Linearantrieb Elektrische Verstellsysteme: Eine preiswerte Alternative

Ein Vergleich von elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Systemen zeigt: beim Energieverbrauch und den Gesamtkosten siegt der elektrische Antrieb.

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Der Energieverbrauch spielt bei der Wahl des Systems eine entscheidende Rolle. Viele Prozesse werden aus diesem Grund nicht mehr mit hydraulischen oder pneumatischen Systemen, sondern mit elektrischen Verstellsystemen bewältigt. Für seine Diplom-Arbeit hat Mathias John von der Fachhochschule Gießen-Friedberg eine Versuchsumgebung entwickelt, die einen Vergleich der verschiedenen Systeme im energetischen Bereich zulässt. Bei der Auswahl der Stellantriebe fiel die Wahl ausschließlich auf handelsübliche Systeme, die sich bei Kraft und Geschwindigkeit vergleichen lassen.

Gesamtkosten hydraulisches System: 2671 Euro

Der Versuchsaufbau simuliert eine typische industrielle Applikation, bei der eine wegabhängige Last bewegt werden musste – vergleichbar einer Klappenverstellung. Die Verwendung von Gasfedern ist eine einfache Möglichkeit solche Belastungen zu realisieren. Zum Einsatz kamen Gasfedern mit einer Anschubkraft von 175 Newton und einer Ausschubkraft von 280 Newton nach 100 mm Verstellweg. Als Hydraulikaggregat wurde eine Zahnradpumpe mit einer Förderleistung von 2,0 l/min von Bosch Rexroth eingesetzt. Ein einphasiger Wechselstrommotor mit einer Leistung von 0,55 kW trieb die Pumpe an. Der erreichbare Nenndruck beläuft sich auf 50 bar. Der Tank fasst 2,8 l. Mit allen notwendigen Teilen entstanden für das Hydraulik-System Kosten in Höhe von 2671,- Euro.

Gesamtkosten pneumatisches System: 1161 Euro

Für den pneumatischen Teil des Versuchsaufbaus wurde ein Kolbenkompressor des Typs „SilentMaster 50-8-9 W“ der von Schneider Airsystems mit einer Motorleistung von 0,34 kW ausgewählt. Dieser Kompressor wird, wie schon das Hydraulikaggregat, vor allem für den Schulungs- oder Werkstatteinsatz genutzt. Der vom Hersteller angegebene Verdichtungsenddruck beträgt 8 bar. Zur Druckluftspeicherung dient ein 9 l Tank. Wie schon das Hydraulikaggregat kann auch der Kolbenkompressor mit 230 V aus der Steckdose betrieben werden. Die Gesamtkosten für das pneumatische System betrugen 1.161,- Euro.

(Teil 2: Was kostet das elektrische System?)

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