Elektromechanische Konstruktionen in Bewegungssteuerungsanwendungen.

Wenn eine Anwendung reine Schubkräfte erfordert, ist ein Stangenaktuator oft die beste Wahl. Diese elektromechanischen Geräte, auch als „Schubaktuatoren“ oder (bei integriertem Motor) als „elektrische Aktuatoren“ bezeichnet, eignen sich hervorragend zur Erzeugung axialer Schubkräfte zum Schieben, Ziehen oder Halten von Lasten. Obwohl ihre Funktionsweise einfach ist, sind Schubaktuatoren in einer Vielzahl von Ausführungen, Größen und Konfigurationen erhältlich.

Typische Antriebsmechanismen für Schubaktuatoren sind Kugel-, Gewinde- oder Rollengewindetriebe sowie Rohrlinearmotoren. Riemen- und Zahnstangenantriebe sind in diesen Konstruktionen unüblich. Diese Antriebstechnologien bieten entweder nicht die erforderliche Schubkraft und Steifigkeit (Riemen) oder eine geeignete Bauform (Zahnstange), um für Schubaktuatoren sinnvoll zu sein.

Die Schubkraft wird mittels einer Stange, die sich, geführt durch eine Gleitbuchse, aus dem Aktuatorgehäuse aus- und einfahren lässt, auf die Last übertragen. Typische Schubaktuatoren benötigen keine Linearführungen, da ihre Konstruktion nicht für das Tragen von Lasten ausgelegt ist – sie dienen lediglich dem Schieben, Ziehen oder Halten von Lasten. Ist eine Unterstützung oder Führung der Last erforderlich, werden unabhängig vom Aktuator Schienen, Wellen oder Laufschienen verwendet.

Während die meisten Stangenantriebe so konstruiert sind, dass das Gehäuse stationär bleibt und das Schubrohr aus- und einfährt, ermöglichen einige Ausführungen eine Fixierung des Schubrohrs bei gleichzeitiger Bewegung des Gehäuses. Dies ist häufiger bei Linearmotoren anzutreffen, aber auch einige schraubengetriebene Antriebe erlauben diese Konfiguration.

Da elektromechanische Schubantriebe häufig pneumatische oder hydraulische Varianten ersetzen, werden ihre Abmessungen und Montageoptionen üblicherweise nach Normen wie ISO und NFPA konstruiert, die auch für pneumatische und hydraulische Zylinder gelten. Bei Antrieb durch Kugelgewindetriebe mit großem Durchmesser oder Rollengewindetriebe weisen elektromechanische Schubantriebe eine extrem hohe Leistungsdichte auf und bieten eine weniger komplexe Lösung als hydraulische Antriebe. Kugel- und Gewindespindelversionen eignen sich zudem gut als Ersatz für pneumatische Technologien, da Kompressoren, Filter, Ventile und andere Druckluftkomponenten entfallen.

Elektromechanische Stangenantriebe werden häufiger mit integriertem Motor und Steuerungshardware ausgestattet als ihre herkömmlichen Pendants mit Schieberantrieb. Neben der Reduzierung der Komplexität für OEMs und Endanwender vereinfacht die Bereitstellung einer kompletten elektromechanischen Lösung in einem einzigen Paket den Wechsel von pneumatischer oder hydraulischer zu elektromechanischer Technologie. Die Integrationsmöglichkeiten für Schubantriebe reichen von Niederspannungs-Gleichstrommotoren mit Endschaltern für die einfache Positionierung bis hin zu Plug-and-Play-Servosystemen mit integriertem Motor, Antrieb und Steuerung.

Das Gehäuse eines Schubaktuators ist typischerweise vollständig geschlossen und umschließt die mechanischen und elektrischen Komponenten. Durch eine zusätzliche Dichtung an der Schubstange erreichen diese Aktuatoren oft hohe Schutzarten (IP-Schutzarten) und eignen sich daher ideal für Anwendungen, bei denen der Aktuator feinen Partikeln, Flüssigkeiten oder Reinigungsumgebungen ausgesetzt ist. Hersteller bieten in der Regel verschiedene Materialoptionen für das Gehäuse an, darunter Beschichtungen und Verchromungen, die Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien und Umgebungen gewährleisten.