Pneumatische Systeme sind mechanische Systeme, die komprimierte Gase verwenden. Sie ähneln hydraulischen Systemen, bei denen es sich um mechanische Systeme handelt, die Flüssigkeiten zur Kraftübertragung verwenden. Pneumatische Systeme sind fast überall in der modernen Welt zu finden. Zahnärzte verwenden Pneumatik, um Bohrer zu betreiben, Zimmerleute verwenden Pneumatik, um Lufthämmer anzutreiben, Trucker verwenden pneumatische Bremsen und die NASA verwendet Pneumatik, um den Betrieb von Satelliten-Trägerraketen zu steuern.
Grundprinzipien
Eine pneumatische Definition würde besagen, dass ein pneumatisches System im Wesentlichen eine Methode ist, um Elektrizität mit komprimierten Gasen anstelle von Motoren oder Elektromagneten in mechanische Bewegung umzuwandeln. Für viele Anwendungen ist dies viel effizienter und praktischer. Systeme umfassen typischerweise einen Luftkompressor, der Druckluft in einem Zylinder speichert und die Druckluft unter elektrischer Steuerung freigibt. Das komprimierte Gas ist fast immer normale Luft, da es frei und ungiftig ist. Oft wird die Luft leicht modifiziert, indem ein Teil des Wasserdampfs entfernt und eine kleine Menge zerstäubten Öls hinzugefügt wird, um das Gas maschinenfreundlicher zu machen.
Anwendungen der pneumatischen Energie
Pneumatiksysteme werden häufig für Elektrowerkzeuge verwendet. Ein Beispiel ist das Elektrowerkzeug, mit dem ein Automechaniker die Radmuttern, die einen Reifen auf der Nabe halten, aufnimmt. Selbst die härtesten Muttern kann der Mechaniker in wenigen Sekunden problemlos abnehmen. Es gibt Dutzende anderer pneumatischer Elektrowerkzeuge in der Zahnmedizin, Schreinerei, Werkstätten und Labors. Andere Anwendungen umfassen Presslufthämmer, die von einigen Banken verwendeten Zylinderabgabesysteme und verschiedene Werfer und Geschütze, die zum Antreiben von Objekten entwickelt wurden. Eine interessante Anwendung ist ein neues französisches Automobil, das mit Druckluft betrieben wird. Über Nacht wird Strom verwendet, um Luft in einen Bordzylinder zu komprimieren, und das Auto fährt den ganzen Tag ohne Kraftstoff und ohne Schadstoffemissionen.
Pneumatisch vs. Hydraulisch
Hydrauliksysteme verwenden in der Regel Öl als Steuerflüssigkeit. Hydraulische Systeme haben den Vorteil, dass sie größere Lasten bewältigen können, und der Nachteil ist, dass ein Leck ein großes Durcheinander verursacht und teuer zu beheben ist. Ein Leck in einem pneumatischen System bedeutet, dass Sie normale Luft ablassen, die nach Behebung des Lecks kostenlos ausgetauscht werden kann. Pneumatische Systeme werden bevorzugt, wenn im System ein gewisses "Nachgeben" oder "Spiel" vorhanden sein muss (Gase sind kompressibel). Hydrauliksysteme werden bevorzugt, wenn hohe Drücke ohne Schwankungen aufrechterhalten werden müssen.
High-Tech-Anwendungen
Pneumatische Energie ist keine aussterbende Technologie – weit davon entfernt. Mindestens zwei Hightech-Anwendungen der Pneumatik haben einen Platz in unserer technologischen Zukunft: McKibbens und pneumatische Logiksysteme. McKibbins werden manchmal als "künstliche Muskeln" bezeichnet. Sie sind aufblasbare Gummischläuche, die von einem Drahtgeflecht umgeben sind. Beim Aufblasen ziehen sie sich zusammen und dehnen sich beim Entleeren wieder aus. Sie werden derzeit verwendet, um Roboterarme und -beine anzutreiben. Pneumatische Logik ist die Verwendung komplexer Kanäle für Flüssigkeiten, die wie einfache Computerschaltkreise wirken. Pneumatische Logiksysteme haben gegenüber elektronischen Systemen viele Vorteile, wie zum Beispiel die Tatsache, dass Strahlung sie nicht stört. Diese Systeme werden derzeit von der NASA verwendet, um die Raketenstufentrennung zu kontrollieren.
