Meter-out sorgt in den meisten Anwendungen mit doppeltwirkenden Pneumatikzylindern für eine gleichmäßigere Geschwindigkeit, weil es die Abluft drosselt und einen kontrollierbaren Gegendruck erzeugt. Meter-in ist geeignet, wenn die Last der Bewegung dauerhaft entgegenwirkt und die Drosselung auf der Versorgungsseite die Geschwindigkeit regeln kann, ohne dass der Kolben ihr vorauseilt. Wählen Sie nach Lastrichtung und Kraftreserve, nicht nach einer allgemeinen Grenze zwischen leichter und schwerer Last.
SMC bezeichnet die Durchflussregelung am Abluftanschluss als die häufigste Praxis in der Industrie und gibt bei konstantem Eingangsdruck die Geschwindigkeitsbeziehung s = 28.8q/A an (SMC, abgerufen am 22.07.2026). Diese Beziehung ist ein Ausgangspunkt. Anschlussdruck, Verschlauchung, Ventilkapazität, Reibung, Endlagendämpfung und die bewegte Last bestimmen weiterhin den tatsächlichen Hub.
Das Wichtigste in Kürze
- Meter-out ist die übliche erste Wahl für variable, vertikale oder lastunterstützte Bewegungen.
- Meter-in kann funktionieren, wenn die Last dauerhaft entgegenwirkt und vorhersehbar bleibt.
- Abluftgegendruck verbessert die Regelbarkeit, verringert aber die Nettokraft des Zylinders.
- Ein Geschwindigkeitsregler ist weder eine Lasthaltevorrichtung noch eine Absturzsicherung.
Was ändert sich bei Meter-in oder Meter-out?
SMC verwendet in der Beziehung für die Zylindergeschwindigkeit den Koeffizienten 28.8, wenn die Geschwindigkeit in Zoll pro Sekunde, der Durchfluss in SCFM und die Kolbenfläche in Quadratzoll angegeben werden (SMC, abgerufen am 22.07.2026). Meter-in und Meter-out legen fest, Durchfluss und Druck welcher Kammer die Bewegung bestimmen.
Meter-in-Regelung ist eine Schaltungsanordnung, bei der die in die Antriebskammer eintretende Luft gedrosselt wird. Ein Rückschlagventil-Bypass ermöglicht den freien Durchfluss in Gegenrichtung. Die aktive Kammer füllt sich langsamer, sodass ihr Druck während der Kolbenbewegung unter dem Versorgungsdruck bleiben kann.
Meter-out-Regelung lässt die Zuluft relativ frei einströmen, drosselt aber die aus der gegenüberliegenden Kammer austretende Luft. Der Druck auf der Abluftseite steigt über den Atmosphärendruck und wirkt der Beschleunigung entgegen. Dieser pneumatische Bremseffekt erklärt, warum Meter-out wechselnde Reibung oder unterstützende Lasten meist gleichmäßiger beherrscht.
Auch Festo erklärt, dass ein Drosselrückschlagventil eine Richtung drosselt und in Gegenrichtung den vollen Durchfluss zulässt. Die Zylindergeschwindigkeit kann durch Verringerung des Zu- oder Abluftstroms geregelt werden (Festo, abgerufen am 22.07.2026).
Die entscheidende Bezeichnung der Last ist nicht „leicht“ oder „schwer“, sondern entgegenwirkend oder unterstützend. Eine schwere geführte Last, die der Bewegung konstant entgegenwirkt, kann vorhersehbar sein. Auch eine kleine vertikale Last kann bewirken, dass der Kolben vorauseilt, wenn die Schwerkraft in Bewegungsrichtung wirkt.
Wie verändert der Meter-out-Gegendruck die Zylinderkraft?
In Parkers Zylinderbeispiel werden auf der Kolbenseite 4.750 lbf berechnet, davon 1.000 lbf durch 25 psi auf der kleineren kolbenstangenseitigen Fläche abgezogen und eine Netto-Ausfahrkraft von 3.750 lbf ermittelt (Parker: Zylinderauslegung, abgerufen am 22.07.2026). Meter-out nutzt diesen Gegendruck bewusst, daher muss er in der Kraftbilanz berücksichtigt werden.
Für das Ausfahren eines doppeltwirkenden Zylinders mit einseitiger Kolbenstange:
Fnet,ext = PcAp - Pr(Ap - Ar) - Ff - FLFür das Einfahren:
Fnet,ret = Pr(Ap - Ar) - PcAp - Ff - FLHier sind Pc und Pr die Überdrücke auf der Kolben- und Kolbenstangenseite an den Zylinderanschlüssen, Ap ist die vollständige Kolbenfläche, Ar die Kolbenstangenfläche, Ff die Reibung und FL die äußere entgegenwirkende Last für die geprüfte Richtung. Verwenden Sie konsistente Vorzeichen, wenn eine äußere Last die Bewegung unterstützt.
Betrachten Sie ein beispielhaftes Ausfahren mit 50 mm Bohrung, 20 mm Kolbenstange, Pc = 0,50 MPa und einem Meter-out-Gegendruck von Pr = 0,15 MPa. Die Flächen sind:
Ap = π(0,050)2 / 4 = 1,9635 × 10-3 m2Ap - Ar = π((0,050)2 - (0,020)2) / 4 = 1,6493 × 10-3 m2Vor dem Abzug von Reibung und äußerer Last:
Fpressure = (0,50 × 106)(1,9635 × 10-3) - (0,15 × 106)(1,6493 × 10-3) ≈ 734 NOhne Gegendruck auf der Kolbenstangenseite erzeugt derselbe kolbenseitige Druck vor Reibung und Last etwa 982 N. Die Meter-out-Einstellung stabilisiert die Bewegung also, indem sie einen Teil der Kraftreserve verbraucht. Wenn der Zylinder nach der Einstellung stehen bleibt, öffnen Sie die Drosselnadel nicht sofort. Messen Sie beide Anschlussdrücke und vergleichen Sie die verbleibende Nettokraft mit der tatsächlichen Last.
Diese Prüfung der beiden Kammern ergänzt die umfassendere Erklärung, wie eine Druckdifferenz pneumatische Kraft erzeugt.
Wann ist Meter-in die bessere Wahl?
Festos Beschreibung eines Drosselrückschlagventils nennt eine gedrosselte Richtung und freien Durchfluss in Gegenrichtung; sowohl die Zuluft als auch die Abluft können geregelt werden (Festo, abgerufen am 22.07.2026). Meter-in ist die bessere Wahl, wenn das kontrollierte Befüllen der Kammer den Hub bestimmt und die Last diesem Füllvorgang nicht vorauseilen kann.
Geeignete Meter-in-Kandidaten sind horizontale Schieber, leichte Vorrichtungen, einfachwirkende Zylinder mit kontrollierter Druckbeaufschlagung sowie Bewegungen, bei denen die Gegenkammer mit minimaler Drosselung entlüften muss. Nutzlast, Führungsreibung, Gestängegeometrie und Orientierung sollten über den gesamten Hub vorhersehbar bleiben.
Meter-in kommt infrage, wenn:
- die Last der befohlenen Richtung immer entgegenwirkt;
- die Schwerkraft den Hub nicht unterstützt;
- ein plötzlicher Reibungsabfall keinen Vorlauf verursachen kann;
- die verfügbare Kraft trotz des verringerten Bewegungsdrucks ausreicht;
- eine schnelle freie Entlüftung ausdrücklich für den Prozess erforderlich ist.
Es gibt auch Komponenten, die beide Regelprinzipien kombinieren. Die ASD-Familie von SMC vereint die Meter-in- und Meter-out-Einstellung in einem Gehäuse. Das ist nützlich, wenn Anlauf und normale Bewegung unterschiedliche Drosselungen benötigen (SMC ASD, abgerufen am 22.07.2026). Diese Produktkategorie zeigt, warum die Aussage „Ein Zylinder darf nur eine Methode verwenden“ zu einfach ist.
Auch bei Meter-in ist eine Kraftprüfung erforderlich. Die Zulaufdrosselung kann die aktive Kammer während der Kolbenbewegung unter dem Reglerdruck halten. Wenn die Bewegung pausiert oder stehen bleibt, kann der Druck weiter steigen, sodass statische und bewegte Kraft deutlich voneinander abweichen können.
Welche Methode passt zu vertikalen oder vorauseilenden Lasten?
Der ASS-Sicherheitsgeschwindigkeitsregler von SMC verwendet 2 Regelphasen: Meter-in, wenn der Kreis drucklos ist, und nach der Druckbeaufschlagung normales Meter-out (SMC ASS, abgerufen am 22.07.2026). Diese Auslegung adressiert zwei getrennte Risiken: eine plötzliche Bewegung beim Anlauf und eine instabile Geschwindigkeit, sobald sich der Zylinder bewegt.
Für einen vertikalen Abwärtshub oder eine andere unterstützende Last ist Meter-out normalerweise der bessere Ausgangspunkt. Die Abluftdrossel verhindert, dass der Kolben der geregelten Luftströmung frei vorauseilt. Stellen Sie bei dem niedrigsten erwarteten Arbeitsdruck sowie mit der schwersten und leichtesten zulässigen Nutzlast ein, weil beide Extreme unterschiedliche Probleme sichtbar machen können.
Eine vorauseilende Last bewegt den Aktuator tendenziell in der befohlenen Richtung schneller, als die geregelte Luftzufuhr ihn antreiben würde. Schwerkraft, Federn, Gegengewichte und Gestängegeometrie können diesen Zustand erzeugen. Die Lastrichtung ist wichtiger als die Masse allein.
Meter-out macht eine vertikale Achse nach einem Luftverlust nicht sicher. Diese Schlussfolgerung wird dadurch gestützt, dass SMC eine separate entsperrbare Rückschlagventilfunktion anbietet, die einem Meter-out-Geschwindigkeitsregler eine vorübergehende Stopp- oder Haltefunktion hinzufügt (SMC ASP, abgerufen am 22.07.2026). Eine risikobewertete Maschine kann eine Stangensperre, eine mechanische Bremse, eine Gegengewichtsanordnung, ein vorgesteuertes Rückschlagventil oder eine andere technisch ausgelegte Haltemaßnahme benötigen.
Verwechseln Sie diese vier Funktionen nicht:
| Funktion | Typisches Bauteil oder Verfahren | Was nicht garantiert wird |
|---|---|---|
| Geschwindigkeitsregelung | Meter-in- oder Meter-out-Durchflussregelung | Sicheres Halten der Last nach Druckverlust |
| Druckbeaufschlagung beim Anlauf | Sanftanlaufventil oder zweistufiger Geschwindigkeitsregler | Kontrollierter Not-Halt |
| Vorübergehender pneumatischer Stopp | Vorgesteuerte Rückschlagventilanordnung | Driftfreiheit bei Leckage oder Schlauchbruch |
| Sicherheitsgerichtetes Halten | Risikobewertetes mechanisches oder sicherheitstechnisches System | Geschwindigkeitsregelung im Normalbetrieb |
Für die Dimensionierung vertikaler Zylinder kombinieren Sie diese Regelungswahl mit den Kraft- und Druckprüfungen für vertikal ausfahrende Zylinder.
Die beste Einstellung für die normale Bewegung und das sicherste Verhalten beim Einschalten können unterschiedliche Durchflusswege erfordern. Behandeln Sie Anlauf, Bewegung, Stopp und Druckverlust als vier Zustände, statt von einem einzigen Nadelventil zu erwarten, dass es alle Probleme löst.
Schaltungsaufbau: Anschlussrichtung und Ventilplatzierung
AutomationDirect erklärt, dass 2 Drosselrückschlagventile die Aus- und Einfahrgeschwindigkeit eines doppeltwirkenden Zylinders unabhängig einstellbar machen. Die Montage des Reglers an der Ventilabluft ist ebenfalls möglich, wenn der Schlauch zum Zylinder weniger als etwa 3 ft lang ist (AutomationDirect, abgerufen am 22.07.2026). Die direkte Montage an den Zylinderanschlüssen erleichtert meist die Prüfung des geregelten Volumens und der Ventilorientierung.
Prüfen Sie das Bauteilsymbol und den Pfeil, nicht nur die physische Richtung des Winkelstücks. Hersteller bieten Meter-in- und Meter-out-Versionen an, die fast identisch aussehen können. Ein Drosselrückschlagventil kombiniert eine Drossel mit einem Rückschlagventil: In einer Richtung fließt die Luft durch die einstellbare Drosselnadel, in der Gegenrichtung frei durch das Rückschlagventil.
Für einen herkömmlichen doppeltwirkenden Zylinder:
- Ermitteln Sie, welche Kammer den angesteuerten Hub antreibt.
- Ermitteln Sie, welche Kammer entlüftet.
- Bei Meter-out lassen Sie die Luft frei in die Antriebskammer einströmen und drosseln die aus der entlüftenden Kammer austretende Luft.
- Stellen Sie den Gegenhub mit dem zweiten Regler unabhängig ein.
- Montieren Sie den Regler nahe am Aktuator, sofern die Dokumentation des ausgewählten Produkts keinen anderen Einbauort zulässt.
- Dokumentieren Sie Ventilserie, Drosselrichtung, Umdrehungen der Drosselnadel und die verriegelte Einstellung.
Lange Schläuche fügen zwischen Zylinder und entfernter Drossel ein kompressibles Volumen hinzu. Das Ansprechverhalten kann federnder wirken, und der Druck am Ventil muss bei schneller Bewegung nicht dem Druck am Zylinderanschluss entsprechen. Der Leitfaden zu Schlauch- und Verschraubungsgrößen in der Pneumatik erklärt, warum Innendurchmesser und Schlauchlänge gemeinsam geprüft werden müssen.
Auch Schalldämpfer sind wichtig. Ein verschmutzter oder zu kleiner Schalldämpfer kann unbeabsichtigt zu einer zweiten Meter-out-Drossel werden. Wenn sich die Geschwindigkeit nach einer Wartung ändert, prüfen Sie Schalldämpfer, Ventilabluft, Schnellkupplungen und Nadelorientierung, bevor Sie den Zylinder ersetzen.
Praktische Auswahl- und Inbetriebnahmesequenz
SMC setzt die Zylindergeschwindigkeit über s = 28.8q/A mit dem Durchfluss in Beziehung und weist darauf hin, dass auch Anschluss- und Schlauchgrößen die Geschwindigkeit beeinflussen (SMC, abgerufen am 22.07.2026). Wählen Sie die Drosselrichtung, nachdem Sie das Lastverhalten bestimmt haben, aber dimensionieren Sie zunächst den Luftweg, bevor Sie versuchen, die gewünschte Hubzeit allein mit einer Drosselnadel einzustellen.
In der Beziehung von SMC für imperiale Einheiten:
s = 28.8q / AHier ist s die Kolbengeschwindigkeit in Zoll pro Sekunde, q der Durchfluss in SCFM und A die Kolbenfläche in Quadratzoll. SMC gibt an, dass der Eingangsdruck konstant gehalten werden muss. Verwenden Sie Hersteller-Dimensionierungsdaten oder ein Modell für kompressible Strömung, wenn sich der Druck während des Hubs wesentlich ändert.
Gehen Sie bei der Inbetriebnahme in dieser Reihenfolge vor:
- Prüfen Sie Bohrung, Kolbenstange, Hub, bewegte Masse, Einbaulage und Zielzeit für jede Richtung.
- Ordnen Sie jeden Hub als entgegenwirkend, neutral oder lastunterstützt ein.
- Berechnen Sie den erforderlichen Durchfluss und prüfen Sie Wegeventil, Schlauch, Verschraubungen und Abluftweg.
- Prüfen Sie die Durchflussrichtung des Drosselrückschlagventils, bevor Sie die Anlage mit Druck beaufschlagen.
- Beginnen Sie mit weitgehend geschlossener Drossel und öffnen Sie sie anschließend schrittweise.
- Messen Sie Hubzeit und beide Zylinderanschlussdrücke mit der tatsächlichen Nutzlast.
- Prüfen Sie, ob die Nettokraft während der gesamten Bewegung positiv bleibt.
- Prüfen Sie niedrigen Versorgungsdruck, Nutzlastgrenzen, Anlauf, Stopp und Abluftbedingungen.
- Verriegeln und dokumentieren Sie die endgültige Einstellung.
Nach unserer Erfahrung wird die Ursache am schnellsten gefunden, wenn zwei Fragen getrennt werden: „Lässt der Kreis genügend Durchfluss zu?“ und „Liegt die Drossel auf der richtigen Seite?“ Das Öffnen einer Drosselnadel behebt kein zu kleines Ventil, und ein größeres Ventil stabilisiert keine vorauseilende Last, wenn der Abluftweg unkontrolliert bleibt.
Für die Berechnung des erforderlichen Durchflusses verwenden Sie den Leitfaden zum Durchflussbedarf von Zylindern. Zur Ventilkapazität finden Sie weitere Informationen im Leitfaden zur Dimensionierung pneumatischer Durchflussregelventile.
Häufige Symptome und Korrekturen
CAGI sagt, dass ein gut ausgelegtes Druckluftsystem vom Kompressoraustritt bis zur Entnahmestelle höchstens 10 % Druckabfall aufweisen sollte, und empfiehlt in Verteilleitungen eine Luftgeschwindigkeit von höchstens 20 ft/s (CAGI, abgerufen am 22.07.2026). Ein übermäßiger Druckverlust vor dem Regler kann wie eine falsch eingestellte Durchflussregelung wirken.
| Symptom | Wahrscheinlicher Mechanismus | Erste Prüfung |
|---|---|---|
| Der Kolben springt nach dem Überwinden der Haftreibung | Meter-in bei einem lastunterstützten Hub | Meter-out testen und Abluftdruck messen |
| Der Zylinder wird beim Zudrehen der Drosselnadel schwach | Zu hoher Meter-out-Gegendruck | Nettokraft der beiden Kammern berechnen |
| Beide Richtungen sind bei geöffneten Drosseln langsam | Drosselung in Versorgung, Ventil, Schlauch oder Schalldämpfer | Druck an beiden Zylinderanschlüssen messen |
| Eine Richtung reagiert nicht auf die Einstellung | Rückschlagrichtung ist umgekehrt | Produktsymbol und Drosselrichtung prüfen |
| Die Bewegung ändert sich nach dem Schalldämpferwechsel | Abluftdrosselung hat sich verändert | Durchflussangabe und Verschmutzung des Schalldämpfers vergleichen |
| Der Zylinder schlägt beim Wiederaufbau des Drucks an | Kammer startet leer oder unausgeglichen | Gestufte Druckbeaufschlagung und Anlaufregelung prüfen |
| Die vertikale Last driftet nach dem Stopp | Leckage oder keine sichere Haltevorrichtung | Vorgesteuertes Rückschlagventil, Sperre oder mechanische Bremse prüfen |
Geschwindigkeitsregler sollten einen richtig dimensionierten Luftweg fein abstimmen. Sie dürfen kein zu kleines Wegeventil und keine blockierte Abluft verdecken. Wenn beide Hübe langsam bleiben, folgen Sie vor einer Änderung der Drosselrichtung der umfassenderen Fehlersuchsequenz für Druckabfall in Druckluftsystemen.
Der Aufprall am Hubende ist ein eigenständiges Energieproblem. Die Durchflussregelung legt die Bewegungsgeschwindigkeit fest, während Dämpfung oder Stoßdämpfer die verbleibende kinetische Energie nahe dem Anschlag aufnehmen. Der Leitfaden zur pneumatischen Endlagendämpfung behandelt diese Abgrenzung.
FAQ zu Meter-in und Meter-out: Was sollten Ingenieure prüfen?
AutomationDirect empfiehlt 2 Drosselrückschlagventile für die unabhängige Einstellung von Aus- und Einfahren, während SMC in seiner Geschwindigkeitsbeziehung für SCFM, Quadratzoll und Zoll pro Sekunde den Faktor 28.8 verwendet (AutomationDirect; SMC, abgerufen am 22.07.2026). Diese Fragen trennen Drosselrichtung von Kraft, Sicherheit und Installation.
Ist Meter-out immer die beste Wahl?
Nein. Meter-out ist der übliche Ausgangspunkt, wenn die Last schwankt oder die Bewegung unterstützt, weil der Abluftgegendruck die Beschleunigung begrenzt. Meter-in kann besser funktionieren, wenn die Last entgegenwirkend bleibt, eine schnelle Entlüftung nötig ist oder die gestufte Druckbeaufschlagung Priorität hat. Prüfen Sie beide Methoden gegen Kraftreserve und Anlaufverhalten.
Warum kann Meter-out einen Zylinder schwach wirken lassen?
Die Abluftdrossel erzeugt in der der Bewegung entgegenwirkenden Kammer Druck. Dieser Druck wirkt auf die wirksame Kolbenfläche und verringert die Antriebskraft. Messen Sie beide Zylinderanschlussdrücke, berechnen Sie die Nettokraft der beiden Kammern und prüfen Sie Reibung und Last, bevor Sie den Regler öffnen oder den Druckregler höher einstellen.
Kann ein Zylinder in einer Richtung Meter-in und in der anderen Meter-out verwenden?
Ja. Aus- und Einfahren können unterschiedliche Lastrichtungen, Flächen, Geschwindigkeiten und Regelrisiken aufweisen. Wählen Sie jede Richtung unabhängig aus und verwenden Sie Komponenten, deren Rückschlag- und Drosselwege zur vorgesehenen Schaltung passen. Einige Doppel-Geschwindigkeitsregler kombinieren die Meter-in- und Meter-out-Einstellung auch in einem Gehäuse.
Hält Meter-out eine vertikale Last nach Druckverlust?
Nein. Ein Standard-Geschwindigkeitsregler regelt den Durchfluss während der normalen Bewegung, ist aber keine sichere Lasthaltevorrichtung. Eine vertikale Sicherheitsfunktion kann ein entsperrbares Rückschlagventil, eine Stangensperre, eine Bremse, eine Gegengewichtsanordnung oder eine andere risikobewertete Maßnahme erfordern. Planen Sie außerdem den Abbau des Restdrucks und den Wartungszugang.
In welche Richtung sollte der Pfeil an einem Geschwindigkeitsregler zeigen?
Orientieren Sie sich am Symbol des ausgewählten Herstellers, da Pfeilkonventionen und Gehäusemarkierungen unterschiedlich sein können. Ermitteln Sie die gedrosselte und die freie Richtung des Rückschlagwegs anhand des Datenblatts. Bei Meter-out muss der gedrosselte Weg während des geregelten Hubs die aus dem Zylinder austretende Luft führen; die Gegenrichtung sollte frei einströmen.
Quellen und technische Referenzen
- AutomationDirect: Aktuator-FAQ, abgerufen am 22.07.2026.
- CAGI: Technischer Hinweis zum Druckabfall, abgerufen am 22.07.2026.
- Festo: Drosselrückschlagventile, abgerufen am 22.07.2026.
- Parker: Zylinderauslegung, abgerufen am 22.07.2026.
- SMC: Luftstrom von Zylindern regeln, abgerufen am 22.07.2026.
- SMC: ASS-Sicherheitsgeschwindigkeitsregler, abgerufen am 22.07.2026.
- SMC: ASP-Geschwindigkeitsregler mit entsperrbarem Rückschlagventil, abgerufen am 22.07.2026.