Schraubendurchmesser, Länge oder Endlageranordnung.

Wie viele Begriffe, die in der Linearbewegungsbranche verwendet werden – „Hochleistung“, „Miniatur“ und „korrosionsbeständig“, um nur einige zu nennen – gibt es keinen Industriestandard, der angibt, was ein „Hochgeschwindigkeits“-Linearantrieb ausmacht. Dennoch gibt es einige allgemeine Richtlinien, die Hersteller befolgen, wenn sie ihre Aktuatoren als Hochgeschwindigkeitsantriebe klassifizieren und vermarkten. Diese Richtlinien basieren in der Regel auf dem Antriebsmechanismus, dem Aktuatortyp und sogar auf der primären Verwendung oder Branche. Das Verständnis dieser Unterschiede kann Ihnen helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen, wenn Ihre Anwendung einen „Hochgeschwindigkeits“-Linearaktuator erfordert.

Die Geschwindigkeit hängt in erster Linie vom Antriebsmechanismus ab

Der begrenzende Faktor für die Geschwindigkeitsfähigkeit eines Aktuators ist typischerweise der Antriebsmechanismus. Kugelumlaufspindeln und Leitspindeln sind in ihrer Geschwindigkeit durch ihre Peitschenneigung begrenzt, die vom Durchmesser, der Länge und der Endlageranordnung der Spindel abhängt. Da die Konstruktion von Leitspindeln auf Gleitkontakt basiert und aufgrund der Reibung hohe Wärme erzeugt, weisen sie häufig niedrigere Höchstgeschwindigkeiten auf als Kugelumlaufspindeln ähnlicher Größe. Bei den Spindeltechnologien werden daher Aktuatoren, die auf Kugelumlaufspindelantrieben basieren, eher als „Hochgeschwindigkeitsantriebe“ eingestuft als solche, die auf Leitspindelantrieben basieren.

Aktuatoren, die auf Riemenantrieben oder Zahnstangenantrieben basieren, können in der Regel höhere Geschwindigkeiten erreichen als Kugelumlaufspindeln, vorausgesetzt, sie sind richtig gespannt (bei Riemenantriebsversionen) oder vorgespannt (bei Zahnstangenversionen). Aktuatoren mit stahlverstärkten Riemen können Geschwindigkeiten von 10 m/s oder mehr erreichen, während Aktuatoren mit Zahnstangenantrieb üblicherweise Geschwindigkeiten von 5 m/s erreichen können.

Auch der Antriebstyp spielt bei der Höchstgeschwindigkeit eine Rolle

Bei der Diskussion von Hochgeschwindigkeits-Linearaktuatoren kommt ein weiterer Faktor ins Spiel: die Art des Aktuators. Die Bezeichnung „Hochgeschwindigkeit“ wird am häufigsten für Schubstangenantriebe – auch Elektrozylinder genannt – verwendet, da ihre Hauptanwendungsbereiche Schiebe-/Zieh- und Einführvorgänge umfassen, die typischerweise sehr kurze Ausfahr- und Einfahrzeiten erfordern. Diese Aktuatoren können entweder über eine Kugelumlaufspindel oder eine Leitspindel angetrieben werden, mit Geschwindigkeiten von 0,1 m/s bis über 1 m/s. Einige Hersteller bieten sogar riemengetriebene Stabantriebe an, die Geschwindigkeiten von bis zu 2,5 m/s erreichen können.

Schieber- oder Schlittenaktoren (auch stangenlose Aktoren genannt) können in vielen Fällen sogar höhere Geschwindigkeiten erreichen als Stangenaktoren. Da sie jedoch in erster Linie zur Positionierung und zum Transport, typischerweise bei hohen Lasten, eingesetzt werden, werden sie seltener als „Hochgeschwindigkeit“ vermarktet. Kolbenstangenlose oder schieberartige Aktuatoren verfügen über eine breite Palette an Antriebsoptionen, darunter Leitspindel, Kugelumlaufspindel, Zahnstange und Ritzel, Riemen und Linearmotor.

Linearmotoren bieten von Natur aus die höchste Geschwindigkeitsfähigkeit, ohne mechanische Teile, die die Geschwindigkeit begrenzen oder Reibung und Wärme erzeugen. Beim Einbau in einen Linearantrieb sind Linearmotorantriebe jedoch durch die Geschwindigkeit des Führungsmechanismus begrenzt. Ebenso können stahlverstärkte Riemenantriebe Geschwindigkeiten von mehr als 12 m/s erreichen, sind jedoch wie Linearmotoren durch die maximale Geschwindigkeit der Führung begrenzt. Die am häufigsten verwendeten Führungssysteme bei Linearmotoren und Riemenantrieben sind umlaufende Profilschienenlager, deren maximale Geschwindigkeiten typischerweise bis zu 5 m/s erreichen. Begrenzung der Gesamtgeschwindigkeit des Aktuators auf 5 m/s oder weniger.

Höhere Geschwindigkeiten können jedoch erreicht werden, wenn Riemenantriebe mit Kurvenrollenführungen anstelle von Profilschienenumlauflagern kombiniert werden. Mit vorgespannten Kurvenrollenführungen und einem ordnungsgemäß gespannten, stahlverstärkten Riemenantrieb machen diese Hochgeschwindigkeits-Linearaktuatoren mit Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/s den Sieg davon.