Linearantriebe zeichnen sich typischerweise durch ihren Antriebsmechanismus aus – Riemenantrieb, Kugel- oder Leitspindelantrieb, pneumatischer Antrieb usw. Es ist jedoch nicht ungewöhnlich, dass elektrische Stabantriebe nach der Eingangsspannung – üblicherweise 12 oder 24 Volt – ihres integrierten Antriebs klassifiziert werden Motoren. Diese Aktuatoren liefern eine Schubkraft, ähnlich wie ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder. Aufgrund ihrer Einfachheit und der potenziellen Kosteneinsparungen, die durch den Wechsel von Fluidantrieb zu elektrisch angetriebener Bewegung erzielt werden können, werden elektrische Stangenantriebe häufig als Ersatz für pneumatische oder hydraulische Zylinder eingesetzt.

Design

Wie der Name schon sagt, umfasst ein 12-Volt-Linearantrieb einen 12-Volt-Gleichstrommotor, der in das Antriebsgehäuse integriert oder fest mit diesem verbunden ist. 12-Volt-Antriebe werden fast ausschließlich durch einen von zwei Mechanismen angetrieben – eine Kugelumlaufspindel oder eine Leitspindel. Und die meisten Konstruktionen verfügen über ein Getriebe oder verwenden einen Getriebemotor, um die Schub- und Geschwindigkeitseigenschaften des Aktuators zu optimieren. Das einfachste Design beinhaltet einen Endschalter an jedem Ende des Hubs, was bedeutet, dass der Aktuator ohne Zwischenpositionierung vollständig aus- und einfährt. Allerdings bieten die meisten Hersteller optional programmierbare Endschalter für Zwischenpositionierungen an.

Da diese elektrischen Aktuatoren im Stangenstil häufig als Ersatz für hydraulische oder pneumatische Zylinder verwendet werden, folgen einige ihrer grundlegenden Konstruktionsmerkmale den Vorbildern anderer Technologien. Die Montage ist ein gutes Beispiel. Ein 12-Volt-Linearantrieb wird normalerweise auf die gleiche Weise wie ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder montiert, wobei die meisten sowohl über Gabelkopf- als auch über Zapfenmontagemöglichkeiten verfügen. In einigen 12-Volt-Linearaktuator-Produktlinien finden Sie Gehäusegrößen und Montageoptionen, die ISO, NFPA und anderen Standards entsprechen, was die Umstellung von einem pneumatischen oder hydraulischen Aktuator auf einen elektrischen Aktuator in bestehenden Anwendungen viel einfacher macht.

Leistung und Auswahl
Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Stangen- und Schieber-Aktuatoren besteht darin, dass Stangen-Aktuatoren nur Schubkraft liefern. Ihre Hauptanwendung besteht darin, eine Last über ein Rohr oder eine Stange zu schieben und/oder zu ziehen, die aus dem Aktuator aus- und eingefahren werden kann. Während die Stange durch eine Gleitbuchse geführt wird, gibt es keine Linearführungen zur Unterstützung und zum Tragen der Last. In den meisten Anwendungen erfolgt die Unterstützung und Führung der Last unabhängig vom Aktuator durch Gleise oder Schienen. Dieses Funktionsprinzip erklärt, warum diese Aktuatoren verschiedene Bezeichnungen haben, darunter „elektrische Zylinder“, „Schubaktuatoren“ und „Stabaktuatoren“.

Die Dimensionierung und Auswahl eines 12-Volt-Linearantriebs ist recht einfach, da der Motor vorab ausgewählt und in den Antrieb integriert wird. Der erste zu berücksichtigende Parameter ist typischerweise der Schub, da er häufig die Gesamtkörpergröße des Aktuators bestimmt. Als nächstes kommt die Hublänge, da ein kleiner Aktuator möglicherweise die Schubanforderungen erfüllt, aber möglicherweise nicht in der Lage ist, die erforderliche Hublänge zu erreichen.

Mit einer ersten Auswahl des Aktuators anhand von Schubkraft und Hub können dann die Geschwindigkeits- und Einschaltdaueranforderungen überprüft werden. Die zulässigen Kraft- und Geschwindigkeitskombinationen werden normalerweise vom Hersteller in Form einer Leistungskurve oder eines Diagramms bereitgestellt. Sobald sichergestellt ist, dass alle anderen Parameter innerhalb der Möglichkeiten des Aktuators liegen, ist es wichtig, den erforderlichen Arbeitszyklus bzw. die „Pünktlichkeit“ zu überprüfen, da die Motorerwärmung ein begrenzender Faktor für die Leistung des Aktuators sein kann.

Passende Anwendungen
Praktisch immer dann, wenn eine Last geschoben oder gezogen werden muss, ohne dass sie geführt oder getragen wird, ist ein Stangenantrieb eine gute Wahl. Dazu gehört das Öffnen und Schließen von Schiebetüren in Anwendungen wie Eisenbahnwaggons und Bearbeitungszentren. In der Medizinbranche werden 12-Volt-Antriebe häufig zur ergonomischen Positionierung von Arbeitstischen oder Patientenbetten eingesetzt.

Bei Fördervorgängen werden diese Aktuatoren üblicherweise verwendet, um je nach Prozessanforderungen Produkte entlang des Förderers anzuhalten oder umzuleiten. Und weil sie vollständig gekapselt sind und in IP-geschützter oder hygienischer Ausführung erhältlich sind, eignen sich Stangenantriebe gut für den Pharma- sowie den Lebensmittel- und Getränkemarkt, wo reine Schubvorgänge – wie Einsetzen, Etikettieren oder Stempeln – typisch sind.