Dämpfung von Pneumatikzylindern

Q: Was bedeutet Dämpfung in Pneumatikzylindern?

Die pneumatische Zylinderdämpfung verlangsamt die Last, die der Kolben bewegt. Ohne sie stößt der Kolben gegen die Endkappe und verursacht Stöße, Vibrationen und laute Geräusche. Letztendlich wird das System dadurch beschädigt.

Q: Wie stellt man die Dämpfung eines Pneumatikzylinders ein?

Für die Einstellung des pneumatischen Zylinderkissens drehen Sie die Einstellschraube am Ende des Zylinders. Diese Schraube steuert den Luftstrom durch das Dämpfungsventil, das die Geschwindigkeit des Kolbens am Ende des Hubes kontrolliert.

Abbildung 1: Ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder aus Edelstahl

Die Dämpfung von Pneumatikzylindern ist für industrielle Anwendungen mit Pneumatikzylindern unerlässlich. Wenn ein Pneumatikzylinder plötzlich zum Stillstand kommt, kann das System beschädigt werden. Die Dämpfung verlangsamt die Bewegung des Zylinders am Ende des Hubs, um Schäden zu vermeiden. Darüber hinaus verbessert die Dämpfung in Pneumatikzylindern die Gesamteffizienz und -genauigkeit des Systems und kann dazu beitragen, die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern und die Wartungskosten zu senken. Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Arten der Dämpfung von Pneumatikzylindern und ihren Vor- und Nachteilen.

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Pneumatikzylinder Übersicht

Ein Pneumatikzylinder wandelt die Energie der Druckluft in eine lineare Bewegung um. Der Zylinder besteht aus einer zylindrischen Kammer mit einem Kolben und einer Kolbenstange, die sich im Inneren des Zylinders hin und her bewegen. Der Zylinder kann einfach- oder doppeltwirkend sein, d. h. die Druckluft drückt den Kolben in eine oder beide Richtungen. Pneumatikzylinder werden in industriellen Automatisierungssystemen eingesetzt, um die Bewegung von Maschinen und Anlagen mit hoher Präzision und Geschwindigkeit zu steuern. Lesen Sie unsere Übersicht über Pneumatikzylinder und erfahren Sie mehr über deren Konstruktion und Leistungsmerkmale.

Was ist pneumatische Zylinderdämpfung?

Die Dämpfung verlangsamt und absorbiert den Aufprall des Kolbens, wenn dieser das Ende seines Hubs erreicht. Ohne Dämpfung kann der Kolben beim Aufprall auf die Endkappe den Zylinder und andere mechanische Komponenten beschädigen. Außerdem verbessert die Dämpfung die Sicherheit, indem sie das Geräusch des Kolbens beim Auftreffen auf die Endkappe begrenzt. Dies schützt das Gehör der Benutzer, die häufig mit Pneumatikzylindern arbeiten.

Arten der Dämpfung

Externe Dämpfung: Die äußere Dämpfung ist ein weiches Material wie Gummi oder Schaumstoff, das an der Außenseite eines Pneumatikzylinders angebracht wird, um den Aufprall des Kolbens am Ende seines Hubs zu dämpfen. Bei Abnutzung ist es leicht zu ersetzen.
Mechanische Dämpfung: Die mechanische Dämpfung reduziert die Aufprallbelastung durch ein flexibles Material wie ein Elastomer. Es reduziert effektiv die Aufprallgeräusche und absorbiert geringe Energiemengen, ist aber nur für Anwendungen mit langsamen Geschwindigkeiten, kleinen Lasten oder kurzen Hublängen geeignet.
Einstellbare pneumatische Dämpfung: Die einstellbare Luftdämpfung begrenzt die Luft, die am Ende des Hubs freigesetzt wird, mit Hilfe einer variablen Blende und zwei Stutzen. Die Luft wird in der Endkappe des Zylinders eingeschlossen und durch einen kleinen, von einem Nadelventil gesteuerten Durchgang entlüftet. Damit die Dämpfung wirksam bleibt, muss sie bei Gewichts-, Druck- oder Geschwindigkeitsänderungen nachjustiert werden.
Selbsteinstellende Dämpfung: Je nach Belastung und Geschwindigkeit des Zylinders steuert die Druckluft im Zylinder die automatische Einstellung der selbsteinstellenden Dämpfung. Diese Art der Dämpfung wird häufig bei Anwendungen eingesetzt, bei denen die Belastung und Geschwindigkeit des Zylinders stark schwanken kann.

Externe Dämpfung

Ein externer Stoßdämpfer ist am Pneumatikzylinder befestigt. Sie reduziert den Aufprall des Zylinderkolbens am Ende seines Hubs. Ein Stoßdämpfer besteht in der Regel aus einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder (z. B. mit Öl gefüllt) und einem Kolben, der sich innerhalb des Zylinders bewegt. Am Ende seines Hubs drückt der Kolben des Pneumatikzylinders gegen den Kolben des Stoßdämpfers. Dadurch wird die Flüssigkeit im Inneren des Stoßdämpfers komprimiert. Dadurch wird der Aufprall des Kolbens des Pneumatikzylinders verlangsamt und abgefedert.

Stoßdämpfer sind ideal für Anwendungen mit schweren Lasten und/oder hohen Geschwindigkeiten, da sie eine große Kraft erzeugen. Ohne den Schutz des Stoßdämpfers wäre der Pneumatikzylinder einem hohen Risiko der Beschädigung ausgesetzt. Der Stoßdämpfer dämpft auch Vibrationen und Geräusche.

Stoßdämpfer werden in drei Typen eingeteilt: feste Dämpfung, einstellbare Dämpfung und selbsteinstellende Dämpfung.

Feste Polsterung: Bei den Stoßdämpfern ist die feste Dämpfung die kostengünstigste Wahl. Er ist für bestimmte Lasten und Geschwindigkeiten ausgelegt.
Einstellbare Dämpfung: Die einstellbare Dämpfung verfügt über eine Einstellschraube, die es ermöglicht, den Stoßdämpfer mit unterschiedlichen Belastungseigenschaften zu betreiben.
Selbsteinstellende Dämpfung: Sensoren und Algorithmen arbeiten mit einem selbstregulierenden Stoßdämpfer zusammen, um die Dämpfungskraft automatisch an die Lastcharakteristik anzupassen.

Mechanische Dämpfung

Bei der mechanischen Dämpfung in Pneumatikzylindern werden flexible Elastomere im Inneren des Zylinders eingesetzt, um die Aufprallkraft zu absorbieren. Flexible Elastomere werden in der Regel aus Gummi oder anderen Polymeren hergestellt, die sich unter Belastung verformen und in ihre ursprüngliche Form zurückkehren, sobald die Belastung aufgehoben wird. In Pneumatikzylindern sind flexible Elastomere am Ende des Zylinderhubs angebracht, wo sie die kinetische Energie des Kolbens aufnehmen und ihn abbremsen, bevor er das Ende des Hubs erreicht.

Einstellbare pneumatische Dämpfung

Die einstellbare Luftdämpfungstechnologie begrenzt die am Ende des Zylinderhubs freigesetzte Luftmenge. Die Konstruktion dieser Dämpfung umfasst eine variable Öffnung und Spuds, kleine Metallstangen, die auf beiden Seiten des Kolbens angebracht sind und den Luftstrom zur Hauptkolbenkammer verschließen und die Luft in der Endkappe des Zylinders einschließen. Diese eingeschlossene Luft wird dann durch einen kleinen, von einem Drosselventil gesteuerten Durchgang abgelassen.

Während jedes Zyklus schließt der Zylinder ein festes Luftvolumen ein. Da Luft jedoch stark komprimierbar ist, können die Last, die Geschwindigkeit und der Luftdruck im Zylinder die Effektivität des Luftkissens des Pneumatikzylinders beeinflussen. Bei jeder Anwendung führt nur ein enger Bereich von Einstellungen zu einer optimalen Dämpfungsleistung. Sobald das Nadelventil eingestellt ist, können Gewichts-, Druck- oder Geschwindigkeitsänderungen die Reaktion des Kissens beeinflussen, so dass der Zylinder neu eingestellt werden muss.

Wenn die Dämpfung zu hoch eingestellt ist, bremst der Kolben zu schnell ab, was zu einer geringeren Gesamtgeschwindigkeit des Zylinders führen kann. Ist die Dämpfung hingegen zu niedrig eingestellt, wird der Kolben möglicherweise nicht ausreichend abgebremst, was zu einer holprigen oder instabilen Bewegung und einer möglichen Beschädigung des Zylinders oder der zu bewegenden Last führen kann.

Selbsteinstellende Dämpfung

Anstelle eines verstellbaren Querschnitts zur Regulierung des Luftstroms in der Dämpfungskammer werden bei der selbsteinstellenden Dämpfung Schlitze im Dämpfungskolben verwendet, um das Luftkissen unabhängig von der Dämpfungslänge zu entlüften. Die Geometrie dieser Luftkanäle sorgt für eine stufenweise Entlüftung der Dämpfungsluft, wodurch sich das Dämpfungssystem des Pneumatikzylinders automatisch an die Last und die Geschwindigkeit des Zylinders anpassen kann.

Vorteile und Nachteile

Tabelle 1: Die Vor- und Nachteile von Stoßdämpfern, mechanischen, einstellbaren und selbsteinstellenden Dämpfern.

Dämpfungsart	Vorteile	Benachteiligungen
Stoßdämpfer	Vielseitigkeit: Leicht einzustellen oder zu ersetzen	Komplexität: Erhöht, was die Gefahr und die Möglichkeit des Scheiterns erhöht Raum: Zusätzlichen Platz beanspruchen
Mechanisch	Einfach und kostengünstig: Kann leicht in die meisten pneumatischen Systeme implementiert werden	Eigenschaftsreduzierungen: Elastomere am Hubende des Zylinders reduzieren die Geschwindigkeit, Kraft und Hublänge des Pneumatikzylinders
Einstellbar	Verbesserte Leistung: Bietet eine bessere Leistung, Flexibilität und Genauigkeit als mechanische Dämpfung	Komplexität: Erhöht, was den Ausfall erhöht Kosten: Höhere Kosten als mechanische Dämpfung Enge Einstellung: Das enge Anpassungsfenster bedeutet, dass mehr Anpassungen bei der Zeitkalkulation erforderlich sind.
Selbstregulierung	Vielseitigkeit: Funktioniert mit einer breiten Palette von Geschwindigkeits- und Massenkombinationen Effizienz: Erhöhte Effizienz senkt den Energieverbrauch und die Gesamtproduktivität	Kosten: Teurer als einstellbare Dämpfungssysteme Anpassungen: Weniger Anpassungsmöglichkeiten als einstellbare Dämpfungssysteme

Lesen Sie unsere Artikel zu Pneumatikzylindern nach ISO 15552, ISO 6432 und ISO 21287, um mehr über die Konstruktionsmerkmale von Pneumatikzylindern in verschiedenen Normen zu erfahren.

FAQs

Was bedeutet Dämpfung in Pneumatikzylindern?

Die Dämpfung des Pneumatikzylinders verlangsamt die Last, die der Kolben bewegt. Ohne sie stößt der Kolben gegen die Endkappe, was zu Stößen, Vibrationen und lauten Geräuschen führt. Letztendlich wird das System dadurch geschädigt.

Wie stellt man die Dämpfung an einem Pneumatikzylinder ein?

Für die Einstellung des pneumatischen Zylinderpolsters drehen Sie die Einstellschraube am Ende des Zylinders. Diese Schraube steuert den Luftstrom durch das Dämpfungsventil, das die Geschwindigkeit des Kolbens am Ende des Hubs kontrolliert.