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Ausgewählte Ausgabe: 10-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Elektromechanische Aktuatoren statt Pneumatik- oder Hydraulikzylinder: Kosten- und Leistungsvorteile

Neue Generationen elektromechanischer Aktuatoren ersetzen heute in einer Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen zunehmend die bisher verwendeten Pneumatik- und Hydraulikzylinder. Diese Entwicklung ist sowohl auf Kosten- als auch Leistungsvorteile zurückzuführen.


Über viele Jahrzehnte hinweg waren pneumatische und hydraulische Antriebslösungen für Ingenieure die erste Wahl, wenn es darum ging, schnelle Bewegungen durchzuführen, große Kräfte zu erzeugen oder hohe Lasten zu bewegen. Mittlerweile haben sowohl Pneumatik-, als auch Hydrauliksysteme einen starken Konkurrenten aus der Welt der Lineartechnik bekommen: den elektromechanischen Aktuator.

Kompakt, leicht und platzsparend

Elektromechanische Systeme bieten in vielen Anwendungen zahlreiche Vorteile gegenüber den „klassischen“ Antriebselementen. Sie sind kompakter und leichter und dank des direkt angeschlossenen Antriebsmotors kommen sie ohne platzaufwendige Kompressoren, Pumpen, Öltanks, Rohr- leitungen und Filter aus. Da sie kein Medium zum Übertragen der Kräfte benötigen, bieten sie auch Vorteile in punkto Sicherheit und Umweltverträglichkeit: Ein Brandrisiko oder die Gefahr einer Kontaminierung und Beschädigung aufgrund von Öl-Leckagen bestehen nicht. Elektrisch betätigte Aktuatoren arbeiten zudem geräuschärmer als bisherige Lösungen.
Darüber hinaus bieten elektromechanische Systeme auch erhebliche Leistungsvorteile. Sie weisen ein breiteres Geschwindigkeits- und Leistungsspektrum auf als hydraulische Aktuatoren und ermöglichen eine höhere Positioniergenauigkeit als z. B. pneumatische Zylinder. Zudem sorgen sie für einen gleichmäßigeren Betrieb: Bei Hydrauliksystemen kann sich die Viskosität des Hydrauliköls im Laufe der Betriebsdauer sowie in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur ändern, was zu einer Beeinträchtigung der Maschinenleistung führt. Dagegen arbeiten elektromechanische Systeme stets innerhalb präziser Toleranzen. Und da die beweglichen Teile auf bewährter Wälzlagertechnik basieren, ist es auch möglich, ihre Gebrauchsdauer unter bestimmten Betriebsbedingungen vorherzusagen.

Gibt es einen Haken?

Bei all diesen überzeugenden Vorteilen scheinen elektromechanische Aktuatoren dennoch einen Schwachpunkt zu haben: höhere Kosten. Und tatsächlich liegen die Kosten für die Erstbeschaffung der elektrischen Antriebe im Vergleich über denen ihrer pneumatischen und hydraulischen Pendants. In der Vergangenheit reichte diese Tatsache oft aus, um den Einsatz elektromechanischer Lösungen in bestimmten Anwendungen von vornherein auszuschließen.
Betrachtet man jedoch die über den gesamten Lebenszyklus anfallenden Kosten, so kann dieses Argument in den allermeisten Fällen widerlegt werden. Denn über die gesamte Nutzungsdauer gesehen bieten elektromechanische Aktuatoren große Einsparmöglichkeiten, die die höheren Anschaffungskosten weit übersteigen.

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Autoren

 Katja van Schagen

Leiterin Application Engineering und Produktmanagerin Aktuatorik, SKF

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