Was ist ein elektromagnetischer Aktuator?
Ein elektromagnetischer Aktuator ist ein Gerät, das durch ein internes elektromagnetisches Feld Arbeitsbewegungen ausführt. Diese Geräte lassen sich in zwei große Kategorien einteilen: Magnetspulen und elektromagnetische Linearmotoren. Beide funktionieren nach dem gleichen Prinzip, unterscheiden sich jedoch in der Konstruktion erheblich. Beide Typen liefern jedoch die Bewegung, die zur Betätigung verwendet wird, indem ein frei beweglicher Kolben oder Anker dem Magnetfeld ausgesetzt wird, das durch Erregen einer statischen Drahtspule erzeugt wird. Das Feld zieht den Kolben oder Anker an, der sich wiederum bewegt, wodurch die erforderliche Betätigung bereitgestellt wird. Mit einem elektromagnetischen Aktuator können unterschiedliche Betätigungsfunktionalitäten erzielt werden, die von einfachen Eintakt-Eintakt-Aktionen bis hin zu einer ausgeklügelten Steuerung der Betätigungszeit und der Positionierung reichen.
Elektromagnetisches Schalten ist eine der am weitesten verbreiteten Fernbetätigungsmethoden auf dem Markt und findet sich in der industriellen Schwerindustrie und in Haushaltsanwendungen aller Beschreibungen. Das Grundprinzip, das das elektromagnetische Schalten oder Betätigen untermauert, ist deutlich zu erkennen, wenn ein einfacher Stabmagnet verwendet wird, um verschüttete Nähstifte vom Boden aufzufangen. Die Grundvoraussetzung für das Fernschalten und -betätigen ist die Bewegung. Beim elektromagnetischen Stellglied wird eine statische Spule verwendet, um einen Eisenmetallkolben oder -anker anzuziehen, der wiederum die erforderliche Bewegung liefert. Diese Bewegung kann, abhängig von der Aktuatorkonstruktion, eine relativ einfache Bewegung in einer Richtung und mit einer Geschwindigkeit sein oder in Bezug auf Geschwindigkeit und Ausmaß vollständig steuerbar sein.
Der Begriff elektromagnetischer Aktuator kann auf zwei grundlegende Kategorien von Geräten angewendet werden. Das erste sind Solenoide, die die einfachere und häufigere der beiden Typen sind. Diese Geräte bestehen aus einer statischen, hohlzentrierten Drahtspule und einem beweglichen Eisenmetallkolben. Im neutralen Zustand ist der Magnetkolben so in Bezug auf die Öffnung des Kerns positioniert, dass das in der Spule erzeugte Magnetfeld den Kolben anzieht, wenn die Spule durch elektrischen Strom erregt wird. Dies zieht es geschickt in die Mitte der Spule und liefert die Bewegung, die erforderlich ist, um einen sekundären Mechanismus zu betätigen.
Der elektromagnetische Linearmotor ist der zweite und komplexere elektromagnetische Aktuatortyp. Sie bestehen aus einem Hohlrohr mit einer um die Innenfläche gewickelten Drahtspule. Ein Permanentmagnetanker ist im Inneren des Kerns mit dem daran angebrachten Betätigungsarm positioniert. Wenn der Kern erregt ist, reagiert der Anker auf das Magnetfeld, das sich auf oder ab der Röhre bewegt, wobei die Bewegung vom Stellgliedarm auf eine sekundäre Vorrichtung übertragen wird. Durch Manipulation der Art und Weise, wie der elektrische Strom an die statische Spule angelegt wird, kann mit dieser Art von Stellglied ein weitaus komplexerer Bewegungsbereich in Bezug auf Ausmaß und Dauer erreicht werden.