschung und Weltraumtechnik. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bietet der Maschinenbau, wie z.B. Werkzeugmaschinen, Schweißmaschinen, Gießereimaschinen, Hebezeuge und Fördermittel, Umformmaschinen, Druck- und Papiermaschinen etc.
Der Nachteil von pneumatischen Systemen liegt einerseits in der Kompressibilität von Luft, welche die überbrückbare Entfernung auf etwa 200 m beschränkt, und andererseits in der Begrenzung der Geschwindigkeit für die Signalübertragung durch die Schallgeschwindigkeit, wodurch Nachteile gegenüber elektronischen Systemen zustande kommen. Die Energiedichte ist mit maximal 15 bar in der Pneumatik kleiner als bei hydraulischen Anlagen, wo Drücke zwischen 30 und 60 bar üblich sind, und in besonderen Anwendungsfällen bis zu 150 bar erreicht werden können.
Pneumatische Schaltpläne setzten sich aus einer Reihe von Grundschaltungen zusammen. Selbst die schwierigsten Schaltpläne können mit diesen modularen Konzepten aufgebaut, oder gelesen werden. Beim Konzipieren von Druckluftsteuerungen sollte man immer versuchen, die für die Aufgabe kleinstmögliche Anzahl von Bauelementen einzusetzen, und auch den Einbau von Sicherungen, die Fehlschaltungen vermeiden helfen, sollte man nicht zuweit treiben, weil dadurch oft das Gegenteil erreicht wird. Ganz einfache Schaltungen sind in ihrere Funktion meist sicherer als mit großem Elementaufwand gebaute Systeme, die das gleiche leisten. Wesentlich ist hierbei aber die Funktion der Ventile und die Grenzen der Bauteile genau zu kennen. In der Pneumatik wird meist Überdruck und eher selten Unterdruck genutzt. Druckluftsteuerungen bestehen im Wesentlichen aus einem Steuersystem und einem leistungsführenden Teil. Im Steuerteil werden mechanische, elektrische oder pneumatische Signale registriert und weiterverarbeitet. Die Ausgangssignale aus dem Steuerteil sind für das Verhalten der Antriebsglieder, welche im allgemeinen aus Druckluftzylindern oder Druckluftmotoren bestehen , ausschlaggebend.
Maschinenbau - historisch - Geschichte - Engineering - modern - Technik - Praxis
/images/banner_05.gif){kind=small}
