rosler murr Schunk

Technika, která hýbe světem

Doslova a do písmene. Hydraulické a pneumatické systémy tvoří podstatnou část řešení průmyslových linek, které produkují nejrůznější výrobky, na nichž závisí náš běžný každodenní život.   

 

Oba tyto obory mají dávné historické kořeny. Hydraulika má původ svého označení v řeckém slově υγρό (hydró), označujícím kapalinu, obdobně řecké πνευμ (pneum) – plíce signalizuje spojitost těchto zařízení s vyfukovaným vzduchem, a působením jeho tlaku, takže využití těchto sil znali už pradávno naši antičtí předkové. A dokázali je také uplatnit pro řadu pozoruhodných vynálezů, které nezřídka až nyní zpětně objevujeme.

Od lisu po raketoplán
Asi jedním z nejznámějších příkladů využití principů, které definoval ve svém fyzikálním zákoně francouzský matematik a fyzik Blaise Pascal, je v moderním pojetí hydraulický lis, jehož vynález je spojen se jménem britského mechanika a vynálezce Josepha Bramaha. Patent na své zařízení, využívající působení síly přenášené ve válci naplněném kapalinou pomocí dvou pístů, získal v roce 1795. Kromě hydraulického lisu však vděčí lidstvo panu Bramahovi ještě za řadu dalších vynálezů,. – mj. i ventilový systém pro splachovací nádrže, který se uplatnil u splachovacího záchodu, a byl patentovaný v roce 1778 (Pat. č. 1177). Bramahův současník, průmyslník Sir Armstrong Whitworth zase využil hydraulického principu pro další významnou technickou novinku: jeřáb s hydraulickým pístem.
Pneumatické systémy se zase začaly uplatňovat v dopravníkových řešeních, v důlní těžbě apod., pneumatické secí stroje pomohly zprůmyslnit zemědělství, ale hlavní uplatnění našly v průmyslové výrobě a při montážních operacích. Také práce ve stavebnictví už bychom si dnes asi bez sbíječky (jejíž správný název ostatně zní pneumatické kladivo) nedovedli představit.
Zatímco v počátečním období průmyslového využití se uplatňovala hlavně konstrukční mechanická vylepšení těchto systémů, skutečnou revoluci přinesla hlavně poslední desetiletí. Nové technologie a materiály i v této oblasti nabídly možnosti, o nichž se dřívějším konstruktérům ani nesnilo. Jde hlavně o nové odolné materiály, které dávají pohyblivým prvkům v hydraulických a pneumatických systémech mimořádnou odolnost, takže je lze aplikovat i ve skutečně extrémních podmínkách. Moderní materiály s využitím nanotechnologií a objevů na poli chemie zase umožnily vytvořit povrchové úpravy s minimálním třením a těsnicí prvky s takřka dokonalými parametry, což významně přispělo k efektivitě provozu těchto zařízení.

Průkopníci automatizace
Významnou roli hrají také nové technologie, které umožnily revolučním systémem změnit kontrolu a ovládání hydraulických a pneumatických systémů, a to i na dálku, bez nutnosti lidského zásahu, a s mimořádnou přesností. To umožnilo vznik plně automatických systémů, které mohou fungovat prakticky nonstop bez přítomnosti člověka. V některých případech i v podmínkách, kde by ostatně ani účast lidského faktoru nebyla možná. Ať už jde o náročné průmyslové provozy, kde např. vysoké teploty nebo agresivní prostřední neumožňují přítomnost lidské obsluhy, nebo třeba kosmické mise raketoplánu, jejichž průběh do značné míry závisí právě na přesné souhře a bezchybné práci automatizovaných systémů schopných zvládat v extrémně krátkých časových úsecích stovky operací.
Podobně miniaturizace díky vysoce přesným výrobním nástrojům umožnila vytvořit skutečně trpasličí ovládací systémy, uplatňující se v podmínkách, kde běžné prvky nelze použít. Jak nanotechnologie daly možnost dramatickým způsobem snížit tření omezující efektivitu hydraulických a pneumatických systémů, a tak zvýšit jejich výkonnost a produktivitu, umožnily zároveň také výrazně snížit spotřebu energie potřebnou k jejich pohonu. Využitím tzv. energy harvesting systémů, neboli sběračů energie si některé miniaturní systémy dokáží energii samy vyrábět, nebo ji získávat z okolního prostředí. I když mají tato řešení samozřejmě ještě daleko k proslulému perpetuu mobile, umožnila vznik pozoruhodných zařízení a aplikací, které jsou do značné míry autonomní pokud jde o jejich provoz.
Díky bezdrátovým technologiím a moderním senzorům dokáží monitorovat svůj provoz a v případě potřeby předat potřebné informace. Dálková diagnostika umožňuje i provést řadu servisních zásahů na dálku z řídicího centra, aniž by byl nutný výjezd servisního technika. To je např. v případě kosmických letů. Bez vyspělých hydraulických a pneumatických systémů by nebyl možný např. kosmický a letecký průmysl, výzkum Měsíce či Marsu. Fungují díky nim raketoplány i robotičtí průzkumáci vzdálených světů. Ale obdobné principy a možnosti se v širokém měřítku uplatňují i v běžných průmyslových zařízeních. Například právě roboty používané v průmyslu jsou příkladem vyspělosti moderních hydraulických a pneumatických systémů, s jejichž výkonností se tradiční výroba založená na lidské práci už nemůže měřit.

Z průmyslu a speciálních zařízeních do běžného života
Hydraulické a pneumatické systémy nás ostatně provázejí v běžném životě prakticky všude. Bez nich by nejezdila auta (hydraulika je základem brzdového systému), bez ní by nefungovaly výtahy založené na hydraulickém zdvihacím systému, dopravníky a výrobní linky, stejně jako nejrůznější stroje, zejména stavební a manipulační technika. Závisí na nich celá odvětví, při jejichž výpadku by naše civilizace rychle zkolabovala jako třeba letecká doprava či velkosériová průmyslová výroba. A co víc – tyto systémy se už postupně přesouvají i z průmyslového segmentu, který byl dosud jejich tradiční doménou i do dalších aplikací, jako jsou např. automatizované inteligentní systémy budov apod. Firmy zaměřené na vývoj a výrobu těchto zařízení se tedy o budoucnost rozhodně bát nemusí – bez jejich produkce se dnes už lidstvo jednoduše neobejde.
 

 

 
Publikováno: 13. 2. 2012 | Počet zobrazení: 3560 článek mě zaujal 559
Zaujal Vás tento článek?
Ano