Was ist ein elektromechanischer Aktuator?
Ein elektromechanischer Aktuator ist ein Gerät, das Elektrizität in mechanische Kraft umwandelt, um eine bestimmte Art von Arbeit zu verrichten, wobei meistens Objekte oder Geräte physisch bewegt werden. Sie können eine Vielzahl von Formen, Größen und Designs aufweisen, funktionieren jedoch alle nach dem gleichen Grundprinzip der Umwandlung von Elektrizität in Antriebskraft. Die erzeugte Antriebskraft kann verwendet werden, um große Türen zu bewegen, Schalter für Sortierfördersysteme zu betätigen oder angetriebene Ventile zu bewegen. In einigen Fällen kann ein elektromechanischer Aktuator so ausgelegt sein, dass er einen Gegenstand hält oder eine bestimmte Art von Bewegung verhindert.
Jedes Gerät, das Elektrizität direkt in eine Bewegung umwandelt, ist ein elektromechanischer Aktuator. Die Anzahl der von diesem Begriff abgedeckten Geräte ist extrem groß. Einige Haupttypen decken jedoch einen sehr großen Prozentsatz dieser Vorrichtungen ab und sie werden auf zwei Arten klassifiziert, und zwar nach der Art des Mechanismus, der die Elektrizität in Bewegung umwandelt, und nach der erreichten Bewegungsrichtung.
Eines der gebräuchlichsten Geräte dieser Art ist der Linearantrieb. Ein Linearaktuator bewegt sich in einer geraden Linie. Ein linearer elektromechanischer Aktuator wird zum Bewegen von Objekten wie Luftschlitzen an Fenstern, Schiebetüren, der Position eines Werkzeugs oder einer anderen Maschine oder zum Bewegen von Flugsteuerflächen an Flugzeugen verwendet. Dies sind nur einige Beispiele und viele weitere sind in allen Phasen der Industrie und im täglichen Leben üblich. Ein Drehantrieb bewegt sich mit einer drehenden oder rotierenden Bewegung, z. B. einem rotierenden Lüfter.
Linearaktuatoren können Elektrizität auf zwei Arten in Bewegung umwandeln, durch einen Elektromotor und durch Piezoelektrizität. Elektromotoren erzeugen mit elektrischem Strom ein Magnetfeld, das zur Drehbewegung einer Spindel oder eines Rades führt. Bei Linearantrieben wird diese Drehbewegung durch die Verwendung von Zahnrädern oder einer Art Baugruppe, die als Bolzen- und Schraubenwandler bezeichnet wird, in eine Linearbewegung umgewandelt. Diese besteht im wesentlichen aus zwei Zylindern mit aufeinander abgestimmten spiralförmigen Nuten, die parallel zueinander liegen und miteinander in Kontakt stehen. Einer wird vom Elektromotor gedreht und dreht sich beim Drehen des anderen Zylinders linear.
Piezoaktoren nutzen ein Phänomen namens Piezoelektrizität, bei dem bestimmte Materialien unter physikalischem Druck eine schwache elektrische Ladung erzeugen. Die Kräfte und Ladungen, die erzeugt werden, sind oft sehr klein, und diese Arten von Aktuatoren sind auch klein. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, in denen große Präzision gewünscht wird.