SMART AUTOMATION APRIL 2017 | INNOVATIONS • NEW BUSINESS 41 WO IST DER 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. Diese Kostenersparnis ergibt sich aus sechs Hauptfaktoren: 1. ENERGIEEFFIZIENZ Bei Hydraulik- und Pneumatiksystemen kommt es an mehreren Stellen zu Energieverlusten: angefangen bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegung zum Bereitstellen des Arbeitsdrucks über Verluste innerhalb der Pumpe selbst bis hin zu Flüssigkeitsreibung, Undichtheiten in den Rohrleitungen und weiteren Verlusten im Zylinder. Insgesamt weisen Pneumatiksysteme nur einen Leistungsgrad von unter 35Prozent auf, d. h., nur etwa ein Drittel der eingesetzten Energie wird in Hubkraft umgesetzt. Bei hydraulischen Systemen kann von einer Energieausbeute von etwas mehr als 50 Prozent ausgegangen werden. Dagegen kommt es bei elektromechanischen Systemen nur aufgrund der Motorleistungsgrenze sowie aufgrund von Reibung in den Getriebe- und Aktuatorkomponenten zu Leistungsverlusten. Daher stehen bei elektromechanischen Aktuatoren bis zu rund 80 Prozent der Eingangsleistung für die Hubkraft zur Verfügung. 2. GERINGERE WÄRMEENTWICKLUNG Bei der Kompression von Luft muss die dabei entstehende Wärme aufwendig rückgewonnen werden. Der Energieverlust in hydraulischen Maschinen wirkt sich ebenfalls in Form von Wärmeentwicklung aus. Bei Präzisionsanwendungen wie z. B. in Kunststoff-Spritzgießmaschinen muss diese Wärme über Kühlvorrichtungen abgeführt werden. 3. KÜRZERE TAKTZEITEN Die höhere Geschwindigkeit und bessere Steuerbarkeit von elektromechanischen Aktuatoren gegenüber Hydraulikzylindern ermöglicht kürzere Maschinendurchlaufzeiten und damit höhere Produktivität. Der Arbeitshub kann dabei bei jedem Takt individuell gewählt werden, um unnötige „Leerhübe“ zu vermeiden. Dies kann zu einer Verkürzung der Taktzeit beitragen. 4. BESSERE WERKSTOFFVERWERTUNG Aufgrund ihrer höheren Genauigkeit und gleichbleibenden Betriebsleistung erzielen Elektroantriebe im Vergleich zu hydraulischen Alternativen eine doppelt so hohe Wiederholgenauigkeit. 5. LÄNGERE MASCHINENVERFÜGBARKEIT Elektrische Maschinen haben weniger Verschleißteile, und diese be nden sich alle im Kugel- oder Rollengewindetrieb und im Getriebe. Wartungsarbeiten können sich somit auf den eigentlichen Aktuator konzentrieren. Fehlersuchzeiten werden reduziert. 6. EINFACHERE WARTUNG Schließlich sind die laufenden Kosten bei elektrisch betriebenen Maschinen im Vergleich zu hydraulischen und pneumatischen Antriebslösungen geringer. Die Beschaffung von Öl, Filtern
NEW BUSINESS Innovations 3/2017
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