Wofür braucht eine Armatur einen Antrieb?

Ein Antrieb betätigt die Armatur automatisch statt per Hand. Bei Kugelhähnen, Kükenhähnen und Absperrklappen ist das ein Schwenkantrieb: Er dreht die Welle der Armatur um 90 Grad und öffnet oder schließt so den Durchfluss. Der Antrieb wird auf den Kopfflansch der Armatur montiert, häufig über eine genormte Schnittstelle nach EN ISO 5211.

Pneumatische Antriebe

Funktionsweise

Ein pneumatischer Antrieb wird mit Druckluft betrieben. Die Druckluft bewegt Kolben im Antriebsgehäuse, und eine Mechanik wandelt diese Bewegung in eine Drehbewegung um. Gesteuert wird die Druckluft meist über ein Magnetventil, das direkt am Antrieb sitzt.

Es gibt zwei Grundausführungen:

• Doppeltwirkend: Die Druckluft bewegt den Antrieb in beide Richtungen. Fällt die Druckluft aus, bleibt der Antrieb in der Regel in seiner Stellung.
• Einfachwirkend (mit Federrückstellung): Die Druckluft bewegt den Antrieb in eine Richtung, Federn bewegen ihn zurück. Fällt die Druckluft aus, fährt die Armatur selbsttätig in eine festgelegte Sicherheitsstellung, also offen oder geschlossen.

Typische Anwendungsbereiche

• Anlagen mit vorhandener Druckluftversorgung
• Armaturen, die schnell und häufig schalten sollen
• Anwendungen, bei denen die Armatur bei Energieausfall sicher öffnen oder schließen muss
• Explosionsgefährdete Bereiche, da der Antrieb selbst ohne Strom arbeitet

Elektrische Antriebe

Funktionsweise

Ein elektrischer Antrieb besteht aus einem Elektromotor und einem Getriebe. Der Motor dreht die Welle der Armatur über das Getriebe in die gewünschte Stellung. Endlagenschalter schalten den Motor ab, sobald die Armatur offen oder geschlossen ist. Viele elektrische Antriebe haben eine Handnotbetätigung, mit der sich die Armatur auch ohne Strom bewegen lässt.

Fällt der Strom aus, bleibt ein elektrischer Antrieb in der Regel in seiner aktuellen Stellung stehen. Soll die Armatur dann in eine Sicherheitsstellung fahren, braucht es eine entsprechende Ausführung, zum Beispiel mit Federrücklauf oder Notstromeinheit.

Typische Anwendungsbereiche

• Anlagen ohne Druckluftversorgung
• Abgelegene oder weit verteilte Anlagen, etwa in der Wasserversorgung
• Armaturen, die direkt in eine elektrische Steuerung oder ein Leitsystem eingebunden werden sollen
• Regelaufgaben mit analogem Stellsignal
  
  

Steuerung im Detail

Auf/Zu-Betrieb: Beide Antriebsarten öffnen und schließen die Armatur auf ein Steuersignal hin. Endlagenschalter melden zurück, ob die Armatur tatsächlich offen oder geschlossen ist.

Regelbetrieb: Soll die Armatur Zwischenstellungen anfahren, braucht der pneumatische Antrieb einen Stellungsregler. Ein elektrischer Antrieb benötigt dafür eine Regelelektronik, die ein analoges Signal verarbeitet. Wichtig: Auch die Armatur selbst muss für den Regelbetrieb geeignet sein.

Kosten und Wartung

Ein pneumatischer Antrieb ist in der Anschaffung oft günstiger. Dafür braucht er eine Druckluftversorgung mit Kompressor, Leitungen und Aufbereitung. Ist diese Infrastruktur bereits vorhanden, fällt der Vorteil des pneumatischen Antriebs deutlich aus. Muss sie erst geschaffen werden, kann sich das Bild umkehren.

Ein elektrischer Antrieb kostet in der Anschaffung meist mehr, braucht aber nur einen Stromanschluss. Für einen fairen Vergleich sollten Sie deshalb nicht nur den Preis des Antriebs betrachten, sondern die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer.

In der Wartung sind beide Antriebsarten überschaubar. Bei pneumatischen Antrieben kommt es vor allem auf saubere, trockene Druckluft an. Bei elektrischen Antrieben stehen der Schutz vor Feuchtigkeit und die Funktion der Elektrik im Vordergrund.

Entscheidungshilfe mit Praxisbeispielen

Beispiel 1: Prozessanlage mit Druckluftnetz

In einer Produktionsanlage gibt es bereits ein Druckluftnetz. Mehrere Kugelhähne sollen schnell schalten und bei einem Ausfall der Energieversorgung automatisch schließen. Hier ist ein einfachwirkender pneumatischer Antrieb mit Federrückstellung eine typische Lösung.

Beispiel 2: Abgelegene Pumpstation

Eine Absperrarmatur in einer abgelegenen Pumpstation soll fernbedient werden. Druckluft ist nicht vorhanden, ein Stromanschluss schon. Hier ist ein elektrischer Antrieb meist die einfachere Lösung, da keine Druckluftversorgung aufgebaut werden muss.

Beispiel 3: Stetige Regelung im Leitsystem

Ein Durchfluss soll über ein Leitsystem stufenlos geregelt werden. Beide Antriebsarten sind möglich: elektrisch mit Regelelektronik oder pneumatisch mit Stellungsregler. Entscheidend sind vorhandene Infrastruktur, benötigte Stellgeschwindigkeit und Verhalten bei Energieausfall.

Beispiel 4: Explosionsgefährdeter Bereich

Eine Armatur sitzt in einem Ex-Bereich. Pneumatische Antriebe sind hier häufig im Einsatz, weil der Antrieb selbst ohne Strom arbeitet. Magnetventile und Endlagenschalter müssen trotzdem für den Ex-Bereich zugelassen sein. Elektrische Antriebe sind ebenfalls möglich, dann in einer Ex-geschützten Ausführung.

Kurz zusammengefasst

• Eher pneumatisch: Druckluft ist vorhanden, die Armatur soll schnell und häufig schalten oder bei Energieausfall sicher in eine Endlage fahren.
• Eher elektrisch: Druckluft fehlt, die Anlage ist weit verteilt oder die Armatur soll einfach in eine elektrische Steuerung eingebunden werden.

Checkliste für Ihre Anfrage

Mit diesen Angaben können wir den passenden Antrieb für Sie auslegen:

• Armatur: Bauart, Nennweite und, falls bekannt, Drehmoment
• Vorhandene Energieversorgung: Druckluft (Druck) und/oder Spannung
• Betrieb: Auf/Zu oder Regeln
• Gewünschte Stellung bei Energieausfall
• Schalthäufigkeit und gewünschte Stellzeit
• Steuersignale und Rückmeldungen
• Umgebung: Ex-Bereich, Außenaufstellung, Temperatur