Einfachwirkende vs. doppeltwirkende Pneumatikzylinder:Auswahl des richtigen Aktuators für Ihre Automatisierung

Gepostet vom Team für technische Kommunikation · 27. August 2024

Suchen Sie nach Geräten, mit denen Sie kontinuierliche Bewegungen ausführen können, ohne dafür Knöpfe drücken zu müssen? Viele Geschäftsbereiche wie Fabrikautomation, Verpackung, Transport und Automobilbau integrieren pneumatische Komponenten in ihre Maschinenkonstruktionen. Es ist bekannt, dass pneumatische Systeme zuverlässig, kostengünstig und sauber bleiben.

Pneumatikzylinder, auch Luftzylinder oder Aktuatoren genannt, sind mechanische Geräte, die Druckluft verwenden, um eine Last auf einer linearen Bahn zu bewegen. Der gebräuchlichste Typ eines pneumatischen Aktuators besteht aus einem Kolben und einer Stange, die sich in einem geschlossenen Zylinder bewegen, wobei der Kolben die gewünschte Bewegung ausführt. In pneumatischen Systemen wird Luft als Energiequelle für den Betrieb und die Ausführung einer bestimmten Aufgabe verwendet, in diesem Fall das Aus- und Einfahren des Kolbens in einem Zylinder. 

Lesen Sie mehr über pneumatische Komponenten in unserem TecTalk-Blog  „Pneumatische Komponenten:Ein Leitfaden für die Industrie.“

Pneumatikzylinder werden üblicherweise als zwei Arten von Pneumatikzylindern eingesetzt:einfachwirkend und doppeltwirkend. Der Hauptkonstruktionsunterschied zwischen beiden Zylindern besteht in der Anzahl der Anschlüsse. Einfachwirkende Zylinder haben einen Anschluss, durch den Druckluft eintritt, während doppeltwirkende Zylinder zwei Anschlüsse für den Betrieb nutzen. Dieser einfache konstruktive Unterschied unterscheidet beide Zylinder hinsichtlich Bewegung und Geschwindigkeit. Bei der Auswahl eines Designs ist es wichtig, die Anwendung jedes Geräts sowie seine Unterschiede, Vor- und Nachteile zu kennen.

Einfachwirkender Zylinder

Wenn Sie Ihre Maschine in einer linearen Bewegung einsetzen und Bewegungen wie Spannen, Positionieren und Stanzen ausführen möchten, dann könnten einfachwirkende Zylinder Ihre Lösung sein. Wie funktionieren sie? Einfachwirkende Zylinder haben einen Anschluss, durch den Druckluft in eine Richtung eintritt. Normalerweise ist am Kolben eine Feder oder eine Last angebracht. Sobald die Luft gereinigt und komprimiert ist, tritt sie durch die einzelne Öffnung ein und zwingt den Kolben, sich in eine Richtung auszufahren und die Feder zusammenzudrücken. Die Feder (oder eine andere äußere Kraft) zieht den Kolben in seine ursprüngliche Position zurück, nachdem die Luft durch denselben Anschluss abgelassen wurde, in den sie ursprünglich eingetreten ist. Einfach ausgedrückt erzwingt die Druckluft einen Vorwärtshub im Zylinder und die Feder führt den Hub zurück. 

Es gibt zwei verschiedene Arten von einfachwirkenden Zylindern:Druck- und Zugzylinder. 

• Druckzylinder :Luft dringt ein, um den Kolben aus dem Zylinder zu drücken 
• Zugzylinder :Luft dringt ein und zieht den Kolben in das Innere des Zylinders

Vorteile des einfachwirkenden Zylinders:

• Einfaches Design; einfach zu installieren
• Geringe Erstkaufkosten 
• Einzelanschluss und kleines Gehäuse
• Reduzierung der Ventil- und Leitungskosten im Vergleich zu doppeltwirkenden Zylindern

Nachteile des einfachwirkenden Zylinders:

• Druckluft erfordert eine ordnungsgemäße Vorbereitung
• Der Frühling nimmt zu viel Platz ein und schränkt den Arbeitsbereich ein
• Reduzierter Schub durch die entgegengesetzte Federkraft
• Bei längerem Federgebrauch können die Kolbenhübe inkonsistent werden

Doppeltwirkender Zylinder

Wenn Sie nach einem Gerät suchen, mit dem sich Lasten in beide Richtungen bewegen lassen, sind doppeltwirkende Zylinder eine nützliche Anwendung, wenn Ihre Maschine mehr als eine Bewegung erfordert. Im Gegensatz zu einfachwirkenden Luftzylindern können doppeltwirkende Zylinder ohne Feder aus- und eingefahren werden. Anstatt Druckluft in einen Anschluss zu leiten, verfügen doppeltwirkende Zylinder über zwei Anschlüsse, durch die Luft ein- und ausströmen kann. 

Luft tritt durch eine Öffnung ein, bewegt den Kolben nach vorne und führt dann Druckluft in die andere Öffnung ein, wodurch der Kolben zurück in den Zylinder zurückgezogen wird. Doppeltwirkende Zylinder sind im Vergleich zu einfachwirkenden Zylindern die am häufigsten verwendeten pneumatischen Aktuatoren, da sie in kürzerer Zeit aus- und einfahren können und dadurch effizienter und präziser werden. 

Doppeltwirkende Pneumatikzylinder werden hauptsächlich in der Industrie- und Robotikindustrie eingesetzt. Sie übernehmen Aufgaben wie das Öffnen/Schließen von Türen sowie das Heben und Bewegen von Waren von Förderbändern. Weitere Verwendungszwecke umfassen medizinische Anwendungen, Erdbewegungsgeräte und Raumfahrtprogramme. 

 

 Vorteile des doppeltwirkenden Zylinders:

• Mehr Kontrolle über die Bewegung, da sich Druckluft in beide Richtungen bewegt
• Schneller, stärker und verbrauchen weniger Energie 
• Bieten Sie mehr Designvielfalt:Hub- und Bohrungsgrößen
• Viele doppeltwirkende Pneumatikzylinder sind ISO-konform, im Gegensatz zu einfachwirkenden Pneumatikzylindern

Nachteile des doppeltwirkenden Zylinders:

• Teurer als einzelne Pneumatikzylinder
• Erfordert ein größeres Gehäuse – bei Verwendung als Vorschubzylinder muss es mit einem anderen Maschinensystem gekoppelt werden  
• In bestimmten Situationen kann der Luftverbrauch mit unterschiedlichen Raten berechnet werden 

Einzel- oder doppeltwirkende Zylinder:Welchen soll ich wählen?

Obwohl beide Systeme Druckluft als Hauptenergiequelle nutzen, können sie aufgrund ihrer Anschlusskonstruktion eine ganz unterschiedliche Leistung erbringen.  Einfachwirkende Zylinder werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt, bei denen Kraft in eine Richtung benötigt wird, beispielsweise beim Auswerfen von Teilen/Gegenständen von Förderbändern. Doppeltwirkende Zylinder hingegen sind in vielen Branchen dafür bekannt, dass sie schneller, stärker und effizienter sind als einfachwirkende Zylinder. Anwendungen, die Geschwindigkeit und Kraft erfordern, benötigen die Hilfe von doppeltwirkenden Zylindern, während einfache Montagearbeiten mit einfachwirkenden Zylindern durchgeführt werden können. 

Bei der Auswahl des richtigen pneumatischen Antriebstyps für Ihr System ist es wichtig, das Budget zu berücksichtigen. Wie oft können Sie Wartungsarbeiten durchführen? Erfordert Ihr System, dass Maschinen den ganzen Tag laufen? Dies sind einige Fragen, die Sie bei der Auswahl des richtigen Pneumatikzylinders beachten sollten. Da einfachwirkende Zylinder mehr Wartung erfordern als doppeltwirkende Zylinder, sind ihre Anschaffungskosten viel niedriger. Darüber hinaus müssen einfachwirkende Zylinder häufig ausgetauscht werden. Mit der Zeit dehnt sich die Feder aus und führt zu einer ungenauen Präzision. Im Hinblick auf die Leistung können doppeltwirkende Zylinder im Vergleich zu einfachwirkenden Zylindern eine schnellere und stärkere Leistung erbringen. Trotz ihrer Kosten werden doppeltwirkende Pneumatikzylinder weiterhin häufig verwendet und sind für ihr überlegenes Design bekannt.

Zusätzliche Hinweise :Bei Pneumatikzylindern muss die Luft gereinigt und gefiltert werden. Wenn Ihr System und Ihre Produkte nicht ordnungsgemäß vorbereitet werden, besteht die Gefahr von Verunreinigungen und möglichen Fehlfunktionen. Bei der Auswahl Ihres pneumatischen Antriebs ist es auch wichtig, ISO-Normen zu berücksichtigen. Während einfachwirkende Zylinder als einfacher zu bedienen und zu warten gelten, erfüllen viele doppeltwirkende Zylinder die ISO-Normen. 

Haben Sie noch Fragen, welcher Zylindertyp für Ihre Anwendung am besten geeignet ist? Wenn Sie Hilfe benötigen, wenden Sie sich bitte an einen unserer technischen Vertriebsmitarbeiter.