In den letzten Wochen haben zwei Ankündigungen die Aufmerksamkeit auf Linearaktuatoren gelenkt – aus zwei entgegengesetzten Richtungen. Am 26. September 2026 berichtete die Fachpresse über die Erweiterung der CQE-Serie von SMC, kompakte Pneumatikzylinder mit polygonalem Kolben, die bei gleichen Abmessungen eine theoretische Schubkraft von bis zum 1,5-Fachen der CQ2-Serie versprechen. Am 10. Oktober griff dieselbe Quelle die dritte Generation der elektrischen Zylinder LM3S von SEW-Eurodrive auf, die der Hersteller im Mai 2026 vorgestellt hatte.
Ein kompakter Pneumatikzylinder, der mit niedrigerem Druck arbeitet, und ein elektrischer Zylinder mit Servomotor beantworten dieselbe Frage: Wie lässt sich eine Last zuverlässig, wiederholbar und kostengünstig entlang eines linearen Hubs bewegen? In diesem Leitfaden betrachten wir die Funktionsweise der beiden Lösungen, wo die jeweilige Lösung besser geeignet ist und welche Komponenten zusammen mit dem Aktuator bewertet werden sollten.
Was wurde angekündigt?
Laut SMC entspricht bei der Serie CQE die Kolbenfläche jeder Baugröße der nächsthöheren Größe eines Rundzylinders: Baugröße 32 bietet beispielsweise die Fläche einer 40-mm-Bohrung. Der Hersteller gibt für die Größe 32 eine theoretische Schubkraft von 402 N bei 0,33 MPa an, während ein CQ2 mit 32 mm Bohrung für einen ähnlichen Wert 0,5 MPa benötigen würde. Die Außenabmessungen entsprechen denen der Vorgängerserie, sodass für den Austausch keine Änderungen an Halterungen und Schutzvorrichtungen erforderlich sind. Zu den Neuerungen gehören Zwischenhübe in 1-mm-Schritten. Hierbei handelt es sich um vom Hersteller angegebene Daten: Vor Projektbeginn sollten diese im offiziellen Katalog überprüft werden.
Auf elektrischer Seite gibt SEW-Eurodrive für die Serie LM3S drei Baugrößen (LM3S50, LM3S63 und LM3S71) mit einer Spitzenkraft von 8 bis 26 kN, Hüben bis zu 1.200 mm, Schutzart IP65 und der Kombination mit Servomotoren aus dem eigenen Sortiment an, inklusive offener Schnittstelle für Motoren anderer Hersteller. Zudem ist eine Ölschmierung erhältlich, die als wartungsfrei über die gesamte Lebensdauer der Einheit beschrieben wird.
Funktionsweise der beiden Technologien
Ein Pneumatikzylinder wandelt die Energie von Druckluft in eine lineare Bewegung um. Die Steuerung ist einfach: Ein Magnetventil leitet die Luft auf die eine oder andere Seite, mechanische Endschalter oder magnetische Sensoren erfassen die Positionen. Es ist eine robuste, kompakte Technologie mit einer sehr verbreiteten Steuerungsstruktur in automatisierten Maschinen.
Ein elektrischer Zylinder wandelt die Rotation eines Servomotors in eine lineare Bewegung um, üblicherweise über einen Kugelgewindetrieb. Die Position wird durch den Antrieb gesteuert, der Geschwindigkeits-, Drehmomentprofile und programmierbare Zwischenpunkte verwalten kann. Das Ergebnis ist eine flexible Achse, jedoch mit umfangreicheren Komponenten: Motor, Antrieb, Feedback, dedizierte Kabel.
Wann ein Pneumatikzylinder zu wählen ist
- Zwei-Positionen-Bewegungen: Auf/Zu, Vor/Zurück, Spannen und Lösen sind das natürliche Einsatzgebiet der Pneumatik.
- Schnelle und repetitive Zyklen: Spannen, leichtes Pressen, Auswerfen und Bewegen leichter Werkstücke.
- Raues Umfeld: Druckluft erzeugt keine Funken und der Zylinder gibt keine Wärme wie ein Motor ab.
- Geringe Anschaffungskosten und bekannte Wartung: Viele Techniker sind mit den Komponenten und Diagnoseverfahren bestens vertraut.
- Druckluft bereits im Werk verfügbar: Die Investition betrifft vor allem Zylinder, Ventile und Verschraubungen.
Die Haupteinschränkung ist der energetische Wirkungsgrad des Gesamtsystems: Die Erzeugung, Aufbereitung und Verteilung von Druckluft ist kostspielig, und Netzverluste wirken sich aus. Daher ist die Optimierung des Arbeitsdrucks ein konkretes Thema. Ein Zylinder, der bei niedrigerem Druck dieselbe Schubkraft liefert – wie bei den für dieses Ziel entwickelten Serien –, kann dazu beitragen, den Luftverbrauch zu senken, aber die tatsächliche Einsparung hängt von der Anlage ab und muss von Fall zu Fall bewertet werden. Ein Druckregler für Pneumatik ermöglicht zudem die Einstellung des optimalen Werts für die einzelne Maschine oder den einzelnen Kreislauf.
Wann ein elektrischer Zylinder zu wählen ist
- Zwischenpositionen und programmierbare Profile: Formatwechsel, automatische Einstellungen, variable Geschwindigkeiten während des Hubs.
- Gesteuerte Kraft: Press- oder Schraubvorgänge, bei denen die Kraft eingestellt und überwacht werden muss, nicht nur "aufgebracht".
- Wiederholgenauigkeit der Positionierung: Arbeitsgänge, bei denen ein mechanischer Anschlag nicht ausreicht.
- Prozessdaten: Der Antrieb kann Informationen zu Drehmoment, Strom und Position liefern, die für die Diagnose nützlich sind.
- Anlagen ohne Druckluft oder mit Energieeffizienzzielen: Der Motor nimmt hauptsächlich während der Bewegung Energie auf.
Zu beachten sind die Anschaffungskosten der kompletten Achse, die Notwendigkeit einer korrekten Dimensionierung von Last, Trägheit, Zyklus und erwarteter Lebensdauer der Spindel sowie die für die Inbetriebnahme erforderliche Kompetenz. Für den Motorenteil empfiehlt es sich, die Servomotoren in Bezug auf Drehmoment, Geschwindigkeit, Feedback-Typ und Kompatibilität mit dem gewählten Antrieb zu bewerten.
Wie die beiden Lösungen zu vergleichen sind
Ein korrekter Vergleich endet nicht beim Preis des Zylinders. Es lohnt sich zu berücksichtigen:
- Erforderliche Kraft, Hub und Geschwindigkeit; eine theoretische Schubkraft entspricht aufgrund von Reibung, Gegendruck und Sicherheitsmargen nicht der nutzbaren Kraft;
- Anzahl der zu erreichenden Positionen und Anpassungsbedarf;
- Arbeitszyklus und Anzahl der während der Lebensdauer der Maschine erwarteten Zyklen;
- Umgebung: Staub, Feuchtigkeit, Reinigung, Temperaturen und Hygieneanforderungen;
- Ergänzende Komponenten: Ventile, Luftaufbereitung, Verschraubungen für die Pneumatik; Antrieb, Kabel, Bremse und Feedback für die elektrische Variante;
- Gesamtkosten: Energie, Wartung, Stillstandszeiten, Ersatzteile und langfristige Verfügbarkeit.
In der Praxis koexistieren beide Technologien oft in derselben Maschine: die Pneumatik für einfache und schnelle Bewegungen, die elektrische Achse für Vorgänge, die Kontrolle erfordern.
Die Komponenten, die den Aktuator ergänzen
Die Wahl des Zylinders führt zur Auswahl der zugehörigen Komponentenkette. In pneumatischen Kreisläufen muss das Sortiment an Pneumatikzylindern und Aktuatoren mit Magnetventilen, Reglern und Wartungseinheiten kombiniert werden, die auf Durchfluss und Druck abgestimmt sind. Zur Positionserfassung werden üblicherweise Sensoren für Pneumatikzylinder verwendet, oft magnetisch, die die Kolbenstellung von der Außenseite des Zylinders lesen. Vor dem Austausch eines Zylinders oder Sensors ist es ratsam, die Kompatibilität von Montagefläche, Signaltyp und Versorgungsspannung zu prüfen.
Nachrüstung und Austausch an bestehenden Maschinen
Der Wechsel von einem Zylinder auf einen anderen an einer im Betrieb befindlichen Maschine ist einfacher, wenn die Außenabmessungen und Montageschnittstellen gleich bleiben, wie für einige aktuelle Serien angegeben. Der Wechsel von Pneumatik auf Elektrik hingegen ist ein Projektvorhaben: Stromversorgung, Schaltschrank, Verkabelung, Programmierung und funktionale Sicherheit ändern sich. Er sollte daher mit einer technischen Überprüfung des Prozesses bewertet werden und nicht als einfacher Austausch.
Wenn ein Zylinder, Sensor oder eine andere Komponente der Linie nicht mehr hergestellt wird oder schwer zu finden ist, kann die Seite über Ersatzteile und Industriekomponenten ein Ausgangspunkt sein. Um ein Äquivalent unter Angabe von Marke, Code und Anwendung zu prüfen, können Sie ELEXONIK kontaktieren.