Was ist ein Linearantrieb?

Linearantriebe sind naturgemäß nicht sofort sichtbar, da sie in Maschinen aller Größenordnungen integriert und somit versteckt sind. Dank ihrer Vielseitigkeit, ihrer Langlebigkeit und der einfachen Installation sind sie jedoch in der bebauten Umwelt weitverbreitet.

In Wirklichkeit ist ein elektrischer Stellantrieb ein sehr einfaches Konstrukt, das aus einem Motor, einem Getriebe und einer Spindel besteht. Der Linearmotor kann ein Gleich- oder Wechselstrommotor sein. Die Bewegung wird durch eine Stange erzeugt, die sich in eine Welle hinein- und herausbewegt, während sie von der Leitspindel geschoben wird. Dies ist das Grundkonzept, das im Grunde für alle elektrischen Linearantriebe gilt. Natürlich gibt es verschiedene Größen und Formen, eine Steuerungs-Einheit wird auch eingebaut, um bestimmte Parameter einzustellen.

Wie bei so vielen Dingen in der Technik spielt die Größe eine Rolle. Je größer der Motor, desto größer die Nutzlast. Tatsächlich hängt die Größe des Motors sehr stark von den Anforderungen an die Nutzlast ab. Falls erforderlich, können zwei Antriebe miteinander verbunden werden, um sowohl die Tragfähigkeit als auch die Stabilität eines Linearantriebs zu erhöhen. Umgekehrt gibt es bei beengten Platzverhältnissen und geringer Nutzlast Mini- oder sogar Mikro-Linearantriebe, welche die Aufgabe erfüllen können, wenn der erforderliche Schub <100 mm beträgt.

Wie bereits erwähnt, werden Linearantriebe in alle Arten von Systemen integriert. Der Linearantrieb ist in der Regel über eine flexible Kupplung mit dem Motor verbunden. Diese Lösung ermöglicht es, den Motor entweder parallel oder senkrecht zum Linearantrieb zu montieren. Linearantriebe können als eigenständige Geräte betrieben werden, was bedeutet, dass sie sich leicht in Maschinen integrieren lassen, da sie keine maßgeschneiderten Teile benötigen.

Während Linearantriebe dank intelligenter Geräte zunehmend Einzug in unsere Häuser halten (siehe auch intelligente Fenster), ist ihr Einsatz aus wirtschaftlicher Sicht primär in der Fertigung zu spüren. Je nach Art des Unternehmens können die eingesetzten Linearantriebe pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch sein.

Ein pneumatischer Linearantrieb enthält einen Kolben, der die Antriebskraft erzeugt, und benötigt Druckluft, um zu funktionieren. Da er Ventile verwendet, die die Eingangskraft verdoppeln oder sogar verdreifachen können, benötigt er nur einen relativ geringen Druck (zwischen 2 und 8 bar). Sie werden häufig für Anwendungen mit hoher Nutzlast, Wasserpumpen oder Pick-and-Place-Bewegungen eingesetzt.

Hydraulische Linearantriebe arbeiten auf der Basis von Flüssigkeitskraft, die eine hohe Belastbarkeit für den Einsatz unter extremen Bedingungen bietet.

Elektrische Linearantriebe eignen sich für Anwendungen mit geringer bis hoher Belastung in den meisten Industriezweigen und bieten in der Regel eine bessere Lösung als hydraulische und pneumatische Linearantriebe.

Es gibt auch Piezo-Linearantriebe, die sich den Piezoeffekt zunutze machen: Da ein piezoelektrisches Material seine Abmessungen durch einfaches Anlegen einer Spannung verändert, sind Piezo-Linearantriebe ideal für Anwendungen, die eine präzise Positionierung mechanischer Geräte aller Größen erfordern, z. B. Spiegel an Satelliten oder miniaturisierte medizinische Geräte.

Da piezoelektrische Linearantriebe außerdem nur wenig Wärme abgeben und im eingeschalteten Zustand fast keinen Strom verbrauchen, sind sie in einer Vielzahl von Industriezweigen sehr beliebt, insbesondere dort, wo Roboter eingesetzt werden.

Die Bewegung von Robotern wird durch Linearantriebe ermöglicht, die mit Rädern, Klemmen, Armen und Beinen verbunden sind. So funktioniert etwa der Greifer am Ende eines Roboterarms dank eines Linearantriebs. Es ist leicht vorstellbar, warum in diesem Zusammenhang ein elektrischer Linearantrieb eine praktischere und zuverlässigere Lösung darstellt als ein hydraulischer Antrieb, der auf Hydraulikflüssigkeit angewiesen ist.

Die Lebensmittelindustrie ist ein anschauliches Beispiel, um den Bedarf an intelligenten und zuverlässigen Linearantriebe zu verdeutlichen. Ohne eine hoch entwickelte und groß angelegte Automatisierung in den Bereichen Ernte, Lebensmittelverarbeitung und -behandlung, Verpackung und Vertrieb könnte sie die Marktanforderungen nicht erfüllen.

All diese Bewegungen von Roboterarmen, Trennvorrichtungen, Schneidevorrichtungen usw., die typischerweise auf einem Förderband zu sehen sind, erfordern einen Linearantrieb. Es gibt auch stabförmige Modelle, die es ermöglichen, Produktionsbereiche zu reinigen.

Wie bereits erwähnt, halten elektrische Linearantriebe dank intelligenter Geräte Einzug in unsere Häuser und Wohnungen. Intelligente Fenster sind ein optimales Beispiel dafür. Unerreichbare Fenster können dank Linearantriebe geöffnet und geschlossen werden, da ihre Bewegung die Fenster dank eines großen Linearantriebs, des sogenannten „Schubstangenmotors“, ver- und entriegeln kann. Der Motor sorgt dafür, dass sich die Stange je nach Anforderung zusammenzieht oder ausfährt. Die Technologie wurde getestet, um bei jeder Art von Klima zu funktionieren, was bedeutet, dass die Fenster bei jedem Wetter bedienbar sein werden. Die intelligenten Fenster können von überall aus über eine App geöffnet und geschlossen werden. Damit dies möglich ist, verfügen sie über einen integrierten Linearantrieb, der mit der intelligenten Technologie verbunden ist.

Elektromotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um, die wiederum in Bewegung umgewandelt werden muss, um nutzbar zu werden. Dies wird durch den Anschluss eines Linearantriebs an den Motor erreicht. Die Antriebe sind pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch, deren Einsatzmöglichkeiten unbegrenzt. So können etwa Roboter ihre Gelenke mithilfe von Linearantriebe bewegen. Dank der Verbreitung von intelligenten Geräten, wie intelligenten Fenstern, sind sie auch immer häufiger in Haushalten zu finden.

Werfen Sie einen Blick auf unsere elektrischen Linearantriebe, nützlichen Steuerungen und Umschalter, um die richtige Leistung für Ihre Unternehmungen zu finden.