Was ist ein Aktuator und wie funktionieren sie?

Teil 1: Was ist ein Aktuator?

Experten gehen davon aus, dass die Vermarktung von Stellantrieben und Ventilen bis 2024 einen Wert von mehr als 120 Milliarden US-Dollar haben wird. Für viele ist das schwer zu verstehen, aber Stellantriebe gibt es an mehr Orten, als Sie denken.

Von Automobilen über Maschinen bis hin zu Heimwerkerbedarf werden Aktuatoren weltweit immer häufiger eingesetzt. Dies gilt vor allem für Entwicklungsländer, die gerade ihre industrielle Revolution durchleben.

Um die Frage „Was ist ein Aktuator?“ zu beantworten, schauen wir uns einige Beispiele von Aktoren und deren Funktionsweise an. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Die Betätigung von Maschinen ist die Übertragung von Bewegung in Energie. Dies geschieht auf unterschiedliche Weise, beispielsweise über einen Motor, einen Hydraulikzylinder oder einen elektrischen Aktuator.

Diese Geräte empfangen externe Eingaben und wandeln diese in Bewegung um. Dazu nutzen sie gespeicherte Energie in verschiedenen Speichern.

Elektrische Aktuatoren

Elektrische Aktuatoren werden über einen Elektromotor mit Strom versorgt, der das Gerät antreibt. Der Elektromotor dreht den elektrischen Aktuator, der gespeicherte Energie in Bewegung umwandelt. Dieser Vorgang ist reversibel, das heißt, die gespeicherte Energie kann wieder in Strom umgewandelt und zum Betreiben einer Glühbirne verwendet werden.

Vorteile elektrischer Aktuatoren

Elektrische Aktuatoren sind flexibler als ihre pneumatischen oder hydraulischen Gegenstücke und bieten viele Vorteile. Sie können in extremen Umgebungen, in einem weiten Temperaturbereich und mit einem größeren Spannungsbereich eingesetzt werden.

Sie sind außerdem langlebiger als ihre primitiveren Gegenstücke. Dies ist vor allem auf die Bewegungssteuerung und Positionierungsgenauigkeit zurückzuführen, die sie bieten können.

Sie benötigen keine Hochdruckpumpen oder sperrige Luftnetze. Diese Flexibilität hat jedoch auch eine Kehrseite.

Die Größe und das Gewicht dieser Geräte sind oft größer als bei ihren Gegenstücken. Dies erschwert die Installation vor Ort.

Anwendungsfälle

Diese werden am häufigsten in verschiedenen industriellen Umgebungen eingesetzt. Ein solches Beispiel ist die Luft- und Raumfahrtindustrie. In der Luft- und Raumfahrtindustrie sind elektrische Aktuatoren das wichtigste Mittel zur Steuerung von Flugsteuerflächen.

Elektrische Stellantriebe mit einer Spiralfeder aus Stahl können auch Lasthalteanwendungen übernehmen. Der Einsatz eines elektrischen Stellantriebs ist bei diesen Anwendungen weit verbreitet, da sie aufgrund des Fehlens beweglicher Teile eine zuverlässige Lösung darstellen.

Elektrische Aktuatoren werden häufig auch zur Synchronisierung der dreiphasigen Elektromotoren verwendet, die die Rotoren einer Reihe gängiger Hubschrauber antreiben. Diese Elektromotoren dienen dem Antrieb von zwei oder mehr Rotoren, die mechanisch miteinander gekoppelt sind.

Die Arbeit wird gleichmäßig auf alle Rotoren aufgeteilt, wobei die elektrischen Aktuatoren die Richtung und Geschwindigkeit jedes Rotors steuern. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung von Gier-, Nick- und Rollbewegungen.

Auch in der Elektronikindustrie, insbesondere bei Laptops, werden elektrische Aktuatoren eingesetzt. Sie kommen häufig auch in Nutzfahrzeugen und anderen Anwendungen mit schweren Lkw vor. Elektrische Aktuatoren sorgen für weiteren Komfort in medizinischen Geräten, Telekommunikationsgeräten und Automobilmotoren.

Pneumatische Aktuatoren

Hierbei handelt es sich um eine Art Aktuator, der Druckgas verwendet, um die Kolben zu betätigen. Sie beziehen ihre Energie aus Druckgasquellen wie Luft und Stickstoff. Diese Energiequelle ist im Vergleich zu hydraulischen Systemen weit verbreitet und wird gewartet.

Vorteile pneumatischer Aktuatoren

Pneumatikantriebe können ein breites Spektrum an Bewegungsanwendungen ausführen, von der Industrie bis zur Medizin, und werden bevorzugt, weil die mechanischen Teile leicht auszutauschen sind. Diese sind wegen ihrer Änderungs- und Kontrollmöglichkeiten beliebt.

Auch pneumatische Antriebe werden für ihre kompakte und leichte Bauweise gelobt. Diese bieten mehr Möglichkeiten für die Installation am gesamten Arbeitsplatz.

Anwendungsfälle

Auch in der Medizinbranche erfreuen sich pneumatische Antriebe großer Beliebtheit. Sie helfen bei der Beatmung oder Lagerung von Patienten. Sie werden verwendet, um Sauerstoff bereitzustellen, Kohlendioxid zu entfernen und den Luft- oder Flüssigkeitsstrom zu steuern.

In der pharmazeutischen Industrie werden pneumatische Antriebe eingesetzt, um einen großen Luftstromdruck in kleine Kammern zu erzeugen.

Auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie finden pneumatische Antriebe ihre Anwendung. Aber auch in der Automobil- und Transportindustrie werden sie am häufigsten eingesetzt. Hier steuern sie Propellerblätter und ähnliche Maschinen.

Hybridaktoren

Ein Hybridantrieb ist eine Kombination aus zwei oder mehr Antrieben, meist mechanisch und elektrisch, um Bewegung zu erzeugen. Der mechanische Aktuator sorgt für die Bewegung, während der elektrische Aktuator die Kraft liefert. Das schafft mehr Funktionalität und sorgt dafür, dass das Gerät nicht kaputt geht.

Vorteile von Hybridaktoren

Hybridaktoren gelten aufgrund ihrer Flexibilität als kostengünstig. Sie sind außerdem einfach zu installieren und zu warten, da sie keine Hochdruckkolben oder -motoren benötigen. Aufgrund ihrer einfachen Installation sind sie in der Lage, Orte zu erreichen, die pneumatische oder hydraulische Antriebe nicht erreichen können.

Pneumatik-Mechanismus-Aktuatoren

Am gebräuchlichsten sind Aktuatoren mit pneumatischem Mechanismus. Sie kombinieren sowohl die Bewegungen pneumatischer als auch elektrischer Antriebe. Pneumatische, elektrische Hybridgeräte können in verschiedenen Situationen präziseste Bewegungen ausführen.

Industrielle pneumatische Hybridsysteme können verschiedene Funktionen übernehmen, einschließlich der Positionierung eines Objekts. Am häufigsten werden diese Geräte beim Bau eines Hauses oder Büros eingesetzt.

Sie können aber auch dabei helfen, eine Entfernung zu messen oder den Luftstrom in eine bestimmte Richtung zu lenken. Diese Systeme werden beispielsweise verwendet, um Druckluft in eine Reihe von Rohren zu leiten und so zusätzliche Kraft zum Drehen eines Ventils bereitzustellen, nachdem der Druck erhöht wurde.

Die Bewegungen nutzen Pneumatik und Motoren. Diese Bewegungen ermöglichen eine größere Flexibilität bei der Bewegung von Teilen.

Dadurch bieten diese Hybridtypen Vorteile, die andere Aktuatoren nicht bieten. Dadurch sind sie ideal für medizinische Anwendungen oder elektrische Anwendungen.

Elektropneumatische Aktuatoren

Der elektropneumatische Hybridantrieb ist eines der gebräuchlichsten Hybridgeräte. Die Grundkonstruktion ist ein elektropneumatisch angetriebenes Grundsystem, das eine pneumatische Bewegung einführt.

Das erste System ist ein Elektromotor, der den Kreuzungspunkt bewegt. Dies ist der Punkt, an dem sich zwei Komponenten verbinden, um die Bewegung anzutreiben.

Das zweite System ist ein „Handgelenk-Pneumatikventil“, das das Ellenbogengelenk antreibt. Dieses Pneumatikventil besteht aus einer elektropneumatisch angetriebenen Drehmomentstange. Es verfügt außerdem über ein pneumatisches Pilotzylinderwerk.

Die Längsbewegung der Drehmomentstange bewirkt eine Drehung im Pilotzylinder. Durch seine Verbindung mit dem Ellenbogengelenk kann es Bewegungen antreiben.

Hybride pneumatisch-mechanische Aktuatoren sind in metallverarbeitenden Anwendungen weit verbreitet. Auch in der Automobil-, Medizin- und Luft- und Raumfahrtindustrie gibt es sie in Hülle und Fülle.

Anwendungsfälle

Hybridaktoren können viele Aufgaben gleichzeitig für verschiedene Anwendungen ausführen. Ein Beispiel hierfür ist das Dimmen und Steuern von LEDs (LEDs benötigen einen Strom, der je nach Helligkeit variiert). Ein weiteres Beispiel ist die Ölstandsmessung (Ölleitungen benötigen Gegendruck).

Hybridaktoren eignen sich auch zur Erkennung von Druckströmen. Sie werden auch zur Temperaturregelung in Wasser- oder Lufterhitzern eingesetzt.

Hydraulische Aktuatoren

Hydraulische Aktuatoren sind sehr vielseitig und kommen in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen zum Einsatz. Sie sind angetrieben durch Hydraulikflüssigkeit das zu seiner Bewegung über ein hydraulisches System läuft.

Hydraulische Aktuatoren arbeiten unter Druck einer unter Druck stehenden Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit befindet sich in einem internen Reservoir. Diese Kammer verhindert Leckagen, wenn der Ausgang des Aktors eingeschaltet wird.

Die unter Druck stehende Flüssigkeit gelangt auf zwei verschiedenen Wegen zum Aktuator. Hydraulikschläuche erzeugen einen geschlossenen Kreislauf zwischen Behälter und Aktuator.

Hydraulikventile leiten die Systemleistung vom Behälter direkt zum Aktuator. Dadurch entsteht ein offenes Kreislaufsystem.

Wenn Luft in ein Hydraulikrohr gepumpt wird, komprimiert sie sich und beginnt sich zu erwärmen. Die komprimierte Luft bewirkt einen Raumheizeffekt. Die Temperatur des Aktuators steigt stark an.

Dies geschieht durch Aus- und Einschalten des Ventils, wodurch es sich schnell erwärmt und abkühlt und dabei einen Wärmekreislauf durchläuft. Das Ergebnis ist eine vibrierende Aktion, die einen Ton erzeugt.

Vorteile hydraulischer Aktuatoren

Hydraulische Aktuatoren können ein breites Spektrum an Bewegungen ausführen. Aufgrund ihrer Einstell- und Kontrollfunktionen sind sie an vielen Orten zu finden. Sie sind außerdem sehr langlebig und kompakt und erfordern weniger Wartung als pneumatische und elektrische Antriebe.

Anwendungsfälle

Hydraulische Aktuatoren sind in der Lage, ein breites Spektrum an Bewegungsanwendungen auszuführen. Sie werden oft in sehr rauen Umgebungen mit starken Vibrationen eingesetzt. Hydraulische Aktuatoren funktionieren am besten bei Anwendungen, die große Kraft erfordern, wie zum Beispiel beim Öffnen von Türen und beim Lösen von Schrauben und Muttern.

Teil 2: Arten von Aktuatormechanismen

Abgesehen davon, wie die Aktuatoren ihre Energie erhalten, gibt es noch andere entscheidende Faktoren. Beispielsweise werden Aktoren danach kategorisiert, wie sie innerhalb ihrer Mechanismen funktionieren. Diese verschiedenen Typen erzeugen je nach beabsichtigtem Anwendungsfall unterschiedliche Bewegungen.

Linearantriebe

Linearantriebe dienen dazu, Objekte geradlinig zu bewegen. Diese Arten von Aktuatoren verfügen über eine oder mehrere Wellen, die mit linearer Reibung arbeiten.

Daher nutzen Linearaktuatoren lineare Bewegungen, um die zum Handeln erforderlichen Bewegungen auszuführen. Es wird am häufigsten für Bewegungssteuerungsanwendungen verwendet. Sie erfreuen sich beispielsweise großer Beliebtheit als Roboterarme und industrielle Anwendungen in der Fertigung.

Vorteile von Linearantrieben

Dieser Mechanismus ist sehr einfach, vielseitig und zuverlässig. Darüber hinaus kann es sehr robust sein, wenn die Bedingungen rau sind oder die Arbeitsumgebung rau ist. Es ermöglicht außerdem ein hohes Maß an Kontrolle über die auftretenden Bewegungen und funktioniert gut, wenn sehr schwere Gegenstände bewegt werden müssen zusätzliche Kraft, da es einfacher ist, Kraft in eine Richtung auszuüben als in mehrere Richtungen gleichzeitig.

Anwendungsfälle

Linearantriebe werden häufig in Anwendungen wie Roboterarmen eingesetzt. Dabei sorgt ein Linearmechanismus für die Bewegung. Sie werden auch beim automatischen Waschen von Autos, bei der Reparatur von Autoreifen und bei beweglichen Teilen von Maschinen eingesetzt.

Sie eignen sich auch hervorragend für Heimwerkerarbeiten.Schauen Sie sich unseren Favoriten an DIY-Bauten mit Linearantrieben für ein paar einfallsreiche Ideen!

Drehantriebe

A Drehantrieb ist ein Mechanismus, der ein Objekt in einer kreisförmigen oder spiralförmigen Bewegung bewegt. Diese Art von Mechanismus funktioniert nach dem Prinzip eines Nocken-Nut-Mechanismus. Es besteht entweder aus Motor, Getriebe und Gewinde oder aus Motor, Getriebe und Nocke.

Vorteile von Drehantrieben

Ihre Fähigkeit, sehr präzise Bewegungen zu erzeugen, macht sie ideal für große Spezialprojekte. Allerdings sind sie kompliziert zu konstruieren, da unterschiedliche Modelle oft unterschiedliche Bewegungsarten benötigen, um das gleiche Ziel zu erreichen. Dies kann zu einem Engpass im Designprozess führen und die Produktionszeit verzögern.

Anwendungsfälle

Drehantriebe werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die ein hohes Maß an Genauigkeit erfordern. Beispielsweise werden sie häufig in der Medizin eingesetzt, beispielsweise in Patientenbetten, Robotern, die Operationen unterstützen, und anderen hochproduktiven medizinischen Geräten.

Sie werden auch zur Steuerung von Maschinen verwendet, die Teile bewegen, beispielsweise das Lenksystem eines Autos oder den rotierenden Kopf des Mähdreschers. Halbleiter werden auch in einer Vielzahl von Konsumgütern verwendet, beispielsweise in Spielzeugen und Garagentoren.

Magnetaktuatoren

Magnetaktoren bewegen Objekte mithilfe von Magnetspulen in einer linearen oder rotierenden Bewegung. Sie basieren entweder auf Vakuum-, Strom- oder pneumatischen Mechanismen.

Ein Magnet ist ein zylindrisches Rohr, in dem sich elektromagnetische Spulen befinden. Wenn ein elektrischer Strom durch die Spulen fließt, werden sie magnetisiert und erzeugen ein Magnetfeld im Inneren der Röhre.

Die ausgeübte Kraft erzeugt eine lineare Bewegung entlang der Achse des Metallrohrs. Dadurch wird auch die Magnetspule magnetisiert, je nachdem, wie viele Umdrehungen sie pro Minute macht. Die Magnetspulen können mit einem daran befestigten Getriebe auch eine Drehbewegung erzeugen.

Vorteile von Magnetaktuatoren

Im Gegensatz zu den meisten anderen Arten elektrischer Aktuatoren sind Magnetspulen zuverlässig und können eine Reihe von Bewegungen erzeugen. Dies liegt daran, dass sie aus einem Material bestehen, das effizient ist und mit unterschiedlichen Spannungen umgehen kann.

Sie verbrauchen nicht viel Strom und eignen sich daher hervorragend für Bewegungssteuerungsanwendungen, die wenig Energie benötigen. Darüber hinaus nehmen sie nicht viel Platz ein, sodass Sie Produkte mit größerer Vielseitigkeit erstellen können.

Diese Mechanismen sind sehr präzise in Bewegung und Effizienz, was bedeutet, dass sie Arbeiten schnell ausführen können.

Anwendungsfälle

Magnetspulen werden häufig in Haushalts- und Industriegeräten wie Ventilatoren, Motoren und Heizelementen verwendet. Sie werden auch für viele andere Anwendungen verwendet, beispielsweise für Industrierobotik und Verkaufsautomaten. Viele weitere Anwendungen nutzen Magnetspulen aufgrund ihrer Haltbarkeit und Zuverlässigkeit.

Membranantrieb

Ein Membranantrieb ist eine Art Antrieb, der eine flexible Membran verwendet, um ein Objekt zu bewegen. Diese Aktuatoren können mit sehr geringem Kraftaufwand Bewegungen in eine Vielzahl von Richtungen erzeugen. Dadurch gibt es viele verschiedene Einsatzmöglichkeiten.

Einige Beispiele umfassen das Geschlossenhalten von Türen sowie das Öffnen und Schließen von Ventilatoren und Ventilen. Sie können auch akustische Bewegungsinstrumente herstellen.

Ein Membranantrieb bewegt ein Objekt mithilfe der Prinzipien eines Pneumatikzylinders. Ein Pneumatikzylinder verfügt über eine versiegelte Kammer, die in mit Druckluft oder Flüssigkeit gefüllte Kammern unterteilt ist. Während der Bewegung des Objekts verändert das Fach seine Form und verdrängt Luft oder Flüssigkeit in den Rest der Kammer.

Das Ausmaß der Formänderung, die in der Kammer auftritt, hängt von der auf sie ausgeübten Kraft ab. Dadurch kann der Membranaktor mit sehr geringem Kraftaufwand Bewegungen erzeugen und Objekte in verschiedenste Richtungen bewegen.

Vorteile eines Membranantriebs

Der Membranantrieb hat viele Vorteile. Es ist einfach einzurichten und zu programmieren. Darüber hinaus ist es sehr vielseitig, da es Maschinen, Türen und viele andere potenzielle Anwendungen steuern kann.

Anwendungsfälle

In vielen Anwendungen kann der Membranantrieb aufgrund seines begrenzten Bewegungsbereichs Objekte nicht in viele Richtungen bewegen. Es gibt auch Einschränkungen hinsichtlich der in Aktoren verwendeten Materialien.

Diese Einschränkungen betreffen beispielsweise die ausgeübte Kraft oder die Richtung, in die es sich bewegen kann. Diese Einschränkungen beziehen sich auf die Größe und Flexibilität der verwendeten Materialien.

Piezoelektrische Aktoren

Ein piezoelektrischer Aktor ist eine besondere Art von Aktor, der die Prinzipien eines Kristalls nutzt, um Bewegungen zu erzeugen. Jedes piezoelektrische Material erzeugt als Reaktion auf einen durch es fließenden elektrischen Strom eine Kraft. Dadurch wird das piezoelektrische Material polarisiert und bewegt sich.

Der Ein piezoelektrischer Aktor besteht aus einem Kristall mit daran befestigten Elektroden. Wenn sich ein elektrisches Feld mit dem Kristall vermischt, lädt er sich separat auf.

Dadurch entsteht eine negative Ladung in den Elektroden. Der Kristall wird dann auf einer Basis befestigt.

Die Trennung und Umverteilung von Ladungen erzeugt ein Magnetfeld und führt dazu, dass sich der Kristall ausdehnt oder zusammenzieht. Dadurch entsteht eine lineare Bewegung entlang einer Achse. Piezoelektrische Materialien verfügen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften über Eigenfrequenzen, in denen sie schwingen.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Kristallarten und das Anbringen von Elektroden ist es möglich, Bewegungen im kleinsten Maßstab zu erzeugen.

Vorteile piezoelektrischer Aktoren

Piezoelektrische Geräte eignen sich hervorragend zur Erzeugung präziser Bewegungen. Sie nehmen nicht viel Platz ein, sodass Sie sie in eine Vielzahl von Produkten einbauen können.

Sie sind auch einfach herzustellen. Dadurch ist es möglich, sie schneller als sonst möglich in Ihrem Produkt einzurichten und funktionsfähig zu machen.

Piezoelektrische Aktoren haben einen kostspieligen Herstellungsprozess und sind nicht so langlebig wie andere Arten von Aktoren. Sie sind auch durch die Pegel der für die Bewegung verwendeten Eigenfrequenzen eingeschränkt.

Außerdem gehören Piezokristalle zur gleichen Familie wie Quarzkristalle, sind zerbrechlich und brechen leicht. Aus diesem Grund müssen sie von Spezialisten mit größter Sorgfalt und Präzision gewartet werden.

Anwendungsfälle

Die Einsatzmöglichkeiten piezoelektrischer Aktoren sind vielfältig. Sie werden in einer Reihe von Technologien eingesetzt, darunter Konsumgüter, Industrie- und Medizintechnik. Sie finden sich in:

Ein Solenoid ist eine Art Elektromagnet. Magnetspulen funktionieren, indem sie einen Eisenkern haben, der mit Isoliermaterial bedeckt ist.

Wenn ein Strom durch den Kern fließt, erzeugt er ein Magnetfeld und zieht das umgebende Material an. Sie werden verwendet, um präzise Bewegungen und sehr kleine Bewegungen mit geringem Energieaufwand zu erzeugen.

Magnetschwebeaktoren

Magnetschwebeantriebe Verwenden Sie einen Elektromagneten, um ein Objekt auf einer magnetischen Form zu bewegen. Dadurch entsteht ein breites Spektrum an Bewegungen, die in Branchen wie der Robotik und der Maschinenautomation nützlich sind.

Der Aktuator besteht aus zwei Scheiben mit daran befestigten Elektromagneten. Anschließend werden die Scheiben übereinander gelegt, wobei die Magnete einander zugewandt sind. Wenn Strom durch den Elektromagneten fließt, zieht er den benachbarten Elektromagneten an.

Dabei entsteht eine Gegenkraft, die die Scheiben in Bewegung versetzt. Wenn mehr Strom durch den Elektromagneten fließt, tritt mehr dieser Gegenkraft auf.

Vorteile von Schwebeaktoren

Magnetschwebeantriebe sind sehr zuverlässig und einfach einzurichten. Sie sind außerdem vielseitig einsetzbar, da sie Maschinen steuern können. Ein Beispiel ist eine automatisierte Montagelinie.

Es gibt viele Anwendungen, in denen Magnetschwebetechnik zum Einsatz kommt, beispielsweise in der Automobilindustrie, im verarbeitenden Gewerbe und in anderen prozessgesteuerten Industrien.

Magnetschwebeantriebe haben einige Nachteile. Aufgrund der Komplexität des Magnetfelds und des Systems, in dem es sich bewegt, können sie anfällig für Fehler jeglicher Art sein, beispielsweise eine Fehlfunktion des Sensors oder andere Probleme. Sie sind außerdem teurer als andere Arten von Aktuatoren, da ihre Herstellung komplexer ist.

Anwendungsfälle

Magnetschwebebahn-Aktuatoren haben viele Anwendungen. Einige Anwendungen umfassen das Heben schwerer Gegenstände wie Autos oder Züge. Sie werden auch zur Steuerung einer Vielzahl von Bewegungen und zur präzisen Bewegung von Objekten eingesetzt

Teil 3: Arten von Aktuatoranwendungen

Wir haben oben bereits einige Anwendungsfälle für Aktuatoren hervorgehoben, aber jetzt wollen wir tiefer in die wichtigsten Branchen eintauchen und sehen, wie man eine Kombination dieser verschiedenen Arten von Aktuatoren verwendet.

Industrielle Aktuatoren und Automatisierungssysteme

Industrielle Aktoren funktionieren gut in der Fertigung. Sie werden häufig in Fabriken eingesetzt, um die Prozesseffizienz zu verbessern. Es handelt sich um sehr vielseitige Aktuatoren.

Sie eignen sich gut für elektrische, mechanische und Bewegungssteuerungsanwendungen. Diese Aktuatoren automatisieren auch Montagelinien und andere Vorgänge, um die Produktivität der Arbeiter zu steigern.

Unterhaltungselektronik

Ein weiteres Beispiel für einen Aktuator in diesem Bereich ist der Beschleunigungsmesser, der zur Steuerung der Bewegung des Geräts verwendet wird.

Unterhaltungselektronik sorgt für persönlichen Genuss. Dennoch sind diese Produkte aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken, weil sie dazu beigetragen haben, unser Leben einfacher zu machen.

Die ersten Verbrauchergeräte, die Aktoren verwenden, sind Fernseher und Fernbedienungen. Heutzutage verwenden viele andere Arten der Unterhaltungselektronik Aktoren.

Ein Aktuator in der Verbrauchertechnologie ist der Touchscreen, der dazu dient, Eingaben durch die Berührung des Benutzers auf dem Bildschirm zu erfassen und sich dann entsprechend zu bewegen. Beispielsweise verfügen sowohl Smartphones als auch Digitalkameras über Aktoren, die dabei helfen, Bewegungen zu steuern und präzisere Aktionen zu ermöglichen

Ein weiteres Beispiel für einen Aktuator in diesem Bereich ist der Beschleunigungsmesser, der zur Steuerung der Bewegung des Geräts verwendet wird. Eine Vielzahl von Verbraucherprodukten verwenden piezoelektrische Aktoren, um die Bewegung zu erzeugen, die für die ordnungsgemäße Verwendung des Geräts erforderlich ist.

Automobil

Automobilaktuatoren steuern die Bewegungen, die in Autos stattfinden. Sie können auch andere Komponenten im Fahrzeug steuern, etwa automatisierte Lenkräder und Sitzverstellungen. Es gibt auch verschiedene Arten von Aktuatoren, die in Fahrzeugen zur Steuerung der Radbewegung eingesetzt werden.

Eine Art Automobilantrieb ist ein Pneumatikzylinder. Es ist an einem Kolben befestigt, der dann unter Druck stehende Luft herausdrückt. Dadurch entsteht ein kräftiger Stoß, der dazu führt, dass sich ein Objekt schnell bewegt oder ganz zum Stillstand kommt.

Eine andere Art ist ein Kettenantrieb, der aus mehreren Zahnrädern und Rollen besteht. Bei diesem Aktuatortyp wandeln die Zahnräder und Rollen die Bewegung des Wagens in eine Kreisbewegung um. Es gibt andere Arten von Kfz-Aktuatoren, die auf ähnliche Weise funktionieren.

Medizinische Technologie

In Krankenhäusern gibt es medizinische Technologie, die mechanische Portale einbaut, um die Geräte zu bewegen und die Bewegung mit Fernbedienungen zu steuern. Mit einem Portalsystem kann beispielsweise ein MRT-Gerät per Knopfdruck bewegt werden

In der Medizinindustrie werden Aktoren zur Steuerung mechanischer Systeme eingesetzt chirurgische Instrumente oder Manipulatoren. Dies ermöglicht es Chirurgen, präzisere Bewegungen auszuführen. Auch medizinische Geräte nutzen elektronische Aktoren, um Aufgaben wie das Öffnen und Schließen von Ventilen auszuführen.

Halbleiter und Sensoren

Halbleiter werden in vielen Arten von Geräten eingesetzt, darunter in der Medizintechnik, im Energiemanagement, in militärischen Systemen, in Industrieprodukten und in Personalcomputern. Diese Produkte basieren auf Sensoren, um Informationen über den Betrieb einer Maschine zu sammeln und diese dann an einen Aktor zurückzusenden. Ein Wechselstromantrieb verwendet Halbleiter als Sensor zur Messung der Frequenz von Elektrizität.

Die empfangenen Schaltkreise übertragen dann Daten an das Fahrerpanel, das die Geschwindigkeit und Richtung des Motors ändert, der den Elektromotor bewegt, um seine Temperatur anzupassen. Außerdem werden sie häufig in kommerziellen Produkten verwendet, beispielsweise in Festplatten und Speichermodulen, die in Computern und anderen elektronischen Geräten enthalten sind, die wir täglich verwenden.

Robotik

Robotik als Wissenschaftsgebiet lässt sich in viele weitere Anwendungen umsetzen. Dazu gehören Medizin, Fertigung, Sicherheit, Weltraumforschung für Forschungszwecke sowie militärische und Freizeitzwecke.

Aktoren in der Robotik Helfen Sie dabei, Bewegungen zu kontrollieren und präzise Aktionen auszuführen. Einige Roboteranwendungen umfassen Medizintechnik, beispielsweise Operationsroboter, um heikle Operationen im Körper durchzuführen.

Militär

Militärische Anwendungen für Hybridantriebe umfassen die Positionierung oder Drehung von Waffen mithilfe von Elektromotoren zum Drehen von Geschütztürmen und Raketen. Die Positionierung einer Waffe erfordert im Gegensatz zur Verwendung pneumatischer oder hydraulischer Hybridantriebe Präzision.

Sie können durch Sensoren wie Laser, Infrarotstrahlung, Radarbildgebung und mehr gesteuert werden. Sie können auch durch Magnetkräfte oder Drähte in vertikaler Richtung geführt werden.

Konstruktion

Eine Vielzahl von Baumaschinen verwendet Aktuatoren. Baugeräte umfassen eine Vielzahl von Werkzeugen, die dazu beitragen, Bauarbeiten schneller und effizienter zu gestalten.

Baumaschinen können auch verschiedene Aufgaben übernehmen, wie zum Beispiel Aushubarbeiten, Planieren, Rammen, Rammen, Heben und Bewegen von Materialien. Aktoren arbeiten mit all diesen Maschinen zusammen, um einen effizienten Arbeitsablauf zu schaffen.

Landwirtschaft

Es gibt viele Anwendungen für Aktuatoren in der Landwirtschaft, einschließlich der Verwendung von Robotergeräten wie Traktoren und Sensoren zur Überwachung der Erntebedingungen. Diese Anwendungen helfen Landwirten, ihre Betriebe besser zu verwalten und die Qualität der Ernte zu steigern.

Neben Aktuatoren nutzen Landmaschinen häufig auch mechanische Steuerungen zur Steuerung der Arbeit. Diese Kontrollen helfen Lohnunternehmern oder Landwirten, während des Arbeitsprozesses Anpassungen vorzunehmen.

Lebensmittelverarbeitung

Sie können finden Aktuatoren in Lebensmittelverarbeitungsanlagen, wie Mixer, Pressen, Hobel und Reiben. Diese Aktuatoren helfen bei der Steuerung der verschiedenen Prozesse in der Lebensmittelverarbeitung mithilfe von Servos und tragen dazu bei, eine sichere, hygienische Umgebung in der Lebensmittelproduktion zu schaffen.

Elektronikfertigung

In der Elektronikfertigung kommen viele Arten von Aktoren zum Einsatz, die präzise Aktionen bewirken, die in Montagelinien erforderlich sind. Einige Anwendungen umfassen den Einsatz von Roboterarmen zur Montage von Leiterplatten und anderen elektronischen Bauteilen.

Darüber hinaus werden Aktuatoren für Funktionen wie das Erhitzen von Kunststoff während des Herstellungsprozesses und andere Funktionen verwendet, die präzise Bewegungen erfordern.

Vermessung und Geologie

Aktuatoren werden in der Geologie eingesetzt, um sehr präzise Bewegungen zu erzeugen, etwa beim Bohren oder mit einem Magnetometer, um die Veränderungen im Magnetfeld zu erfassen. Sie werden auch verwendet, um präzise Bewegungen für verschiedene andere Anwendungen zu erzeugen.

Zivile Infrastruktur

Zu den zahlreichen Anwendungen für Aktuatoren in der zivilen Infrastruktur gehören der öffentliche Verkehr, der Dammbau und die Erdbebensicherung. Außerdem werden sie zur Steuerung der Bewegungen von Brücken und unterirdischen Autobahnen eingesetzt.

Konstruktion

Eine Vielzahl von Baumaschinen verwendet Aktuatoren. Diese Produkte tragen dazu bei, das Bauen und Bauen schneller und einfacher zu machen. Eine Vielzahl von Werkzeugen werden auch für verschiedene Aufgaben verwendet, wie zum Beispiel Fahren, Ausheben, Planieren, Schieben oder Ziehen von Materialien.

Teil 4: So wählen Sie den besten Aktuator aus

Da Ihnen nun alle diese Informationen zur Verfügung stehen, wie geht es weiter? Nun, es gibt ein paar Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt, und wir haben sie unten aufgeführt:

Energieverbrauch

Bei der Auswahl eines Aktortyps sollten Sie den Stromverbrauch berechnen. Dadurch können Sie feststellen, ob der Motor leistungsstark genug ist, um sein volles Potenzial auszuschöpfen.

Wenn Sie einen Linear- oder Drehmechanismus verwenden, sollten Sie Gewicht, Geschwindigkeit und Stromverbrauch berücksichtigen. Am besten ziehen Sie andere alternative Lösungen für eine präzise Steuerung in Betracht, um Ihren Anforderungen besser gerecht zu werden.

Anwendungsfall

Bei der Auswahl eines Antriebstyps sollten Sie auch die Leistungskriterien des Produkts berücksichtigen, um dessen Leistung zu beurteilen. Vergleichen Sie beispielsweise die Spezifikationen der Aktoren.

Außerdem sollten Sie die oben genannten Stärken und Schwächen sowie Ihren beabsichtigten Anwendungsfall vergleichen.

Kosten

Im Allgemeinen sind Magnetaktuatoren teurer als lineare oder rotierende Mechanismen. Dies liegt daran, dass sie mehr Zeit und Geld für die Entwicklung und Produktion benötigen. Dies ist jedoch bei Verbraucherprodukten, die sie für Bewegungssteuerungsanwendungen verwenden, nicht immer der Fall.

Bei der Auswahl eines Stellantriebs sollten Sie auch die Betriebskosten berücksichtigen. Sie sollten die Lebensdauer eines Produkts mit der anderer Produkte vergleichen. Dies kann Ihnen dabei helfen, herauszufinden, welches Produkt auf lange Sicht günstiger sein wird.

Wichtig ist auch der Vergleich der Kosten für Wartung und Betrieb. Darüber hinaus sollten Sie auch die mit einer bestimmten Art verbundenen Gefahren und Gefahren beachten. Wenn Sie diese Faktoren verstehen, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen.

Wenn Sie in Zukunft Ihren Linearantrieb austauschen müssen, wenden Sie sich an unserenErsatzantrieb Artikel wird eine große Hilfe sein.

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Aktuatoren sind beliebter als Sie denken

Wir haben verschiedene Arten von Aktuatoren untersucht und uns die häufigsten Anwendungen angesehen. Jetzt ist es an der Zeit, zusammenzukommen und nützliche Produkte herzustellen.

Beispielsweise steuern Linearantriebe die Bewegungen von Robotern in Fabriken. Pneumatische Antriebe helfen beim Heben schwerer Gegenstände.

Der Einsatz von Aktuatoren bietet viele Vorteile. Sie machen es viel bequemer, Aufgaben auszuführen, die Präzision oder einen großen Bewegungsumfang erfordern. In den meisten Fällen sind sie jedoch einfacher zu steuern als andere mechanische Komponenten.

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