Pneumatik-Greifarm (3D)
Über diese App
Ein Robotergreifarm aus dem Nut-Zapfen-Baukasten, nachgebaut nach einer Kinderzeichnung von 1992: Drehscheibe, Ausleger, Unterarm und Greifer, bewegt von drei einfachwirkenden Zylindern an 3/2-Ventilen. Luft strömt sichtbar durch die Schläuche, Kolben und Federn arbeiten im durchsichtigen Zylinder, und ein roter Baustein soll aufs Podest.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Worum es geht
Pneumatik bewegt Maschinen mit Druckluft. Ein einfachwirkender Zylinder fährt aus, solange sein 3/2-Wegeventil Luft hineinlässt; die Kraft ist Druck mal Kolbenfläche. Wird entlüftet, entweicht die Luft, und eine Feder, ein Gummizug oder das Gewicht der Last holen den Kolben zurück. Druckluft kann nur drücken, nie ziehen. Deshalb braucht jede Bewegung eine eigene Rückstellung, und ein 3/2-Ventil kennt nur zwei Endlagen.
Was die App zeigt
Den 3D-Nachbau eines Robotergreifarms nach einer Bleistiftzeichnung von 1992, gebaut aus Bausteinen mit Nut und Zapfen. Der Arm dreht auf einer Drehscheibe, ein Schulterzylinder hebt den Ausleger, ein Ellbogenzylinder schwenkt den Unterarm, ein Greiferzylinder schließt über einen Stab die Backen. Die Zylinder sind durchsichtig: Kolben und Feder bewegen sich sichtbar. Ein Kompressor füllt den Speicher, das Manometer zeigt den Druck, und Luftteilchen strömen durch die Schläuche. Die Originalzeichnung ist mit dem Modell verknüpft.
Selbst ausprobieren
Schalte den Kompressor ein und warte auf Druck. Öffne Ventil 3 und sieh zu, wie der Stab die Greiferachsen herunterdrückt; schließ es, und der Gummizug öffnet den Greifer wieder. Dann die Aufgabe: Drehscheibe auf den roten Baustein ausrichten, greifen, Ausleger heben, zum Podest drehen, Ellbogen schwenken, absenken und loslassen. Im Werte-Panel stehen Druck, Hub und Kräfte jedes Zylinders.
Häufige Fragen
- Wie funktioniert ein einfachwirkender Pneumatikzylinder?
- Druckluft strömt über einen Anschluss in den Zylinder und schiebt den Kolben nach außen. Die Rückbewegung übernimmt eine Feder im Zylinder oder eine äußere Kraft wie Gewicht oder Gummizug, sobald das Ventil entlüftet. Er arbeitet also nur in eine Richtung mit Luft.
- Was ist ein 3/2-Wegeventil?
- Ein Ventil mit drei Anschlüssen (Druckluft, Arbeitsleitung, Entlüftung) und zwei Schaltstellungen. In der einen Stellung strömt Luft zum Zylinder, in der anderen entweicht sie ins Freie. Damit steuert man einfachwirkende Zylinder: ganz aus oder ganz ein.
- Wie berechnet man die Kraft eines Pneumatikzylinders?
- Die Kraft ist Überdruck mal Kolbenfläche, F = p · A. Ein Kolben mit 14 mm Durchmesser hat 154 mm²; bei 0,7 bar (0,07 N/mm²) drückt er mit rund 10,8 N. Davon gehen Federkraft und Reibung ab.
- Was kann ich mit dem Pneumatik-Greifarm in der App machen?
- Kompressor und drei Ventile schalten, die Drehscheibe drehen und einen roten Baustein mit dem Arm auf ein Podest setzen. Du siehst Luft, Kolben und Federn arbeiten, liest Druck, Hub und Kräfte ab und findest jedes Teil auch in der Originalzeichnung von 1992.
Fach: Technische Mechanik
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