Was ist ein elektromechanischer Aktuator?

Ein elektromechanischer Aktuator ist ein Gerät, das Elektrizität in mechanische Kraft umwandelt, um eine Art von Arbeit auszuführen, wobei meistens ein Objekt oder ein Gerät physisch bewegt wird. Sie können eine sehr breite Palette von Formen, Größen und Designs haben, aber alle arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip der Umwandlung von Elektrizität in Antriebskraft. Die erzeugte Antriebskraft kann verwendet werden, um große Türen zu bewegen, Weichen für Sortierfördersysteme zu betätigen oder angetriebene Ventile zu bewegen. In einigen Fällen kann ein elektromechanischer Aktuator dazu ausgelegt sein, einen Gegenstand zu halten oder eine bestimmte Art von Bewegung zu verhindern.

Jedes Gerät, das Elektrizität direkt in irgendeine Art von Bewegung umwandelt, ist ein elektromechanischer Aktuator. Die Anzahl der unter diesen Begriff fallenden Geräte ist extrem groß. Mehrere Haupttypen decken jedoch einen sehr großen Prozentsatz dieser Geräte ab, und sie werden auf zwei Arten klassifiziert, 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 Linearantrieb bewegt sich geradlinig. Ein linearer elektromechanischer Aktuator wird verwendet, um Objekte wie Lüftungsschlitze an Fenstern, Schiebetüren, die Position eines Werkzeugs oder einer anderen Maschine oder Flugsteuerflächen an Flugzeugen zu bewegen. Dies sind nur einige Beispiele und viele mehr sind in allen Phasen der Industrie und des täglichen Lebens üblich. Ein Drehantrieb bewegt etwas mit einer Dreh- oder Drehbewegung, beispielsweise einen rotierenden Lüfter.

Linearantriebe können Elektrizität auf zwei Arten in Bewegung umwandeln, durch einen Elektromotor und durch Piezoelektrizität. Elektromotoren verwenden einen elektrischen Strom, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das zur Drehbewegung einer Spindel oder eines Rades führt. Bei Linearaktuatoren wird diese Drehbewegung durch die Verwendung von Zahnrädern oder einer Art von Baugruppe, die als Bolzen-Schrauben-Wandler bezeichnet wird, in eine lineare Bewegung umgewandelt. Dieser besteht im Wesentlichen aus zwei Zylindern mit aufeinander abgestimmten spiralförmigen Nuten, die parallel zueinander liegen und sich berühren. Einer wird vom Elektromotor gedreht, und während er sich dreht, dreht er den anderen Zylinder und bewegt ihn linear.

Piezoelektrische Aktoren nutzen ein Phänomen namens Piezoelektrizität, bei dem bestimmte Materialien unter physischem Druck eine schwache elektrische Ladung erzeugen. Die erzeugten Kräfte und Ladungen sind oft sehr klein und auch diese Art von Aktoren sind klein. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Präzision erwünscht ist.