Energiegrenzen interner Luftdämpfungen berechnen

Eine interne Luftdämpfung kann eine bewegte Zylinderlast nur innerhalb der für das ausgewählte Modell veröffentlichten Grenzen für Masse, Geschwindigkeit, Druck und Einstellung zum Stillstand bringen. Ermitteln Sie zunächst die kinetische Energie der bewegten Baugruppe beim Eintritt in die Dämpfungszone und wenden Sie anschließend das Vergleichsverfahren des jeweiligen Herstellers an. Manche Kataloge geben eine zulässige kinetische Energie an, andere verwenden Last-Geschwindigkeits-Diagramme oder Bewertungskennzahlen, in denen die Produktgeometrie bereits berücksichtigt ist. Diese Unterscheidung ist wichtig, denn auch eine korrekte Berechnung kann mit dem falschen Grenzwert verglichen werden. Die grundlegende Berechnung der kinetischen Energie einer bewegten Last ist daher nur der erste Schritt. Kammervolumen, Kolbendurchmesser oder ein geschätzter Spitzendruck können den exakten Zylinderkatalog nicht ersetzen.

Das Wichtigste in Kürze

Die Luftdämpfungswerte der SMC-CA2-Baureihe reichen bei fünf Kolbendurchmessern von 2.8 bis 29 J.

Verwenden Sie die gemessene Geschwindigkeit beim Eintritt in die Dämpfungszone und nicht automatisch die mittlere Hubgeschwindigkeit.

Halten Sie sich an die Definition des ausgewählten Modells für kinetische Energie, Kollisionsenergie oder aufgenommene Energie.

Setzen Sie eine externe Verzögerung ein, sobald ein veröffentlichter Grenzwert überschritten wird.

Was bedeutet ein veröffentlichter Grenzwert für die interne Luftdämpfung?

SMC nennt für aktivierte Luftdämpfungen der CA2-Zylinder mit 40 bis 100 mm Kolbendurchmesser zulässige kinetische Energien von 2.8, 4.6, 7.8, 16 und 29 J (SMC-CA2-Katalog, abgerufen am 2026-07-23). Diese Werte gelten für die betreffende Baureihe und die darin angegebenen Betriebsbedingungen.

Eine Energiegrenze der internen Luftdämpfung ist eine produktspezifische Zulässigkeitsgrenze für die vom Hersteller definierte Energie, Masse-Geschwindigkeits-Kombination oder Bewertungskennzahl. Sie entspricht nicht der thermodynamischen Energie, die ein gedachtes, geschlossenes Luftvolumen bis zum Erreichen eines angenommenen Drucks speichern könnte.

Insbesondere ist auf die Katalogterminologie zu achten. Drei ähnlich klingende Bezeichnungen können unterschiedliche Prüfungen beschreiben:

Katalogbegriff	Mögliche Bedeutung	Richtiger Vergleich
Zulässige kinetische Energie	Unter den angegebenen Bedingungen beim Eintritt in die Dämpfungszone zulässige Bewegungsenergie	Mit $\frac{1}{2}mv_c^2$ vergleichen, sofern der Katalog nichts anderes vorgibt
Zulässige Kollisionsenergie	Zulässige Restenergie beim Erreichen des mechanischen Endanschlags durch den Kolben	Nicht als gesamte Energieaufnahmekapazität der Dämpfung behandeln
Aufgenommene Energie	Kinetische Energie zuzüglich definierter Antriebs- oder Schwerkraftarbeit	Die vollständige Gleichung des Herstellers für die aufgenommene Energie verwenden
Last-Geschwindigkeits-Diagramm der Dämpfung	Freigegebene Kombinationen aus bewegter Masse und Eintrittsgeschwindigkeit	Beide Eingangsgrößen in das Diagramm eintragen; die Kurve nicht in einen allgemeinen Joule-Grenzwert umrechnen
Dämpfungskennzahl	Katalogspezifischer Index mit Bezug zu einer weiteren Tabelle	Kennzahlen nur innerhalb des betreffenden Katalogverfahrens vergleichen

Der Unterschied zeigt sich beispielsweise innerhalb einer einzigen Produktfamilie. Bei der selbsttätigen Luftdämpfung der SMC-Baureihe C55 wird zwischen der zulässigen Energie beim Eintritt in die Dämpfungszone und der zulässigen Kollisionsenergie in der Endlage unterschieden. Für 100 mm Kolbendurchmesser lauten die beiden veröffentlichten Werte 13.2 J beziehungsweise 4.54 J (SMC-C55-Katalog, abgerufen am 2026-07-23).

Behandeln Sie daher jede Bezeichnung als klar definierte Prüfgrenze. Wenn ein Katalog sowohl Eintritts- als auch Kollisionsgrenzen angibt, belegt das Einhalten des einen Werts nicht automatisch die Einhaltung des anderen. Enthält er nur eine Last-Geschwindigkeits-Kurve, ist diese Kurve der maßgebliche Grenzwert.

Den Betriebsablauf hinter der Bewertung erläutert der Leitfaden zur Luftdämpfung von Hochgeschwindigkeitszylindern. Der vorliegende Artikel konzentriert sich auf Berechnung und Zulässigkeitsgrenze.

Welche Energieanteile gehören in die Berechnung?

Das MY2-Auswahlverfahren von SMC unterteilt die aufgenommene Energie in kinetische Energie und Schubenergie und passt den Schubanteil anschließend für horizontale, senkrecht abwärts gerichtete und senkrecht aufwärts gerichtete Bewegungen an (SMC-MY2-Katalog, abgerufen am 2026-07-23). Dies ist ein genau definiertes Verfahren und keine allgemeingültige Vorgabe für jeden Zylinder.

Ermitteln Sie daher zunächst, welche Berechnung der Katalog des ausgewählten Produkts verlangt:

Verfahren mit kinetischer Energie: Bewegungsenergie beim Eintritt in die Dämpfungszone berechnen und mit einer Tabelle der zulässigen kinetischen Energie vergleichen.
Last-Geschwindigkeits-Verfahren: Gemessene Masse und Eintrittsgeschwindigkeit unmittelbar mit einem Dämpfungsdiagramm vergleichen.
Verfahren mit aufgenommener Energie: Die vom Lieferanten genannten Energieanteile addieren, beispielsweise weiterwirkende Schubkraft oder Schwerkraftarbeit über den Bremsweg.
Kennzahlverfahren: Masse und Geschwindigkeit in eine Katalogkennzahl umrechnen und diese anschließend mit der ausgewählten Konfiguration aus Kolbendurchmesser, Kolbenstange und Schaltung vergleichen.

Addieren Sie jedoch keine Terme allein deshalb, weil sie physikalisch vorhanden sind. Eine Tabelle mit zulässiger kinetischer Energie kann bereits auf einem festgelegten Druck, einer bestimmten Dämpfungskonstruktion und einem definierten Prüfverfahren beruhen. Wird zu diesem Grenzwert zusätzlich eine separate Druck-Volumen-Abschätzung addiert, können Einflüsse doppelt erfasst werden oder eine im Katalog gar nicht definierte Größe entstehen. Umgekehrt darf die Berechnung nicht bei der kinetischen Energie enden, wenn der Lieferant ausdrücklich die Antriebsarbeit verlangt. Das Verfahren von ACE für externe Stoßdämpfer führt beispielsweise die kinetische Energie je Hub, die Energie aus der Antriebskraft, die Gesamtenergie je Vorgang und die Gesamtenergie je Stunde als getrennte Größen (ACE Controls, abgerufen am 2026-07-23). Dieses Verfahren gilt für die darin dokumentierte Stoßdämpferauswahl.

Ein zweckmäßiges Arbeitsblatt beginnt daher mit einem Verfahrensfeld:

Feld im Arbeitsblatt	Zu dokumentierender Nachweis
Zylinderbaureihe und vollständige Modellbezeichnung	Katalog oder konfigurierte technische Unterlage
Dämpfungsart	Einstellbare Luftdämpfung, selbsttätig einstellende Luftdämpfung, Elastomer oder andere Ausführung
Grenzwertart	Energietabelle, Kollisionstabelle, Last-Geschwindigkeits-Diagramm oder Bewertungskennzahl
Referenzdruck und Schaltung	Exakter Kataloghinweis oder Bedingung des Diagramms
Definition der bewegten Masse	Einbezogene Zylinderteile, Schlitten, Werkzeuge und Lasten
Geschwindigkeitsdefinition	Eintritts-, Aufprall-, Höchst- oder Durchschnittsgeschwindigkeit
Zusätzliche Arbeitsanteile	Nur die im ausgewählten Verfahren geforderten Anteile

Wie wird die kinetische Energie beim Eintritt in die Dämpfungszone berechnet?

Parker gibt in seinen Auswahlhinweisen für P1F-T an, dass die Kolbengeschwindigkeit zu Beginn der Dämpfung typischerweise etwa 50% über der Durchschnittsgeschwindigkeit liegt (Parker-P1F-T-Katalog, abgerufen am 2026-07-23). Verwenden Sie diese Aussage nur als Parker-Richtwert, wenn keine direkte Messung der Eintrittsgeschwindigkeit möglich ist.

Für eine translatorische Bewegung lautet die kinetische Energie beim Eintritt in die Dämpfungszone:

E_k = \frac{1}{2}m v_c^2

$E_k$ ist die kinetische Energie in Joule, $m$ die gesamte translatorisch bewegte Masse in Kilogramm und $v_c$ die Eintrittsgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde. Aus Kilogramm und Meter pro Sekunde ergibt sich unmittelbar Joule.

Bestimmen Sie die bewegte Masse aus der eingebauten Baugruppe:

m = m_{\mathrm{load}} + m_{\mathrm{tooling}} + m_{\mathrm{mount}} + m_{\mathrm{moving\ actuator}} + m_{\mathrm{coupled}}

Berücksichtigen Sie Produkt, Vorrichtung, bewegte Platte, Befestigungselemente, Kolbenstange oder Schlitten sowie alle gekoppelten Mechanismen, die sich mit der Achse translatorisch bewegen. Das feststehende Zylindergehäuse und der stationäre Maschinenrahmen gehören nicht dazu. Berechnen Sie bei Gelenkmechanismen und rotierenden Komponenten die reflektierte Masse beziehungsweise Rotationsenergie, statt jedes Bauteil in eine direkte lineare Summe zu zwingen. Auch bei der Geschwindigkeit ist dieselbe Sorgfalt erforderlich. Messen Sie möglichst nahe am Einsetzen der Dämpfung, etwa über eine Positionskurve, einen Encoder oder zwei Sensoren mit bekanntem kurzem Abstand. Die mittlere Geschwindigkeit über den gesamten Hub kann Beschleunigungsvorgänge und Ventilverzögerungen verdecken. Der Leitfaden zum Last-Geschwindigkeits-Diagramm der Dämpfungskapazität erläutert, wie das gemessene Wertepaar eingetragen wird.

Sind nur Volumenstrom und Fläche bekannt, liefert der Rechner für die Zylindergeschwindigkeit alternativ einen vorläufigen Schätzwert. Er ersetzt keine gemessene Eintrittsgeschwindigkeit, da Kompressibilität, Gegendruck, Ventilleitwert und Lastbewegung das tatsächliche Ergebnis verändern.

Aufgrund des quadratischen Geschwindigkeitsanteils wirken sich Fehler stark aus. Wird die Geschwindigkeit um 20% unterschätzt, beträgt das berechnete Ergebnis für die kinetische Energie nur 69.4% des korrekten Werts:

\frac{E_{0.8v}}{E_v} = \left(\frac{0.8v}{v}\right)^2 = 0.64

Eine tatsächliche Geschwindigkeit von ${1.2}v$ ergibt dagegen das ${1.2}^2 = 1.44$ -Fache der erwarteten Energie. Deshalb sollte eine geschätzte Durchschnittsgeschwindigkeit vor der abschließenden Freigabe durch einen Messwert für den Eintritt in die Dämpfungszone ersetzt werden.

Massefehler wirken linear, Geschwindigkeitsfehler quadratisch. Eine genauere Geschwindigkeitsmessung verändert die Auswahl daher häufig stärker als die präzisere Schätzung der Masse eines kleinen Halters.

Antriebskraft und Schwerkraft während der Dämpfung

Das MY2-Verfahren von SMC verwendet $F s$ für die horizontale Schubarbeit, $(F + mg)s$ für eine senkrecht abwärts gerichtete Bewegung und $(F - mg)s$ für eine senkrecht aufwärts gerichtete Bewegung (SMC-MY2-Katalog, abgerufen am 2026-07-23). Der Katalog definiert somit drei Bewegungsrichtungen. Wenden Sie diese Terme nur an, wenn das Auswahlverfahren des betreffenden Produkts sie verlangt.

Für eine horizontale Bewegung mit weiterwirkender Nettoantriebskraft gilt beispielsweise:

E_d = F_d s_c

$E_d$ ist die Antriebsarbeit in Joule, $F_d$ die in Richtung des Anschlags weiterwirkende Nettokraft in Newton und $s_c$ der definierte Dämpfungs- oder Stoßdämpferhub in Meter.

Für die über denselben Bremsweg wirkende Schwerkraft gilt:

E_g = \pm m g s_c

$E_g$ ist positiv, wenn die Schwerkraft die Masse weiter in Richtung Anschlag beschleunigt, und negativ, wenn sie dieser Bewegung entgegenwirkt. Verwenden Sie $g = 9.81\ \mathrm{m/s^2}$ . Als Weg ist der betreffende Dämpfungs- oder Stoßdämpferhub einzusetzen, nicht automatisch der gesamte Zylinderhub.

Wenn das ausgewählte Verfahren alle drei Anteile verlangt, gilt:

E_{\mathrm{required}} = E_k + E_d + E_g

Vorzeichen und Kraftdefinition müssen mit der Herstellergrafik übereinstimmen. Die theoretische Zylinderkraft aus Kolbenfläche und Versorgungsdruck kann die während der Verzögerung tatsächlich vorhandene Kraft über- oder unterschätzen. Der Druck in der beaufschlagten Kammer kann sinken, der Abluftgegendruck kann steigen und die Maschinenreibung kann der Bewegung entgegenwirken. Verwenden Sie eine gemessene oder nachvollziehbar ungünstigste Kraft, wenn der Katalog keinen anderen Wert vorgibt. Vermeiden Sie daher die Vermischung verschiedener Verfahren. Schreibt ein Zylinderkatalog vor, Last und Geschwindigkeit mit einer bei 6 bar erstellten Kurve zu vergleichen, hat das Addieren eines separaten Terms $F_d s_c$ und der anschließende Vergleich der Summe mit dieser Kurve keine definierte Bedeutung. Bleiben Sie von den Eingangsgrößen bis zur Freigabe konsequent innerhalb eines einzigen Herstellerverfahrens.

Warum lässt sich der Grenzwert nicht aus Kolbendurchmesser oder Kammervolumen bestimmen?

Festo gibt für eine DSBC-Ausführung mit 100 mm Kolbendurchmesser eine Aufprallenergie in den Endlagen von 2.5 J und eine Dämpfungslänge von 31 mm an (technische Daten Festo DSBC-100, abgerufen am 2026-07-23). Für den CA2 mit 100 mm Kolbendurchmesser nennt SMC bei aktivierter Luftdämpfung dagegen eine zulässige kinetische Energie von 29 J.

Diese Werte dürfen jedoch nicht verglichen werden, als bezeichneten sie dieselbe Kenngröße. Sie beruhen auf unterschiedlichen Bezeichnungen, Produktkonstruktionen, Bedingungen und Zulässigkeitskriterien. Gerade diese Abweichung zeigt, dass sich aus dem Kolbendurchmesser allein kein übertragbarer Energiegrenzwert ableiten lässt.

Die thermodynamische Beziehung

W = \int p\,dV

beschreibt die Volumenänderungsarbeit eines Druck-Volumen-Prozesses. Sie bildet weder den tatsächlichen zeitlichen Verlauf des Drosselstroms noch Wärmeübertragung, Eingriffsgeometrie der Dämpfung, Dichtungsleckage, Antrieb durch die gegenüberliegende Kammer, Belastung des Abschlussdeckels oder den vom Hersteller zulässigen Reststoß ab. Eine theoretische $pV$ -Berechnung kann eine Simulation unterstützen, aber keine Katalogbewertung für einen unbekannten Zylinder erzeugen.

Zudem ändert sich das Kammervolumen dynamisch. Sobald der Dämpfungszapfen den Hauptabluftweg schließt, verkleinert der Kolben das eingeschlossene Volumen, während Luft durch eine einstellbare Drossel austritt. Der Druck hängt von beiden Vorgängen ab. Die Analyse der Drosselströmung an einstellbaren Dämpfungsnadeln behandelt dieses Problem der kompressiblen Strömung.

Mehrere Produktmerkmale können die Kapazität verändern, ohne dass sich der Nennkolbendurchmesser ändert:

Durchmesser und Eingriffslänge des Dämpfungszapfens;
Geometrie der einstellbaren oder festen Drossel;
Leckage der Dämpfungsdichtung und Ausführung des Rückschlagventils;
bewegte Masse von Kolben, Schlitten und Kolbenstange;
zulässiger Druck und zulässige Strukturbeanspruchung;
Bewegungsrichtung und wirksame Kolbenfläche;
Abluftgegendruck und Abluftdrosselschaltung;
zulässiger Reststoß am mechanischen Endanschlag.

Der Kolbendurchmesser ist ein Suchkriterium für die richtige Datentabelle, nicht die Kapazitätsgleichung. Das Kammervolumen ist nur dann eine Modelleingangsgröße, wenn der Lieferant das vollständige instationäre Modell und eine validierte Zulässigkeitsgrenze bereitstellt.

Wie werden Dämpfungsdiagramme der Hersteller gelesen?

Beim 4MA-Verfahren von Parker werden zunächst das gesamte bewegte Gewicht und die Höchstgeschwindigkeit in eine erforderliche Dämpfungskennzahl umgerechnet. Anschließend wird diese Kennzahl mit getrennten Tabellenwerten für Schaltungen mit und ohne Gegendruck verglichen (Parker-Auslegungsdaten, abgerufen am 2026-07-23). Es handelt sich um eine zweistufige Katalogprüfung.

Verwenden Sie daher das für die ausgewählte Baureihe vorgegebene Format:

Prüfen Sie die Annahmen des Diagramms zu Druck, Bewegungsrichtung, Montage, Kolbenstange, Dämpfung und Schaltung.
Berechnen oder messen Sie genau die auf den Achsen genannten Eingangsgrößen.
Beziehen Sie bei Bedarf die bewegte Masse von Kolben, Kolbenstange oder Schlitten ein.
Tragen Sie den Betriebspunkt ein oder berechnen Sie die Katalogkennzahl.
Wählen Sie die passende Tabelle für Kolbendurchmesser, Kolbenstangendurchmesser und Bewegungsrichtung.
Wiederholen Sie die Prüfung für Aus- und Einfahren, wenn an beiden Enden gedämpft wird.
Verwerfen Sie den Betriebspunkt, wenn er außerhalb eines Grenzwerts für Geschwindigkeit, Druck, Masse, Energie oder Einstellbereich liegt.

Der Gegendruck kann das Ergebnis wesentlich verändern. Die 4MA-Tabelle von Parker enthält unterschiedliche Dämpfungskennzahlen für „Ohne Gegendruck“ und „Mit Gegendruck“ und verlangt eine Rücksprache mit dem Werk, wenn der Gegendruck in der Abluftleitung die angegebenen Bedingungen überschreiten kann. Ein Schalldämpfer, eine lange Leitung, ein Ventil oder eine Abluftdrossel kann eine Tabellenauswahl daher ungültig machen, obwohl die Energieberechnung korrekt ist. Zudem kann das Diagramm nichtlineare geometrische Einflüsse abbilden. Laut Parkers Leitfaden für kolbenstangenlose Zylinder kann eine Verkürzung des Dämpfungswegs um 50% die Dämpfungswirkung um 60% bis 70% reduzieren (Parker-Katalog für kolbenstangenlose Zylinder, abgerufen am 2026-07-23). Skalieren Sie die Kapazität bei verkürztem Hub nicht direkt proportional.

Ein Ergebnis in Joule wird ausschließlich über das für das ausgewählte Produkt angegebene Verfahren freigegeben. Das Einhalten eines Werts setzt keinen anderen Kataloggrenzwert außer Kraft.

Berechnungsbeispiel: Prüfung eines SMC CA2 mit 63 mm Kolbendurchmesser

Für einen CA2 mit 63 mm Kolbendurchmesser nennt SMC bei aktivierter Luftdämpfung eine zulässige kinetische Energie von 7.8 J und einen Kolbengeschwindigkeitsbereich von 50 bis 500 mm/s (SMC-CA2-Katalog, abgerufen am 2026-07-23). Beide Grenzwerte müssen in diesem überschlägigen Prüfbeispiel berücksichtigt werden.

Angenommen, die nachgewiesene bewegte Gesamtmasse beträgt 30 kg und die gemessene Eintrittsgeschwindigkeit 0.50 m/s. Dann ergibt sich:

E_k = \frac{1}{2}(30)(0.50)^2 = 3.75\ \mathrm{J}

Das Auslastungsverhältnis gegenüber dem veröffentlichten Wert von 7.8 J beträgt:

R_E = \frac{E_k}{E_{\mathrm{allow}}} = \frac{3.75}{7.8} = 0.481

Die Anwendung nutzt 48.1% der angegebenen zulässigen kinetischen Energie; 0.50 m/s entspricht zugleich der Obergrenze des veröffentlichten Kolbengeschwindigkeitsbereichs. Damit besteht sie diese beiden überschlägigen Prüfungen. Diese Aussage bestätigt jedoch nicht die Eignung hinsichtlich Montage, Querlast, Dämpfungseinstellung, Ventilschaltung, Druck, Temperatur oder Verhalten im Dauerbetrieb.

Wird dagegen ausschließlich die gemessene Eintrittsgeschwindigkeit auf 0.75 m/s geändert, ergibt sich:

E_k = \frac{1}{2}(30)(0.75)^2 = 8.44\ \mathrm{J}

Dieser Betriebspunkt besteht die Prüfung gleich in zweierlei Hinsicht nicht. Die berechnete Energie überschreitet 7.8 J und 0.75 m/s liegt über der im Katalog angegebenen maximalen Kolbengeschwindigkeit von 0.50 m/s. Eine Auswahl allein nach der Energie würde diese unabhängige Geschwindigkeitsüberschreitung übersehen.

Wenden Sie den Wert von 7.8 J keinesfalls auf einen anderen Zylinder mit 63 mm Kolbendurchmesser an. Für das 63-mm-Modell der selbsttätigen C55-Luftdämpfung nennt SMC eine zulässige Energie beim Eintritt in die Dämpfungszone von 5.3 J. Dies zeigt, dass ein identischer Nennkolbendurchmesser keine identische Kapazität bedeutet.

WerkzeugZylinderauslegungRechner für ZylinderdämpfungsenergieBerechnen Sie kinetische Energie, weiterwirkende Antriebsarbeit, Schwerkraftarbeit und Kapazitätsauslastung, bevor Sie das Ergebnis mit dem exakten Zylinderkatalog vergleichen.Dämpfungsenergie = (0,5 × Masse × Geschwindigkeit² + Antriebsarbeit + Hubarbeit) × SicherheitsfaktorBewegte MasseAufprallgeschwindigkeitAntriebskraftDämpfungshubRechner öffnen

Wann ist ein externer Stoßdämpfer erforderlich?

Parker weist an, ein anderes oder externes Verzögerungsverfahren zu wählen, wenn die erforderliche Kennzahl für die kinetische Energie nach dem zweistufigen Diagramm- und Tabellenvergleich über der Dämpfungskennzahl des ausgewählten 4MA liegt (Parker-Auslegungsdaten, abgerufen am 2026-07-23). Eine weiter geschlossene Dämpfungsnadel erweitert den veröffentlichten Betriebsbereich nicht.

Ändern Sie daher die Bremsstrategie, sobald eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

erforderliche Energie, Masse oder Eintrittsgeschwindigkeit überschreitet den exakten Kataloggrenzwert;
der Betriebspunkt verändert sich so stark, dass eine einzige Nadeleinstellung weder Aufprall noch Rückprall vermeidet;
Abluftgegendruck oder Schaltungsbedingungen liegen außerhalb des veröffentlichten Diagramms;
Spitzendruck, Abschlussdeckelbelastung oder Reststoß bleiben bei der Inbetriebnahme unzulässig;
die Produktionsgeschwindigkeit lässt sich nicht ausreichend reduzieren, um wieder eine Reserve zu erreichen;
der Zylinder besitzt für das erforderliche Verzögerungsprofil keinen ausreichenden Dämpfungsweg.

Die erste Abhilfemaßnahme ist häufig eine niedrigere Eintrittsgeschwindigkeit, da sich die kinetische Energie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ändert. Eine Ventileinstellung, die nur die Geschwindigkeit in der Hubmitte reduziert, reicht nicht aus, wenn die Eintrittsgeschwindigkeit unverändert bleibt. Der Leitfaden für Verzögerungsprofile erläutert, wie Nutzbewegung und Bremszone getrennt betrachtet werden. Lassen Durchsatz oder Last keine Geschwindigkeitsreduzierung zu, verwenden Sie alternativ einen größeren oder anders gedämpften Zylinder, eine servopneumatische Regelung oder einen sachgerecht ausgelegten externen Stoßdämpfer. Der Leitfaden zur Auslegung externer Stoßdämpfer berücksichtigt zusätzlich Energie je Vorgang, weiterwirkende Antriebsarbeit, Energie je Stunde, effektive Masse, Aufprallgeschwindigkeit, Rückstellzeit, Temperatur und Montage.

Auch nach bestandener Katalogprüfung ist eine Inbetriebnahmeprüfung erforderlich. Dokumentieren Sie Eintrittsposition und -geschwindigkeit, nach Möglichkeit die Drücke in beiden Kammern, die Referenzstellung der Nadel, Rückprall, Endstoß und Schwankungen von Zyklus zu Zyklus. Wird ein anfänglich akzeptables Abbremsen zunehmend hart, wenden Sie die Diagnosefolge für Störungen der Zylinder-Endlagendämpfung an, bevor Sie die Nadel weiter schließen.

Häufige Fragen zu Energiegrenzen interner Luftdämpfungen

Im CA2-Katalog von SMC werden fünf Energiewerte der Luftdämpfung einem Kolbengeschwindigkeitsbereich von 50 bis 500 mm/s zugeordnet, während das 4MA-Verfahren von Parker zwischen Kennzahlen mit und ohne Gegendruck unterscheidet (SMC; Parker, abgerufen am 2026-07-23). In den folgenden Antworten bleibt jeder Grenzwert eindeutig seiner Quelle zugeordnet.

Kann das Kammervolumen die maximale Energieaufnahme der internen Dämpfung bestimmen?

Nein. Das Kammervolumen ist eine physikalische Eingangsgröße, bestimmt aber weder den zeitlichen Verlauf des Drosselstroms noch Wärmeübertragung, Dämpfungsgeometrie, Dichtungsleckage, Festigkeitsgrenze oder zulässigen Reststoß. Verwenden Sie das Volumen nur innerhalb eines validierten Modells. Vergleichen Sie die Anwendung bei der Auswahl mit der exakten Energietabelle, dem Bewertungsverfahren oder dem Last-Geschwindigkeits-Diagramm des Herstellers.

Welche Geschwindigkeit gehört in die Gleichung für die kinetische Energie?

Verwenden Sie die Kolbengeschwindigkeit beim Einsetzen der Dämpfung oder am vom Hersteller angegebenen Auftreffpunkt. Setzen Sie nicht automatisch die mittlere Geschwindigkeit über den gesamten Hub ein. Parker weist in den P1F-T-Auswahlhinweisen darauf hin, dass die Geschwindigkeit beim Dämpfungseintritt etwa 50% über dem Mittelwert liegen kann; eine direkte Positions- oder Sensormessung liefert jedoch den besseren anwendungsspezifischen Nachweis.

Muss die Zylinderkraft immer zur kinetischen Energie addiert werden?

Nein. Addieren Sie die weiterwirkende Antriebskraft nur, wenn das Verfahren des ausgewählten Herstellers eine Berechnung der aufzunehmenden Energie einschließlich dieses Anteils verlangt. Beim MY2-Verfahren von SMC ist dies der Fall; die CA2-Tabelle von SMC ist dagegen als zulässige kinetische Energie bezeichnet. Wird eine Gleichung für Antriebsarbeit mit einer Tabelle kombiniert, die eine andere Definition verwendet, können Anteile doppelt erfasst und der Vergleich ungültig werden.

Garantiert ein Betrieb unterhalb des angegebenen Energiewerts ein sicheres Abbremsen?

Nein. Die Energie ist nur einer von mehreren Grenzwerten. Die Anwendung muss außerdem die Vorgaben für Kolbengeschwindigkeit, Druck, Last, Montage, Querlast, Schaltung, Bewegungsrichtung, Temperatur und Einstellung erfüllen. Im Beispiel mit dem 63-mm-CA2 überschreiten 8.44 J den Energiewert von 7.8 J; zugleich liegt die Geschwindigkeit von 0.75 m/s über dem Katalogmaximum von 0.50 m/s.

Wann sollte ein externer Stoßdämpfer die interne Dämpfung ersetzen?

Verwenden Sie eine externe Verzögerung, wenn der Betriebspunkt einen Grenzwert der internen Dämpfung überschreitet, Last oder Geschwindigkeit außerhalb des Bereichs einer stabilen Einstellung schwanken oder sich bei der Inbetriebnahme weder Aufprall noch Rückprall oder eine langsame Endbewegung beseitigen lassen. Legen Sie den Stoßdämpfer separat nach Energie je Hub, weiterwirkender Antriebsarbeit, Energie je Stunde, effektiver Masse, Geschwindigkeit, Hub, Temperatur und Montage aus.

Quellen und technische Referenzen

SMC-Katalog der Luftzylinder-Baureihe CA2. Abgerufen am 2026-07-23.
SMC-Katalog der Baureihe C55 mit selbsttätiger Luftdämpfung. Abgerufen am 2026-07-23.
SMC-Katalog der mechanisch gekoppelten kolbenstangenlosen Zylinder der Baureihe MY2. Abgerufen am 2026-07-23.
Parker-Anwendungsauslegungsdaten für 4MA. Abgerufen am 2026-07-23.
Parker-Katalog der ISO-Zylinder P1F-T. Abgerufen am 2026-07-23.
Parker-Katalog für kolbenstangenlose Pneumatikzylinder. Abgerufen am 2026-07-23.
Technische Daten Festo DSBC-100-25-PPVA-N3. Abgerufen am 2026-07-23.
Festo, Zylinder-Endlagendämpfung: die drei gängigsten Verfahren. Veröffentlicht am 2022-07-07; abgerufen am 2026-07-23.
ACE Controls, Berechnungsgrundlagen für Industriestoßdämpfer. Abgerufen am 2026-07-23.

Energieaufnahmegrenzen interner Luftdämpfungen berechnen

Jack Chen