Elektromechanische Designs in Bewegungssteuerungsanwendungen.

Wenn eine Anwendung reine Schubkräfte erfordert, ist der beste Linearantriebstyp häufig ein Stangenantrieb. Diese elektromechanischen Geräte werden auch als „Schubaktuatoren“ und (bei integriertem Motor) als „elektrische Aktuatoren“ bezeichnet und zeichnen sich durch die Bereitstellung von Axial- oder Schubkräften zum Schieben, Ziehen oder Halten von Lasten aus. Obwohl ihre Funktion unkompliziert ist, gibt es Schubaktuatoren in einer Vielzahl von Designs, Größen und Konfigurationen.

Die typischen Antriebsmechanismen für Schubaktuatoren sind Kugel-, Blei- oder Rollengewindetriebe sowie rohrförmige Linearmotoren. Antriebsmechanismen, die bei diesen Konstruktionen nicht üblich sind, sind Riemen-Riemenscheiben- oder Zahnstangen-Ritzel-Systeme. Diese Antriebstechnologien verfügen nicht über ausreichende Schubkraft und Steifigkeit (Riemen) oder einen geeigneten Formfaktor (Zahnstange und Ritzel), um in Schubantriebskonstruktionen sinnvoll zu sein.

Die Schubkraft wird über eine Stange auf die Last übertragen, die, geführt durch eine Gleitbuchse, aus dem Aktuatorkörper aus- und einfährt. Typische Schubantriebe enthalten keine Linearführungen, da ihre Konstruktion nicht auf das Tragen von Lasten ausgelegt ist, sondern nur auf das Drücken, Ziehen oder Halten von Lasten. Ist eine Abstützung oder Führung der Last erforderlich, kommen unabhängig vom Antrieb Schienen, Wellen oder Gleise zum Einsatz.

Während die meisten Stangenantriebe so konstruiert sind, dass das Gehäuse stationär bleibt und das Schubrohr aus- und eingefahren werden kann, ermöglichen einige Konstruktionen die Fixierung des Rohrs und die Bewegung des Gehäuses. Dies kommt häufiger bei Linearmotorkonstruktionen vor, einige Konstruktionen mit Schraubenantrieb ermöglichen diese Konfiguration jedoch ebenfalls.

Da sie häufig pneumatische oder hydraulische Versionen ersetzen, werden elektromechanische Schubantriebe häufig mit Außenabmessungen und Montageoptionen konstruiert, die den Standards wie ISO und NFPA entsprechen, die für pneumatische und hydraulische Zylinder üblicherweise gelten. Bei Antrieb durch Kugelumlaufspindeln mit großem Durchmesser oder Rollenumlaufspindeln weisen elektromechanische Schubantriebe eine extrem hohe Leistungsdichte auf und bieten eine weniger komplexe Lösung als hydraulische Antriebe. Und Kugel- und Leitspindelversionen sind ein guter Ersatz für pneumatische Technologien und machen Kompressoren, Filter, Ventile und andere Luftaufbereitungsgeräte überflüssig.

Bei elektromechanischen Stangenaktuatoren ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass sie mit einem integrierten Motor und einer integrierten Steuerungshardware ausgestattet sind als bei ihren herkömmlichen Schieber-Gegenstücken. Die Bereitstellung einer vollständigen elektromechanischen Lösung in einem Paket reduziert nicht nur die Komplexität für OEMs und Endbenutzer, sondern macht auch den Wechsel von pneumatischer oder hydraulischer Technologie zur elektromechanischen Technologie weniger umständlich. Die Integrationsmöglichkeiten für Schubaktuatoren reichen von Niederspannungs-Gleichstrommotoren mit Endschaltern für eine einfache End-to-End-Positionierung bis hin zu Plug-and-Play-Servodesigns mit integriertem Motor, Antrieb und Controller.

Das Gehäuse eines Schubantriebs ist typischerweise eine vollständig geschlossene Konstruktion, die die mechanischen und elektrischen Komponenten einkapselt. Mit einer an der Schubstange angebrachten Dichtung können diese Stellantriebe oft hohe IP-Schutzarten erreichen, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen der Stellantrieb feinen Partikeln, Flüssigkeiten oder Waschbedingungen ausgesetzt ist. Und Hersteller bieten in der Regel Materialoptionen für das Gehäuse an, einschließlich Beschichtungen und Beschichtungen, um Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien und Umgebungen zu gewährleisten.