Elektromechanisch statt pneumatisch Elektrozylinder: Neue Maßstäbe in der Automatisierung

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Die Elektrifizierung industrieller Bewegungsachsen schreitet voran und verdrängt zunehmend pneumatische und hydraulische Lösungen. Mit seinem modular aufgebauten Elektrozylinder bietet Hiwin eine energieeffiziente und wartungsarme Alternative für moderne Automatisierungskonzepte.

Der Trend zur vollständigen Elektrifizierung industrieller Bewegungsachsen ist ungebrochen. Wo früher pneumatische oder hydraulische Antriebe dominierten, setzen sich heute zunehmend elektromechanische Lösungen durch. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: höhere Energieeffizienz, präzise Regelbarkeit, einfache Integration in SPS-Umgebungen und eine signifikante Reduktion des Wartungsaufwands.  

Mit ihrem neuen Elektrozylinder erfüllt Hiwin diese Anforderungen konsequent und setzt neue Maßstäbe in der Automatisierung. Der in Offenburg entwickelte und gefertigte neue Hiwin-Antrieb vereint mechanische Robustheit mit der Präzision moderner Servoantriebstechnik. Er bietet Maschinenbauern und Systemintegratoren ein vielseitig einsetzbares Modul für lineare Bewegungsaufgaben.

Drehbewegungen verlustarm in lineare Bewegungen umsetzen

Das System basiert auf einem High-Performance-Kugelgewindetrieb, der die Drehbewegungen des Motors verlustarm in lineare Bewegungen umsetzt. Die hochpräzise gefertigte Spindel und Mutter gewährleisten einen ruhigen Lauf, hohe Wiederholgenauigkeiten und maximale Effizienz. In Verbindung mit optionalen Schlittenführungen – je nach Belastung mit einer oder zwei Führungen – kann der Elektrozylinder sowohl axiale als auch seitliche Kräfte sicher aufnehmen. Damit eignet sich das System besonders für Anwendungen, in denen Dynamik und Präzision gleichermaßen gefordert sind. Die Hublängen lassen sich in Millimeterschritten bis zu einer Länge von 1.500 Millimeter individuell konfigurieren, wodurch sich der Antrieb exakt an die jeweilige Maschinenarchitektur anpassen lässt.

Ein besonderes Merkmal ist die konstruktive Modularität. Der Elektrozylinder ist in vier Baugrößen (40, 50, 60 und 80 Millimeter) verfügbar. Unterschiedliche Montageflansche, Zentrierbohrungen und Anschraubbilder ermöglichen den Einbau in bestehende Anlagen ohne aufwändige Anpassungen. Diese mechanische Kompatibilität erleichtert den Umstieg von pneumatischen auf elektrische Systeme erheblich. Auch elektrisch überzeugt das Konzept durch Flexibilität: Die Ansteuerung kann über gängige Servoregler oder direkt aus der SPS erfolgen. Dadurch lassen sich Bewegung, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Position exakt regeln.

Verbraucht nur bei Bewegung

Im Vergleich zu Pneumatikzylindern arbeitet der Hiwin-Elektrozylinder deutlich energieeffizienter. Er verbraucht nur dann Energie, wenn Bewegung stattfindet, während pneumatische Systeme permanent Druckluft vorhalten müssen, was zu entsprechenden Verlusten führt. Da der Elektrozylinder über einen elektrischen Direktantrieb verfügt, entfallen Kompressoren und Leitungsnetze. Das spart nicht nur Energie, sondern vereinfacht auch die Anlagenstruktur. Die Einschaltdauer von 100 Prozent ermöglicht den Dauerbetrieb, selbst bei hohen Taktzahlen. Zudem reduziert die lebensdauergeschmierte Spindel den Wartungsbedarf auf ein Minimum. In automatisierten Produktionslinien sinken dadurch die Stillstandzeiten und Kosten signifikant.

Bewegungsprofile präzise programmieren

In der SPS-basierten Automatisierung, eröffnet die hohe Regelgüte des Antriebs zudem neue Möglichkeiten. Bewegungsprofile können präzise programmiert und synchronisiert werden, beispielsweise in Pick&Place-Systemen, bei Dosierprozessen oder bei Montageaufgaben mit kontrolliertem Kraftverlauf. Während Druckluft bislang nur zwischen „ein“ und „aus“ unterschied, erlaubt der Elektrozylinder sanfte Beschleunigungsrampen, variable Positionen und frei definierte Kraftbegrenzungen. Dadurch werden Prozesse nicht nur schneller, sondern auch reproduzierbarer.

Ein weiterer Vorteil ist die Umweltverträglichkeit. Da keine Leckagen, Öle oder Druckluftverluste auftreten, ist der Betrieb sauber und emissionsarm – ideal für Reinraumumgebungen, Laborautomation oder Lebensmitteltechnik. Zudem sind alle Komponenten des Elektrozylinders robust gegen Schmutz und Staub, sodass er sich sowohl für den Einsatz in industriellen Produktionshallen als auch in sensiblen Umgebungen eignet.

Hier spielt der Elektrozylinder seine Vorteile aus

Typische Einsatzgebiete sind die Verpackungsindustrie, die Montageautomation, Prüf- und Messsysteme sowie der Maschinenbau. In Verpackungslinien sorgt der Elektrozylinder beim Stapeln, Heben oder Schließen von Kartonagen für saubere Bewegungen und hohe Taktzahlen. In Montageanlagen ermöglicht er das präzise Einpressen, Schrauben oder Positionieren von Bauteilen mit kontrolliertem Kraftverlauf. In Prüfstationen lässt sich die exakte Positionierbarkeit nutzen, um Bauteile millimetergenau zu bewegen und Messzyklen automatisiert durchzuführen.Der Elektrozylinder bedeutet für Maschinenbauer und Systemintegratoren eine spürbare Vereinfachung bei der Projektierung. Dank standardisierter Schnittstellen und definierter CAD-Daten kann der Antrieb bereits in einem frühen Stadium in das Konstruktionsmodell integriert werden. Wegen der modularen Bauweise können identische Grundkomponenten in verschiedenen Achsen oder Anwendungen verwendet werden. Dadurch wird die Variantenvielfalt reduziert und die Ersatzteilhaltung vereinfacht. Gleichzeitig ermöglicht die präzise Steuerbarkeit eine höhere Produktqualität und Prozesssicherheit.

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Neue Perspektiven für nachhaltige Maschinenkonzepte

Mit der Entwicklung des Elektrozylinders setzt Hiwin auf eine Technologie, die den steigenden Ansprüchen moderner Automatisierungssysteme gerecht wird. Die Verbindung aus mechanischer Stabilität, elektrischer Präzision und digitaler Anbindung eröffnet neue Perspektiven für effiziente und nachhaltige Maschinenkonzepte. Während pneumatische Lösungen in Zukunft zunehmend an Bedeutung verlieren, markieren elektrische Antriebe wie der Elektrozylinder von Hiwin den Weg in eine vollständig vernetzte und energieoptimierte Produktion.

Andrea Blos ist Marketing-Managerin bei der Hiwin GmbH.