Pneumatische Aktuatoren sind Mechanismen, die die potentielle Energie eines komprimierten Gases, am häufigsten Luft, in mechanische Energie umwandeln, um eine Maschine anzutreiben. Das komprimierte Gas wird in einen Raum geleitet, wo seine Expansion einen Kolben oder eine Welle antreibt, um eine Bewegung einzuleiten. Üblicherweise zu findende Arten von pneumatischen Antrieben umfassen einfach- oder doppeltwirkende Pneumatikzylinder, Drehantriebe und Membranantriebe. Pneumatikzylinder können auch auf Basis einer stangenlosen Konstruktion mit Magneten, Bändern oder Kabeln betrieben werden.
Pneumatische Stellantriebe vom Zylindertyp verwenden ein Ventil, um komprimiertes Gas mit einem Kolben in eine geschlossene Kammer einzuspritzen. Die Ausdehnung des Gases drückt den Kolben die Länge des Zylinders nach unten. Der Kolben ist normalerweise mit einer Stange verbunden, die sich bewegt, um einen mechanischen Vorgang zu beginnen. Pneumatische Zylinder werden häufig in Fertigungsumgebungen wie Montagelinien, Be- und Entladen von Produkten oder anderweitig zur Bewegungssteuerung eines Prozesses verwendet.
Ein einfachwirkender Zylinder bringt den Kolben über eine Feder in seine Ausgangsposition zurück. Ein doppeltwirkender Zylinder verwendet zwei verschiedene komprimierte Gasströme, einen an jedem Ende des Zylinders. Ein Luftstrom drückt den Kolben vom Anfangspunkt weg und der andere drückt ihn zurück zum anderen Ende des Zylinders.
Pneumatische Drehantriebe nehmen die potentielle Energie des komprimierten Gases auf und wandeln sie in Drehmoment oder Drehbewegung um. Der Aktuator treibt eine Stange durch einen Bogen, normalerweise zwischen 45 und 180 Grad Drehung. Das Innere des Aktuators kann Drehflügel verwenden, um die Bewegung oder eine Zahnstangen-Ritzel-Konfiguration zu erzeugen. Drehantriebe können in einem kleineren Raum arbeiten als ein Zylinder, der eine Länge für den Hub des Kolbens benötigt.
Eine andere Ausführung ist ein pneumatischer Membranantrieb. Bei dieser Konfiguration ist ein Stab mit einer Membran verbunden, die einen Raum in zwei Kammern teilt. Zwei separate Druckgasströme, einer auf jeder Seite der Membrane, erzeugen eine Druckdifferenz, die bewirkt, dass die Stange nach außen gedrückt wird. Viele dieser Aktuatoren sind mit einer Feder ausgestattet, um die Stange in ihre ursprüngliche Position zurückzubringen.
Kolbenstangenlose Konstruktionen von pneumatischen Aktuatoren können mit einer kürzeren Länge betrieben werden als ein Zylinder vom Stangentyp. Die durch die Druckluft erzeugte Hubkraft ist im Antrieb enthalten. Der Zylinder wird auf Schlitten oder Lagern getragen, um die Bewegung reibungslos in den Prozess zu übertragen und die Lastunterstützung während des gesamten Kolbenhubs aufrechtzuerhalten. Die Bewegung wird mit gekoppelten Magneten, einem Dichtband oder Kabeln gesteuert.