Den richtigen Aktuator wählen: Elektrisch vs. Hydraulisch für die Industrieautomation

In der Welt der Industrieautomation ist eine der kritischsten Komponenten eines Systems auch die, über die man am wenigsten nachdenkt – der Aktuator. Er ist das Element, das für das Bewegen und Steuern eines Systems verantwortlich ist – meist ein Industrieroboter oder ein automatisierter Arm.

Zwei der Haupttypen, denen Sie begegnen, sind elektrische und hydraulische Versionen. Beide erfüllen denselben Endzweck, gehen aber völlig unterschiedliche Wege. Aus dieser Perspektive ist der Unterschied zwischen hydraulischen und elektrischen Aktuatoren tatsächlich erheblich – und erfordert, dass Sie einige Schlüsselaspekte im Blick behalten.

Vor- und Nachteile hydraulischer Aktuatoren

Wie der Name andeutet, nutzt ein hydraulischer Aktuator Hydraulikleistung, um die Bewegung im angeschlossenen System zu ermöglichen. Flüssigkeit aus einer angeschlossenen Pumpe wird in einen Zylinder geleitet, der einen Kolben in Bewegung versetzt. Die Geschwindigkeit wird durch den Pumpenförderstrom bestimmt, und der Druck erzeugt die Kräfte, die der Aktuator letztendlich ausübt.

Der Hauptvorteil: Durch den Einsatz von Flüssigkeiten kann der Aktuator eine enorme Kraft ausüben – was sie für größere Industrieanwendungen besonders geeignet macht.

Hydraulische Aktuatoren sind auch für ihre Fähigkeit bekannt, eine konstante und konsistente Kraft abzugeben, da die Pumpe kein zusätzliches Fluid zuführen muss. Das liegt daran, dass Hydraulikflüssigkeit inkompressibel ist. Neben hoher Kraft können hydraulische Aktuatoren auch sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen.

Natürlich haben hydraulische Aktuatoren auch potenzielle Nachteile. Alles, was mit Hydraulikflüssigkeit arbeitet, kann potenziell lecken – was zu einem sofortigen Effizienzverlust im gesteuerten System führt. Dies kann auch dazu führen, dass sich Flüssigkeit auf dem Boden ansammelt, was Probleme bei Sauberkeit und sogar Sicherheit verursacht.

Ebenso benötigen hydraulische Aktuatoren viel Zubehör: Pumpen, Motoren, Wärmetauscher und mehr. Jede dieser Komponenten kann irgendwann ausfallen, was zu kostspieligen Ausfallzeiten und Wartung führt, wenn es unkontrolliert bleibt.

Vor- und Nachteile elektrischer Aktuatoren

Elektrische Aktuatoren funktionieren anders. Hier erzeugt ein Motor Drehbewegung, die eine Gewindespindel antreibt. Das Drehen dieser Spindel erzeugt die lineare Bewegung, mit der der Aktuator das angeschlossene Gerät oder System steuert.

Der Hauptvorteil elektrischer Aktuatoren ist ihre extrem hohe Präzision – besonders im Vergleich zu hydraulischen und pneumatischen Pendants. Sie bieten vollständige Kontrolle über die Bewegung. Sie lassen sich leicht mit benutzerdefinierten Geschwindigkeiten, variablen Hubwegen und sogar variablen Kräften programmieren, je nach Anwendung.

Da es weniger bewegliche Teile gibt, gibt es weit weniger, was „kaputtgehen“ kann – was die Wartung deutlich einfacher macht als bei hydraulischen Aktuatoren. Sie sind auch leiser als ihre hydraulischen Gegenstücke aus demselben Grund.

Der vielleicht größte Nachteil für die meisten Organisationen sind die höheren Anschaffungskosten. Je nach Perspektive kann sich der ROI jedoch im Kontext Ihrer langfristigen Pläne lohnen. Entlang derselben Linie ist es auch wahr, dass die Preise für elektrische Aktuatoren und zugehörige Komponenten über die Jahre gesunken sind – sodass dies möglicherweise bald kein nennenswerter Nachteil mehr ist.

Sie sind jedoch nicht für alle Arbeitsbedingungen geeignet. Sie sollten nicht in Bereichen eingesetzt werden, in denen sichere oder brennbare Materialien gelagert werden.

Schließlich: Obwohl die elektrischen Aktuatoren selbst nicht unbedingt groß sind, können die sie antreibenden Elektromotoren es sein – was in Umgebungen, in denen Platz ein Problem ist, ein Thema sein kann.

Letztlich haben sowohl elektrische als auch hydraulische Aktuatoren ihren festen Platz in industriellen Umgebungen. Aus dieser Perspektive ist keiner „besser“ als der andere – sie sind einfach unterschiedlich und werden aus unterschiedlichen Gründen eingesetzt. Nur durch sorgfältige Abwägung Ihrer eigenen Bedürfnisse können Sie rückwärts den Aktuator wählen, der diese geeignet erfüllt. Wenn Sie mehr über die wesentlichen Unterschiede zwischen elektrischen und hydraulischen Aktuatoren erfahren möchten oder Ihre Automatisierungsbedürfnisse mit einem Experten besprechen wollen, zögern Sie nicht, JHFoster noch heute zu kontaktieren.