Hydraulischer Schwenkantrieb, Drehantrieb, Drehmotor & Schwenkmotor erklärt
Funktionsprinzip und Einsatz im Überblick

Der Schwenkmotor hat im Deutschem viele Namen: Er wird auch Schwenkantrieb oder Drehantrieb genannt, außerdem Drehzylinder, Drehmotor, Schwenkzylinder oder Schwenktrieb. Was all diese Synonyme eint: maximale Leistungsmomente auf engstem Raum.

Der Schwenkmotor basiert auf einem Antriebskonzept, mit dem man selbst die schwersten Dinge drehen und schwenken kann – in der Regel zwischen 45° und 360°, in Extremfällen sogar bis zu 1440°. Und die Schwenkantriebe von Eckart Hydraulics gehören zur absoluten Referenz, auf sie wird in vielen Lehr- und Fachbüchern verwiesen.

Die Bezeichnung Schwenkmotor ist mit der ISO 5598 festgelegt. Schwenkmotoren bzw. Drehantriebe bestehen aus kompakten Aggregaten, die mit hydraulischem oder pneumatischem Druck eine Antriebswelle bewegen – sowohl in die eine als auch in die andere Richtung. Die Antriebswelle dreht eine Baggerschaufel, schwenkt eine S-Bahn-Tür oder bewegt bei einer Feuerwehrleiter den Korb, um nur ein paar Anwendungsbeispiele zu nennen.

Das Herausragende daran: In kompakter Bauweise kann der Schwenkzylinder maximale Leistung erzeugen. Sicher, kraftvoll, schnell und exakt – dabei aber dennoch einfach und präzise in der Steuerung. Eckart Hydraulics setzt bei seinen Drehantrieben übrigens auf das Steilgewindeprinzip für absolute Leistungsdichte. Unsere Schwenkmotoren arbeiten in einem Druckbereich von 20 bis etwa 250 bar.

Im Bereich hydraulischer Drehantriebe spielt das Steilgewinde eine bedeutende Rolle.
Das Steilgewinde in hydraulischen Drehantrieben ermöglicht die präzise Steuerung und Stabilisierung von Zwischendrehwinkeln. Dies geschieht, indem es die lineare Kolbenbewegung in eine effektive Rotationsbewegung der Abtriebswelle umwandelt. Diese Umwandlung erfolgt unter Einsatz von hydraulischem Druck in einem kleinen Raum, was beeindruckende Drehmomente erzeugt.

Das herausragende Merkmal des Steilgewindeprinzips besteht in der Erzeugung eines hohen Drehmoments und hervorragender Haltekraft. Es ist auch äußerst anpassungsfähig in Bezug auf äußere Abmessungen. Obwohl dieses Prinzip auf den ersten Blick einfach erscheinen mag, erfordert die Herstellung funktionsfähiger und zuverlässiger Antriebe ein hohes Maß an Präzision und umfassendem Fachwissen.

Hydraulische Schwenkantriebe nach dem Steilgewinde- bzw. Helical-Spline-Prinzip werden international unter verschiedenen Begriffen geführt.
Im englischsprachigen Raum sind insbesondere Bezeichnungen wie „Hydraulic Rotary Actuator“, „Limited Rotation Actuator“, „Semi-Rotary Actuator“, „Swing Actuator“ oder „Helical Rotary Actuator“ verbreitet.

Je nach Branche, Region und Anwendung werden außerdem Begriffe wie „Rotary Drive“, „Swivel Drive“ oder „Rotary Cylinder“ verwendet.

Im internationalen Marktumfeld findet sich teilweise auch die informelle Bezeichnung „HELAC-Type“. Ähnlich wie bekannte Markennamen in anderen Industriebereichen gelegentlich als allgemeine Bezeichnung für eine bestimmte Technologie verwendet werden, dient dieser Begriff häufig als
Sammelbezeichnung für hydraulische Schwenkantriebe mit Steilgewinde, helicalem bzw. schraubenförmigem Wirkprinzip. Unabhängig vom tatsächlichen Hersteller.

Eckart Hydraulics entwickelt und fertigt hydraulische Schwenkantriebe auf Basis des Steilgewindes seit Jahrzehnten für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Drehmoment, Präzision, Bauraum und Zuverlässigkeit.

Je nach Land, Branche und Hersteller werden hydraulische Schwenkantriebe unter unterschiedlichen Bezeichnungen geführt. In der Praxis werden dabei jedoch häufig verschiedene technische Konzepte, Bauformen und Antriebsprinzipien miteinander vermischt oder unter ähnlichen Begriffen zusammengefasst.

Einige der folgenden Bezeichnungen werden im allgemeinen Sprachgebrauch oder in Suchmaschinen oft synonym verwendet, obwohl sich dahinter teilweise unterschiedliche technische Systeme verbergen können — beispielsweise Schwenkantriebe mit Steilgewindeprinzip, Zahnstangenprinzip, Flügelzellenprinzip oder endlos rotierende hydraulische Antriebe.

Die folgende Übersicht dient daher in erster Linie der technischen und internationalen Begriffseinordnung rund um hydraulische Schwenk- und Drehbewegungen.

Das folgende Video zeigt das Funktionsprinzip eines hydraulischen Schwenkantriebs anhand des SM4 von Eckart Hydraulics. Die Animation veranschaulicht die Umwandlung von hydraulischem Druck in eine kontrollierte Drehbewegung sowie zentrale konstruktive Eigenschaften des Systems.

Erklärung der technische Funktionsweise im Detail

• Hydraulischer Druck bewegt einen Kolben linear im Gehäuse
• Die Bewegung wird über eine schrägverzahnte Führung in Rotation umgesetzt
• Die Drehbewegung erfolgt kontinuierlich über den gesamten Schwenkbereich
• Endlagen werden kontrolliert gedämpft

Was das Video zusätzlich zeigt

• 13 Baugrößen zur Skalierung des Systems
• Standard-Drehwinkel von 90° bis 360° sowie frei definierbare Zwischenpositionen
• Realisierbare Drehwinkel über 360° hinaus
• Betriebsbereich von ca. 10 bis 250 bar
• Einsatzfähigkeit im Temperaturbereich von -25 °C bis +70 °C
• Einstellbare Nullposition der Abtriebswelle
• Feinjustierung der Endlagen (±5°)

Warum dieses Prinzip in der Praxis eingesetzt wird

Durch die direkte Umwandlung der linearen Kolbenbewegung in eine Drehbewegung innerhalb eines geschlossenen Systems entsteht eine besonders kompakte und gleichzeitig leistungsstarke Bauweise. Dies ermöglicht hohe Drehmomente bei minimalem Bauraum sowie eine zuverlässige Funktion auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.

Im Bereich der Schwenkmotoren, aber auch bei den Hub-Schwenk-Einheiten und Mehrachsengeräten gilt Eckart Hydraulics als großer Pionier. Dank der Umsetzung aktuellster Materialforschung und die individuelle Konstruktion der Drehantriebe gehen wir einen absolut kompromisslosen Weg.

Mehr als 50 Jahre Entwicklung stecken in den Eckart-Antrieben. Mehr als eine halbe Million weltweit ausgelieferter Drehantriebe sprechen für sich. Sie werden auch in kritischen und hochsensiblen Bereichen verwendet, zum Beispiel in der Personensicherung und der Menschenrettung, aber auch in anderen Sicherheitssystemen, der Lebensmittelindustrie, zum Test von Flugzeugfahrwerken, bei Schiffsluken oder auf Bohrinseln. Bestes Material, höchste Fertigungspräzision, lebenslanger Support und Reparaturmöglichkeit gehören zu unserem Standard. Kurz: Auf Eckart Hydraulics ist Verlass..

Elektrische Antriebe sind sinnvoll, wenn keine Hydraulik vorhanden ist, wenn es sehr sauber sein muss oder wenn eher leichte bis mittlere Lasten bewegt werden. Für viele Automatisierungs- und Antriebsaufgaben passt das gut.

Sobald jedoch hohe Drehmomente, wenig Bauraum und harte Einsatzbedingungen zusammenkommen, ist der hydraulische Schwenkmotor oft die robustere und wirtschaftlichere Wahl.
Je nach Anwendung wird er auch Drehantrieb, Drehmotor, Drehzylinder oder Schwenkantrieb genannt. 
Besonders in der Mobilhydraulik und in rauen Industrieumgebungen spielt Hydraulik ihre Stärken aus, wenn hohe Kräfte gefragt sind und Schocklasten, Vibrationen, Schmutz und Temperaturwechsel zum Alltag gehören.
Auch bei der Dynamik ist Hydraulik keineswegs im Nachteil: Je nach Auslegung sind sehr schnelle Bewegungen möglich, beispielsweise 180° deutlich unter einer Sekunde.

Die wichtigsten Vorteile hydraulischer Schwenkantriebe:

• Hohe Kraftdichte: viel Drehmoment bei kompakter Bauform
• Robustheit: unempfindlich gegenüber Stoßbelastungen und anspruchsvoller Umgebung
• Kontrollierte Bewegung: definierte Endpositionen auch bei großen Massen
• Auslegung nach Anwendung: Drehmoment, Drehwinkel (typisch 0° bis 360°), Lastprofil und Duty Cycle werden passend ausgelegt

Wenn Robustheit, hohe Kraft und verlässliche Funktion in fordernden Umgebungen gefragt sind und Sicherheit in der Auslegung eine zentrale Rolle spielt, liefert das Steilgewindeprinzip unserer hydraulischen Eckart-Schwenkmotoren eine besonders belastbare Lösung.

Die Schwenkantriebe werden in vielen Bereichen und Branchen genutzt. 
Besonders im Mining, sowohl Übertage als auch Untertage, zeigen sie ihre Stärken:
Dort gehören extreme Lasten, Stöße, Vibrationen, Schmutz und härteste Dauerbeanspruchung zum Alltag.

Branchen, in denen unsere Schwenkantriebe typischerweise zu finden sind:

• Mining (Übertage & Untertage)
• Mobilhydraulik & Baumaschinen
• Schwerindustrie & Stahlwerke
• Fahrzeugbau & Nutzfahrzeuge
• Maschinenbau & Sondermaschinen
• Kraftwerke & Energieanlagen
• Onshore / Offshore
• Schiffbau & Marine-Anwendungen
• Lebensmittelindustrie
• Pharmaindustrie

Eine Sonderform des Drehantriebs sind Hub-Schwenk-Einheiten. Hier wird der klassische Schwenkmotor mit einem doppelwirkenden Linearzylinder kombiniert. Dadurch sind auf kleinem Raum sowohl Schwenk- als auch Linearbewegungen möglich. Eckart Hydraulics hat die Hub-Schwenk-Kombination HSE4 im Programm, die volle Flexibilität auf engstem Raum bietet.

Die beiden Einheiten hydraulisch voneinander getrennt ansteuerbar. Dadurch sind alle möglichen Bewegungsabläufe möglich: nach links und nach rechts schwenken, linear ein- und ausfahren. Weil der Schwenkmotor und der Linearzylinder aber auch gleichzeitig angesteuert werden können, können die Bewegungen auch synchron ausgeführt werden.

Es versteht sich von selbst, dass es für diese komplexen und unterschiedlichen Formen der Anwendung oftmals einer Spezialanfertigung bedarf. Bei Eckart Hydraulics gehört das zum Grundkonzept. Wir setzen Kundenwünsche zu 100 Prozent um. Sie können sich von uns Ihren Schwenkmotor anfertigen lassen, exakt nach Ihren Vorstellungen und mit unserem Know-how.

Jeder speziell angefertigte Antrieb basiert dabei auf unseren erprobten drei Modellreihen: SM4, E1 oder E3.