Linearantriebe werden typischerweise durch ihren Antriebsmechanismus charakterisiert – Riemenantrieb, Kugel- oder Gewindespindelantrieb, pneumatischer Antrieb usw. Elektrische Stangenantriebe werden jedoch häufig anhand der Eingangsspannung ihrer integrierten Motoren klassifiziert – üblicherweise 12 oder 24 Volt. Diese Antriebe erzeugen Schubkräfte, ähnlich wie pneumatische oder hydraulische Zylinder. Tatsächlich werden elektrische Stangenantriebe aufgrund ihrer Einfachheit und der potenziellen Kosteneinsparungen, die sich durch den Wechsel von Fluid- zu Elektroantrieb ergeben, häufig als Ersatz für pneumatische oder hydraulische Zylinder eingesetzt.

Design

Wie der Name schon sagt, verfügt ein 12-Volt-Linearantrieb über einen 12-Volt-Gleichstrommotor, der im Antriebskörper integriert oder fest mit diesem verbunden ist. 12-Volt-Antriebe werden fast ausschließlich über einen von zwei Mechanismen angetrieben: eine Kugelumlaufspindel oder eine Gewindespindel. Die meisten Ausführungen verwenden ein Getriebe oder einen Getriebemotor, um die Schubkraft und die Drehzahl des Antriebs zu optimieren. Die einfachste Ausführung besitzt an jedem Hubende einen Endschalter, sodass der Antrieb ohne Zwischenpositionierung vollständig aus- und einfährt. Die meisten Hersteller bieten jedoch optional programmierbare Endschalter für Zwischenpositionierungen an.

Da diese elektrischen Stangenantriebe häufig hydraulische oder pneumatische Zylinder ersetzen, orientieren sich einige ihrer grundlegenden Konstruktionsmerkmale an den Standards anderer Technologien. Die Montage ist ein gutes Beispiel. Ein 12-Volt-Linearantrieb wird typischerweise wie ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder montiert, wobei die meisten sowohl Gabel- als auch Zapfenbefestigungen bieten. Bei einigen Produktlinien von 12-Volt-Linearantrieben finden sich Gehäusegrößen und Montageoptionen, die ISO-, NFPA- und anderen Normen entsprechen. Dies vereinfacht die Umrüstung von einem pneumatischen oder hydraulischen auf einen elektrischen Antrieb in bestehenden Anwendungen erheblich.

Leistung und Auswahl
Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Stangen- und Gleitantrieben besteht darin, dass Stangenantriebe ausschließlich Schubkraft erzeugen. Sie werden primär zum Schieben und/oder Ziehen von Lasten mittels einer Stange oder eines Rohrs eingesetzt, die sich aus dem Antrieb aus- und einfahren lässt. Die Stange wird zwar von einer Gleitbuchse geführt, jedoch gibt es keine Linearführungen zur Lastaufnahme. In den meisten Anwendungen erfolgt die Lastaufnahme und -führung durch vom Antrieb unabhängige Schienen. Dieses Funktionsprinzip erklärt die verschiedenen Bezeichnungen für diese Antriebe, darunter „elektrische Zylinder“, „Schubantriebe“ und „Stangenantriebe“.

Die Dimensionierung und Auswahl eines 12-Volt-Linearantriebs ist recht einfach, da der Motor voreingestellt und im Antrieb integriert ist. Der erste zu berücksichtigende Parameter ist üblicherweise die Schubkraft, da diese oft die Gesamtgröße des Antriebs bestimmt. Als nächstes ist der Hub zu betrachten, da ein kleiner Antrieb zwar die Schubkraftanforderungen erfüllen kann, aber möglicherweise nicht den erforderlichen Hub erreicht.

Nach der ersten Auswahl des Aktuators anhand von Schubkraft und Hub können die Anforderungen an Drehzahl und Einschaltdauer überprüft werden. Die zulässigen Kraft-Drehzahl-Kombinationen werden üblicherweise vom Hersteller in Form einer Kennlinie oder eines Diagramms angegeben. Sobald bestätigt ist, dass alle anderen Parameter innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aktuators liegen, ist es wichtig, die erforderliche Einschaltdauer zu überprüfen, da die Motorerwärmung die Leistung des Aktuators beeinträchtigen kann.

Geeignete Anwendungen
Immer wenn eine Last geschoben oder gezogen werden muss, ohne geführt oder getragen zu werden, ist ein Stangenantrieb eine gute Wahl. Dies gilt beispielsweise für das Öffnen und Schließen von Schiebetüren in Anwendungen wie Eisenbahnwaggons und Bearbeitungszentren. In der Medizintechnik werden 12-Volt-Antriebe häufig zur ergonomischen Positionierung von Arbeitstischen oder Patientenbetten eingesetzt.

In Förderanlagen werden diese Aktuatoren häufig eingesetzt, um Produkte je nach Prozessanforderungen auf dem Förderband anzuhalten oder umzuleiten. Da sie vollständig gekapselt und in IP-geschützten oder hygienischen Ausführungen erhältlich sind, eignen sich Stangenaktuatoren besonders für die Pharma- sowie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, wo rein kraftbetriebene Vorgänge wie Einlegen, Etikettieren oder Stanzen typisch sind.