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Pneumatik und Hydraulik - zwei ähnliche und doch sehr verschiedene Antriebstechniken

Bei der Pneumatik und bei der Hydraulik handelt es sich um zwei vielseitig einsetzbare Möglichkeiten der Kräfteübertragung. Durch die hohe Leistungsausbeute und den relativ unkomplizierten Aufbau ermöglichen beide Systeme den Antrieb sowohl großer Anlagen als auch kleinerer Maschinen und Werkzeuge. Im industriellen und handwerklichen Bereich sind diese Möglichkeiten der Antriebstechnik unersetzbar. Es gibt aber trotz des ähnlichen Systemaufbaus gravierende Unterschiede und somit auch unterschiedliche Vor- und Nachteile, die festschreiben, in welchen Bereichen die beste Einsatzmöglichkeit besteht.

Unterschiede zwischen Pneumatik und Hydraulik auf den ersten Blick

Während die Pneumatik mit Druckluft arbeitet, werden bei der Hydraulik Flüssigkeiten, meist Hydrauliköle eingesetzt. Dadurch ist es bei der Hydraulik nötig, einen geschlossenen Kreislauf mit einer Rückführung für die in der Bewegung genutzter Flüssigkeit bereitzustellen. Bei Druckluftsystemen kann die verwendete Luft einfach und ohne zusätzliche Umweltbelastung an die Umgebung abgeleitet werden. Dies spart jede Menge Platz und wirkt sich besonders positiv auf kleine Druckluftwerkzeuge aus, die eine hohe Kraftübertragung im Antrieb benötigen.

Kraftunterschiede zwischen Pneumatik und Hydraulik

Pneumatische Anlagen und Maschinen werden in der Regel mit einem Betriebsdruck von 6 bis 10 bar betrieben. Jedoch wird das, was einerseits ein Vorteil für den Transport des Mediums Luft darstellt, in der Anwendung gegenüber Hydraulikanlagen auch zum Nachteil. Bei der Pneumatik kann nur ein begrenzter Druck aufgebaut werden, dies hängt mit der Kompression der Luft zusammen. Während es bei der Pneumatik Grenzen nach oben gibt, können hydraulische Anlagen theoretisch ohne Obergrenze im Arbeitsdruck gestaltet werden. Lediglich die verwendeten Komponenten begrenzen die Möglichkeiten.
Dieser Unterschied führt dazu, dass bei Anwendungen, bei denen enorme Kräfte benötigt werden, meist hydraulische Anlagen vorgezogen werden. Vor allem Hebezeuge und nicht zuletzt massive Maschinenteile werden mittels Hydraulik bewegt. Wo platzmäßig der Durchmesser für die Zylinder begrenzt ist und trotzdem große Kräfte übertragen werden müssen, wird eher auf Hydraulik zurückgegriffen, da diese physikalisch eindeutig im Vorteil ist. Immerhin berechnet sich die Kraft aus dem Produkt von Fläche und wirkendem Druck.

Schnelle Bewegungen

Während die Hydraulik ihre Vorteile beim Arbeitsdruck und dem möglichen Leistungspotential voll ausspielt, kommen bei schnellen und kurz aufeinanderfolgenden Bewegungen die Vorzüge der Pneumatik zum Tragen. Vorteilhaft ist ein pneumatisches System immer dann, wenn es lediglich auf die Endstellung ankommt und nicht so sehr auf eine kontinuierliche und kontrollierbare Bewegung. Aus diesem Grund sind pneumatische Systeme nicht nur in Werkzeugen vorhanden, sondern finden ihren Einsatzbereich in der Verpackungsindustrie und beispielsweise in Stanzen und Pressen.

Bauliche Vorteile und Energieeffizienz

Pneumatische Anlagen sind gegenüber hydraulischen Anlagen relativ sicher, wenn es um Leckagen geht. Während undichte Stellen in einem Hydrauliksystem nicht nur dazu führen, dass die Leistung sinkt, sondern auch dazu, dass das übertragende Medium nicht mehr zur Verfügung steht, minimiert sich bei Druckluftsystemen lediglich die Leistung. Luft kann jederzeit angesaugt werden. Auch hinsichtlich des Brand- und Explosionsverhaltens ist die Pneumatik wesentlich sicherer. Hydraulische Systeme besitzen allerdings eine deutlich höhere Energieeffizienz, da ein geschlossener Kreislauf vorhanden ist und nicht wie bei der Pneumatik ständig neue Druckluft durch einen Kompressor erzeugt werden muss. Der Leistungsschwund vom Energieeinsatz bis zum Ertrag ist bei der Pneumatik wesentlich höher, daher ist sie eine recht teure Antriebsvariante.