Een trend in de aandrijftechniek is vervanging van hydrauliek en pneumatiek door elektrische en elektromechanische systemen.

Energieverbruik, rendement en levensduur worden als belangrijkste redenen genoemd. Groneman BV in Hengelo krijgt steeds meer aanvragen om fluïdische aandrijvingen te vervangen, liefst één op één. Maar zo eenvoudig is dat niet, zegt sales engineer Hans Rozendom.

Hij begint met de eventuele vervanging van hydrauliek. "In de hydrauliekwereld zijn machinebouwers en eindklanten vooral beducht voor de milieukant. De wetgeving wordt hierin steeds strenger en de kleinste lekkages kunnen flinke boetes opleveren. Hydrauliek heeft het voordeel van de hoge krachtdichtheid. Als ik dezelfde kracht wil uitoefenen met een elektromechanische aandrijving, moet ik daar behoorlijk grote spindels en een flinke elektromotor tegenover zetten. Qua volume, gewicht en motorvermogen ben je elektromechanisch in het nadeel.”

Elektromechanisch niet altijd beter

Groneman heeft onder meer aanvragen gehad voor mobiele kraansystemen met een telescoopcilinder. Rozendom legt uit: "Daarbij moet een elektromechanisch systeem dezelfde snelheid en draagvermogen hebben als het huidige hydraulisch systeem. Een telescopische aandrijving is met schroefspindels met trapeziumspindel nog wel te realiseren, daar zijn oplossingen voor. Maar voor dezelfde kracht is een spindel met minimaal dezelfde diameter als een hydraulische cilinder nodig. Vervolgens zijn een tandwielkast en een grotere elektromotor vereist, samen een flinke massa. De eerste trap moet ook de gewichten van de bovenste trappen dragen, wat ten koste gaat van het netto draagvermogen. Is snelheid belangrijk, dan is een kogelomloopspindel een optie. Maar die is duurder en niet zelfremmend. Elektromechanisch wordt de kraan niet alleen veel zwaarder maar ook duurder dan een (vrij standaard) hydraulische oplossing.”

Rozendom vervolgt: “In de mobiele markt heeft hydrauliek het voordeel van zijn hoge krachtdichtheid. Maar in stationaire opstellingen, in gebouwen, zie je een duidelijke vervangingsvraag richting elektromechanische of puur elektrische aandrijving. Een voordeel van deze technologieën is, dat de aandrijvingen beter te regelen zijn. Je kunt met vrij eenvoudige encoders al nauwkeurig regelen en positioneren. Als je dat met hydrauliek of pneumatiek wilt doen, is de sensor misschien wel duurder dan de cilinder."

Bij de afbeeling: Linmot is fabrikant van puur elektrische actuatoren (foto: Groneman)

Pneumatiek

In kassen en bij het oogsten van gewassen wordt veel pneumatiek toegepast: eenvoudig, betaalbaar en gemakkelijk zelf te onderhouden. Maar de lange leidingen vertonen vaak lekkage, terwijl het energetisch rendement niet gunstig is. Rozendom: "Een pneumatische cilinder is een stuk goedkoper dan een elektrische lineaire aandrijving, maar heeft veel meer energie nodig. Er zijn behoorlijk wat applicaties waarbij een lineaire motor binnen een jaar is terugverdiend. Maar het moet wel zin hebben. Ik wil altijd weten waarom een machinebouwer of eindgebruiker zijn pneumatiek wil vervangen. Vaak wordt energieverbruik als argument genoemd. Kleine cilindertjes verbruiken niet veel lucht en zijn in gebruik niet zo duur. Dan verdien je een lineaire motor niet terug door een lager energieverbruik. Dan is een elektromechanische lineaire module misschien een betere oplossing."

Een puntje is nog het kennisniveau bij distributeurs en eindklanten. Nederland telt veel machinebouwers die exporteren, ook naar landen waar ze geen controle hebben op het kennisniveau van de operators en monteurs. Die zijn vaak mechanisch georiënteerd en niet gewend aan een lineaire motor. Dat is een servomotor, dus daar komt elektronica en software aan te pas

waar ze geen verstand van hebben. "Wij adviseren onze klanten om die motoren zodanig in te bouwen dat ze niet stuk kúnnen gaan. Goed ingebouwd overleeft een lineaire motor ruimschoots de machine waar hij in zit. Dat lukt een pneumatische cilinder niet. Als je in het voortraject de juiste keuzes maakt, voorkom je later schades en onnodig onderhoud."

Bij de afbeelding: Elektrische actuator type LinMot PS01 48X240 Atex (foto: Groneman)

Lineaire elektromotoren

Voor selectie en gebruik van elektrische aandrijvingen is meer en/of andere kennis nodig dan bij hydrauliek en pneumatiek. En bij kortsluiting valt alles stil. Toch zijn dat argumenten waar klanten zelden mee schermen. Rozendom: "Bijna alle machines hebben tegenwoordig een besturing. Met een lineaire motor kun je vaak kleiner bouwen en je kunt er complexere bewegingen mee uitvoeren. Dat vergt ook meer software. Ik zie steeds vaker dat software-engineers vanuit hun expertise een beslissende stem hebben."

Het komt voor dat een machinebouwer of eindklant belt met de mededeling dat een lineaire motor kapot is. Rozendom neemt dat nooit klakkeloos aan. "Een servomotor luistert alleen naar wat de besturing hem instrueert. Als een lineaire motor kapot gaat, ligt de oorzaak bijna altijd daarbuiten. Als ik domweg een vervangende motor stuur, is de kans groot dat de (eind)klant een dag later opnieuw belt. Het probleem ligt meestal in hetgeen de motor aan moet drijven, door onder andere vervuiling, slijtage, veroudering et cetera."

Bij de afbeelding: Een elektromechanische lineaire module van Unimotion (foto: Groneman).

Consequenties

Wat betekent een omslag van hydrauliek en pneumatiek richting elektrisch en elektromechanisch voor een onderneming als Groneman? "We zijn een technische groothandel, maar geen dozenschuiver. Wij onderhouden nauwe contacten met onze leveranciers, commercieel maar zeker ook technisch. Onze leveranciers organiseren regelmatig webinars zodat distributeurs als Groneman hun kennis op peil houden. Wij bezoeken ze ook heel regelmatig voor training en bijscholing.

Wij willen onze klant kunnen vertellen wat hij moet doen om bepaalde bewegingen te realiseren. Wij kunnen niet programmeren, we kunnen wel vertellen welke functies hij moet gebruiken. Wij kunnen berekenen voor de klant, maar hij moet het zelf realiseren. Groneman wil klanten helpen in het ontwerptraject, om later problemen in het veld te voorkomen. Als een machine stilstaat in de binnenlanden van Zuid-Amerika kan ik weinig doen. Wij willen kennis delen, zowel met onze fabrikanten als met onze klanten. Onze kennis van zowel producten als applicaties is ons bestaansrecht. Je moet kunnen inschatten wat de klant wil en dat vertalen naar oplossingen."