Grundlagen der Pneumatik

Unter Pneumatik (griech. pneuma = Wind, Hauch) versteht man den Einsatz von Druckluft in technischen Anlagen. Die Pneumatik ist ein Teilgebiet der Fluidtechnik, zu der auch die Hydraulik gehört. Bei der Pneumatik werden unter Druck stehende Gase, meist Luft, als Antrieb für mechanische Bewegungen verwendet, die z. B. durch einen Pneumatikzylinder ausgelöst werden.

Wie funktioniert Pneumatik?

Das pneumatische Verfahren gliedert sich in die folgenden drei Teilschritte:

Drucklufterzeugung: Die notwendige Druckluft wird mithilfe eines Kompressors, auch Verdichter genannt, erzeugt. Die von einem Motor erzeugte mechanische Bewegung wird dann auf Hubkolben oder Verdichterschrauben übertragen. Über Ein- und Auslassventile wird die atmosphärische Luft verdichtet und in das Druckluftnetz oder einen Druckluftspeicher abgegeben. In Anlagen mit hohem Druckluftbedarf werden meist mehrere Kompressoren gemeinsam betrieben, die über eine gemeinsame Steuereinheit geregelt werden.
Druckluftaufbereitung: Die Reinheit der Druckluft ist für einen störungsfreien Prozess von entscheidender Bedeutung, da Verunreinigungen wie Staub, Pollen und dergleichen die Komponenten der Anlage beschädigen können. Um die Druckluftqualität zu gewährleisten, werden verschiedene Filtersysteme wie Wasserabscheidung, Trockenfiltration, Öldampfadsorption oder Drucklufttrockner eingesetzt. Zusätzlich wird eine Wartungseinheit genutzt, welche die Druckluftaufbereitung ergänzt.
Druckluftverteilung: Anschließend wird die aufbereitete Druckluft über Rohrleitungen weitertransportiert und durch Ventile dem gewünschten Arbeitsprozess zugeleitet. Die Gewährleistung von sauberen Rohrleitungen sowie ihre Dichtheit sind hierbei von zentraler Bedeutung.

Vorteile der Pneumatik

Einfache Installation: Pneumatische Systeme sind in der Regel einfach zu installieren, da sie weniger komplexe Komponenten und Rohrleitungen benötigen als hydraulische oder elektrische Systeme. Die Hauptkomponenten wie Kompressoren oder Luftleitungen sind modular aufgebaut und können schnell miteinander verbunden werden.
Wirtschaftlichkeit: Pneumatische Anlagen sind wartungsarm und haben eine lange Lebensdauer, was insgesamt zu niedrigeren Betriebskosten führt und die Investitionsentscheidung rentabel macht.
Energieeffizienz: Moderne Steuerungssysteme tragen dazu bei, den Druckluftverbrauch zu optimieren und den tatsächlichen Anforderungen anzupassen. Dies reduziert den Energieverbrauch und senkt die Betriebskosten. Zudem kann die bei der Drucklufterzeugung entstehende Restwärme sinnvoll genutzt werden, z. B. zur Raumheizung oder Warmwasserbereitung.
Temperaturbeständigkeit: Pneumatische Systeme zeichnen sich durch ihre Temperaturunempfindlichkeit aus und können in unterschiedlichen Temperaturbereichen zuverlässig arbeiten. Ihre Kälte- und Wärmebeständigkeit sowie die Fähigkeit, entstehende Wärme effizient abzuführen, machen sie ideal für den Einsatz in den unterschiedlichsten Umgebungen.
Hohe Sicherheit: Pneumatische Systeme verwenden Luft, die nicht entzündbar oder explosiv ist. Im Falle einer Leckage besteht keine Brandgefahr und die Luft kann einfach in die Umgebung entweichen, ohne Umweltschäden zu verursachen.

Wo wird Pneumatik eingesetzt?

Aufgrund ihrer Vielseitigkeit kommt die Pneumatik in den unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz. So ist die Drucklufterzeugung für den Betrieb von Werkzeugen wie Drucklufthämmern, Greifarmen oder Spritzpistolen von zentraler Bedeutung. Neben der industriellen Anwendung ist die Pneumatik auch im medizinischen Bereich unentbehrlich, z. B. für den Betrieb von Beatmungsgeräten oder chirurgischen Instrumenten. In der Automobilindustrie werden ebenfalls pneumatische Anlagen eingesetzt, wie z. B. Federungssysteme in PKWs und LKWs.