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Unterschiedliche Einsatzmerkmale von Hydraulikzylindern und elektrischen Antrieben

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Vor- und Nachteile

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In der Welt der industriellen Automatisierung ist eine der wichtigsten Komponenten eines jeden Systems zugleich diejenige, über die man sich meist kaum Gedanken macht – der Antrieb. Er ist das Element eines Systems, das für die Bewegung und Steuerung des Systems verantwortlich ist – in der Regel handelt es sich dabei um eine Art Industrieroboter oder einen automatisierten Arm.

Zwei der wichtigsten Arten von Aktuatoren, denen Sie wahrscheinlich begegnen werden, sind elektrische und hydraulische Ausführungen. Beide dienen zwar demselben Anwendungszweck, gehen dabei jedoch auf völlig unterschiedliche Weise vor. Aus dieser Perspektive betrachtet ist der Unterschied zwischen hydraulischen und elektrischen Aktuatoren tatsächlich recht groß – und erfordert, dass Sie einige wichtige Punkte im Auge behalten.

Vor- und Nachteile hydraulischer Aktuatoren

Wie der Name schon sagt, nutzt ein hydraulischer Aktuator hydraulische Kraft, um die Bewegung in dem System zu ermöglichen, an das er angeschlossen ist. Flüssigkeit aus einer angeschlossenen Pumpe wird in einen Zylinder geleitet, wodurch ein Kolben in Bewegung gesetzt wird. Die Geschwindigkeit wird durch den Durchfluss der Pumpe bestimmt, und der Druck wiederum erzeugt die Kräfte, die letztendlich vom Antrieb ausgeübt werden.

Der größte Vorteil besteht darin, dass dieser Aktuatortyp aufgrund der Verwendung von Flüssigkeiten eine enorme Kraft entfalten kann – was ihn insbesondere für größere industrielle Anwendungen geeignet macht.

Hydraulikantriebe sind zudem dafür bekannt, eine konstante und gleichbleibende Kraft abzugeben, da die Pumpe keine zusätzliche Flüssigkeit zuführen muss. Dies liegt daran, dass Hydraulikflüssigkeit inkompressibel ist. Neben hoher Kraft können Hydraulikantriebe auch mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten.

Natürlich sind hydraulische Antriebe nicht ohne gewisse Nachteile. Alles, was mit Hydraulikflüssigkeit betrieben wird, kann potenziell undicht werden, was zu einem sofortigen Effizienzverlust in dem von ihm gesteuerten System führt. Dies kann auch dazu führen, dass sich Flüssigkeit auf dem Boden ansammelt, was Probleme hinsichtlich der Sauberkeit und sogar der Sicherheit mit sich bringt.

Ebenso benötigen hydraulische Antriebe für ihren Betrieb zahlreiche zugehörige Komponenten wie Pumpen, Motoren, Wärmetauscher und mehr. Jede dieser Komponenten kann irgendwann ausfallen, was zu kostspieligen Ausfallzeiten und Wartungsarbeiten führt, wenn dies nicht rechtzeitig erkannt wird.

Vor- und Nachteile elektrischer Antriebe

Elektrische Antriebe hingegen funktionieren etwas anders. Hier wird ein Motor verwendet, um eine Drehbewegung zu erzeugen, die dann zum Drehen einer Leitspindel genutzt wird. Das Drehen dieser Spindel erzeugt eine lineare Bewegung, wodurch der Antrieb in der Lage ist, das Gerät oder System zu steuern, an das er angeschlossen ist.

Der größte Vorteil elektrischer Stellantriebe besteht darin, dass sie eine unglaublich hohe Präzision bieten – insbesondere im Vergleich zu ihren hydraulischen und pneumatischen Pendants. Zudem sind sie so konstruiert, dass sie eine vollständige Kontrolle über diese Bewegung ermöglichen. Sie lassen sich je nach Anwendung problemlos mit individuellen Geschwindigkeiten, unterschiedlichen Hublängen und sogar variierenden Kräften programmieren.

Da es weniger bewegliche Teile gibt, gibt es weitaus weniger, was „kaputtgehen“ kann – was die Wartung wesentlich einfacher macht als bei hydraulischen Aktuatoren. Aus demselben Grund sind sie zudem in der Regel weitaus leiser als ihre hydraulischen Pendants.

Der vielleicht größte Nachteil für die meisten Unternehmen liegt in den höheren Anschaffungskosten. Je nach Sichtweise kann sich diese Investition jedoch im Kontext der langfristigen Nutzung des Stellantriebs und des automatisierten Systems durchaus lohnen. In diesem Zusammenhang gilt auch, dass die Preise für elektrische Antriebe und zugehörige Komponenten im Laufe der Jahre gesunken sind – bis zu einem Punkt, an dem dies möglicherweise schon bald kein nennenswerter Nachteil mehr sein wird.

Sie sind jedoch nicht für alle Betriebsbedingungen geeignet. So sollten sie beispielsweise nicht in Bereichen eingesetzt werden, in denen gefährliche oder brennbare Stoffe gelagert werden.

Schließlich sind die elektrischen Stellantriebe selbst zwar nicht unbedingt groß, die zu ihrem Antrieb verwendeten Elektromotoren können es jedoch sein – was in Umgebungen, in denen Platz ein Problem darstellt, zu Schwierigkeiten führen kann.

Letztendlich haben sowohl elektrische als auch hydraulische Stellantriebe durchaus ihre Berechtigung in industriellen Umgebungen. Aus dieser Perspektive ist das eine nicht unbedingt „besser“ als das andere – sie sind einfach unterschiedlich und werden aus unterschiedlichen Gründen eingesetzt. Nur wenn Sie Ihre eigenen Anforderungen sorgfältig abwägen, können Sie rückwärts vorgehen und den Antrieb auswählen, der diesen Anforderungen am besten gerecht wird. Wenn Sie mehr über die wesentlichen Unterschiede zwischen elektrischen und hydraulischen Antrieben erfahren möchten oder einfach nur Ihre Automatisierungsanforderungen und damit verbundene Themen mit einem Experten besprechen möchten, zögern Sie bitte nicht, sich noch heute an FUYU Motion zu wenden.