Ein Vakuumaktuator ist ein Mechanismus, der durch die vakuuminduzierte Bewegung eines internen Kolbens oder einer Membran eine Schalt- oder Betätigungskraft auf ein Sekundärgerät überträgt. Diese Aktuatoren sind typischerweise in Maschinen oder Prozessen zu finden, die während des Betriebs ein Vakuum erzeugen, beispielsweise in Automobilmotoren. Der Vakuumantrieb besteht aus einer kleinen abgedichteten Kammer, die mit einem fest sitzenden Kolben oder einer unverlierbaren Membran ausgestattet ist. Eine Betätigungsstange ist am Kolben oder an der Membran befestigt und verlässt die Kammer, um eine Verbindung zum Sekundärgerät herzustellen. Ein Anschluss in der Kammer ist mit dem Teil der Maschine verbunden, der Vakuum erzeugt, und wenn das Vakuum auf einen eingestellten Wert ansteigt, wird der Kolben in den Anschluss gezogen und sorgt so für die gewünschte Betätigungskraft.
Aktuatoren ermöglichen Fernarbeit durch Schalten, Bewegen oder Aktivieren sekundärer Mechanismen. Es gibt viele verschiedene Arten von Aktuatoren, von einfachen elektromagnetischen Magnetspulen bis hin zu hochpräzisen Servoaktuatoren. Diese Geräte sind zur Versorgung ihrer Ausgänge auf eine Vielzahl von Stromquellen angewiesen, darunter elektrischer Strom, hydraulischer Druck oder Druckluft. Der Vakuumaktuator ist eine sehr spezielle Art von Betätigungsgerät, das eine Vakuumquelle aus dem betätigten System nutzt, um seine Ausgangsbewegung anzutreiben. Zu den üblichen Anwendungen für diese Aktuatoren gehören verschiedene Motorfunktionen in Automobilen und die Aktivierung von Komponenten in Klimaanlagen.
Das Grundprinzip, nach dem der Vakuumaktor funktioniert, ist recht einfach und lässt sich in der Praxis am gewöhnlichen Trinkhalm erkennen. Wenn der Strohhalm angesaugt wird, entsteht im Inneren des Strohhalms ein Vakuum, das die Flüssigkeit in Richtung der Saugquelle drückt. Der Vakuumaktor besteht aus einer hermetisch abgeschlossenen Kammer mit einem Kolben oder einer Membran im Inneren. Der Kolben oder die Membran wiederum ist mit der Antriebsstange verbunden, die die Abtriebsbewegung auf die entsprechende Systemkomponente überträgt.
Die Vakuum-Betätigungskammer ist mit einem Anschluss auf der gegenüberliegenden Seite der Betätigungsstange ausgestattet. Dieser Anschluss wird dann mit der Vakuumquelle verbunden. Wenn sich das Vakuum aufbaut, zieht es Luft aus der Kammer, indem es den Kolben oder die Membran auf die gleiche Weise wie das Getränk im Strohhalm in Richtung der Öffnung zieht. Wenn sich der Kolben oder die Membran bewegt, bewegt sich auch die Antriebsstange und sorgt dabei für die Betätigungsbewegung. Das Ausmaß und die Dauer dieser Bewegung hängen vollständig von der Größe des Vakuums ab, wodurch der Vakuumaktuator in der Lage ist, die Eingangskräfte sehr genau in die erzeugte Ausgangsleistung umzuwandeln.