Membranantriebe & Luftfedersysteme

Membranantriebe / Luftfedersysteme

Membranantriebe und Balgantriebe finden als Antriebs- oder Luftfedersysteme vielseitige Einsatzmöglichkeiten. In der Welt der Pneumatik bilden sie eine eigene Klasse mit besonderen Eigenschaften – insbesondere haben sie keinen störenden Stick-Slip-Effekt. Der Stick-Slip-Effekt bzw. Haftgleiteffekt (von engl. stick „haften“ und slip „gleiten“) bezeichnet das ruckhafte Gleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern. Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein Körper bewegt wird, dessen Haftreibung deutlich größer ist als die Gleitreibung. Bei Pneumatikzylindern ist dies häufig der Fall.

Balgzylinder – Membranantrieb und Luftfedersystem

Balgzylinder sind sowohl Antriebs- als auch Luftfedersysteme und fallen unter die Kategorie Membranantriebe. Durch Be- und Entlüften wirken die Balgzylinder als Antriebselement. Mit zunehmendem Hub wird die erzeugte Kraft abhängig von der Einschnürung des Balgs geringer. Werden Balgzylinder mit einem permanenten Druck beaufschlagt, wirken sie als Dämpfungselement. Der einfache Aufbau besteht aus zwei metallischen Anschlussplatten mit daran befestigtem Gummibalg. Es gibt keine Dichtungselemente und mechanisch bewegte Teile. Balgzylinder sind einfachwirkende Antriebe, die keine Rückstellfeder benötigen, da die Rückstellung durch äußere Krafteinwirkung erfolgt.

Ein großer Vorteil von Balgzylindern ist die besonders niedrige Einbauhöhe im Vergleich zu herkömmlichen Zylindern und die freie Beweglichkeit. So sind auch größere Achsversätze und Winkelverdrehungen bis zu 20° möglich. Auch der bei herkömmlichen Zylindern oft störende Slip-Stick-Effekt kommt bei Balgzylindern nicht vor. Für größere Hübe sind Doppelbälge gedacht. Ein Einsatz mit verschiedenen Medien wie Druckluft, Gasen und Flüssigkeiten ist möglich, wenn die Eigenschaften des Gummis beachtet werden.

Balgzylinder

Pneumatische Muskel – Membran-Kontraktions-Antriebe

Pneumatische Muskel sind Membranantriebe, genauer gesagt Membran-Kontraktions-Antriebe, die auch als Zugaktor bezeichnet werden. Entwickelt wurden sie nach dem Vorbild eines biologischen Muskels. Er besteht aus einem Kontraktionsschlauch und Anbindungsstücken. Der Kontraktionsschlauch setzt sich aus einer Gummimembran und aus einem innenliegenden Gelege aus Aramidgarnen zusammen. Die Membran schließt das Betriebsmedium hermetisch dicht ein. Die Garne dienen als Festigkeitsträger sowie der Kraftübertragung. Durch Anlegen eines Innendrucks dehnt sich die schlauchförmige Membran in Umfangsrichtung aus. Daraus entstehen eine Zugkraft und eine Kontraktionsbewegung in Längsrichtung. Die maximal nutzbare Zugkraft steht zu Beginn der Kontraktion zur Verfügung und fällt mit dem Hub ab. Die Vorteile: Der Membranantrieb hat ein herausragendes Kraft-/Gewichtsverhältnis, arbeitet besonders kraftvoll, schnell und stick-slip-frei mit einer 10-fach höheren Anfangskraft als vergleichbare Pneumatikzylinder.

Pneumatischer Muskel