Ein Pneumatikzylinder ist eine Art von Gerät, das verwendet wird, um Kraft aus der Energie von unter Druck stehendem Gas zu erzeugen. Der pneumatische Grundzylinder besteht aus einer zylindrischen Kammer mit beweglichem Kolben und Ein- und Auslasskanälen. Wenn Druckluft oder ein anderes Gas in den Boden des Zylinders gepumpt wird, dehnt sich das Gas aus, drückt den beweglichen Kolben nach oben und erzeugt eine Kraft. Pneumatikzylinder, auch Luftzylinder genannt, haben teilweise Vorteile gegenüber der Hydraulik und werden in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt.
Um den Zylinder zu betreiben, muss zuerst ein Gas, wie beispielsweise Luft, unter Druck gesetzt werden. Dies kann mit einer Pumpe erfolgen. Da Luft normalerweise unter atmosphärischem Druck vorliegt, werden Pumpen verwendet, um ein bestimmtes Luftvolumen in einen kleineren Raum zu pressen, wodurch der Druck über das atmosphärische Niveau ansteigt. Die Druckluft speichert die Energie, die zum Komprimieren verwendet wird. Wenn sie sich ausdehnen lässt, neigt diese Luft dazu, wieder auf ihren ursprünglichen Atmosphärendruck zu sinken.
Nach diesem Prinzip arbeitet ein Pneumatikzylinder. Luft wird komprimiert und dann in die zylindrische Kammer unter einem beweglichen Kolben geleitet. Die Druckluft übt eine Kraft gegen den Kolbenboden aus, wodurch sich der Kolben durch den Hohlzylinder nach oben bewegt. Eine Stange erstreckt sich von der Basis des Kolbens nach oben durch die Oberseite des Zylinders. Wenn Druckluft in den gegebenen Raum expandiert und den Kolben nach oben bewegt, bewegt sich auch diese Stange, wodurch andere mechanische Elemente bewegt werden können.
Die Position des Kolbens in einem pneumatischen Zylinder wird durch ein Ventil gesteuert, das Druckluft entweder in die Ober- oder Unterseite des Zylinders leitet. Wenn das Kolbenstangenende oder die Oberseite des Zylinders mit Druckluft gefüllt ist, bewegt sich der Kolben nach unten und die Luft unter dem Kolben wird durch ein Auspuffrohr abgelassen. Druckluft, die in die Basis eindringt, bewegt den Kolben nach oben und die Luft über dem Kolben wird entlüftet. Dieses System ermöglicht es, den Zylinder wiederholt zu betätigen, um Kraft zu erzeugen.
Pneumatische Systeme haben mehrere Vorteile gegenüber Hydrauliken, die Wasser oder eine andere Flüssigkeit verwenden, um mechanische Bewegungen zu erzeugen. Die Abluft eines Pneumatikzylinders kann ohne Umweltbedenken an die Umgebungsluft abgegeben werden. Luft ist leicht zu erhalten und unter Druck zu setzen. Außerdem sind Leckagen bei pneumatischen Systemen kein Problem. Zu den Nachteilen der Pneumatik zählen die Notwendigkeit, solche Systeme mit hohem Druck zu betreiben, was gefährlich sein kann, sowie die Notwendigkeit, die Luft sauber und gefiltert zu halten.
Mehrere bekannte mechanische Geräte verwenden Pneumatik. Nagelpistolen, die im Bauwesen zum Eintreiben von Nägeln in Holz oder Beton verwendet werden, beziehen ihre Kraft von einem oder mehreren Pneumatikzylindern. Andere Beispiele sind Fahrradpumpen und Druckluftbremsen, die in Bussen und Lastwagen verwendet werden. Neben Verbraucheranwendungen werden Pneumatikzylinder auch häufig in industriellen Umgebungen wie Verpackungsanlagen und Maschinenhallen eingesetzt.