הבדלים רבים בין כונני מתלה ופיניון מסורתיים, עיצובים מבוססי פיניון מפוצלים ומערכות רולר-פיניון.

החל מתעופה וכלה במכונות, חיתוך זכוכית, רפואי ועוד, תהליכי ייצור תלויים בבקרת תנועה אמינה. המספקות את המהירות והדיוק הנדרשים על ידי יישומים אלה הן מערכות הנעה ליניאריות מבוקרות סרוו שונות.
הגדרה נפוצה אחת משלבת בקרות סרוו עם מתלה ופיניון מסורתיים. זה האחרון יכול לדרוש מרווח בין מתלה לשיני גלגל השיניים כדי למנוע חסימות ובלאי מוגזם, או ששינויים סביבתיים (כגון שינוי טמפרטורה של 10 מעלות) עלולים לנעול את המערכת כאשר שיני ההילוכים מתרחבות. מצד שני, פינוי גורם להשפעה נגדית, שקולה לטעות.

בעיות פינוי בפינים תאומים ומפוצלים
עבור יישומים מדויקים, תיקון אופייני לבעיית שחרור הוא הוספת ציר שני המושך לכיוון השני - כנגד המערכת הראשונה, כדי לפעול כפקד.

איטרציה אחת לרעיון זה היא להשתמש בפיניון מפוצל. כאן, פיניון נחתך בעצם באמצע לרוחב, עם קפיץ ממוקם בין שני החצאים. כאשר הפיניון המפוצל נע לאורך מתלה, החצי הראשון של הגלגלת נדחף בצד אחד של שן מתלה והחצי השני על השן הבאה. בדרך זו, התקנה של פיניון מפוצל מונעת תגובות נגד ושגיאות.

כאן, מכיוון שרק חצי מהפיניון מבצע עבודה - בעוד החצי השני משמש כבקר - קיבולת המומנט מוגבלת. בנוסף, מכיוון שדינמיקת ההנעה חייבת להתגבר על כוח הקפיץ, מתרחש אובדן תנועה, מה שמפחית את היעילות הכוללת. בזמן תנועה בתאוצה, הקפיץ יכול גם לתת דיוק קל של תנועה משפיל. לבסוף, כאשר עוצרים את הגלגלת לצורך ביצוע פעולה, כגון קידוח, מערכת הקפיצים בפיניון יכולה להתכופף מעט, במקום להישאר קשיחה.

תיקון מרווח נוסף מורכב ממערכת כפולת פיניון. בסידור זה, שני פינונים נפרדים נעים לאורך אותו מתלה. הפינונים פועלים בצורה של מאסטר/עבד, כאשר הפיניון המוביל (המאסטר) מבצע את המיקום, והפיניון השני (העבד) נוגד תגובה נגדית. בדרך כלל, פינונים נשלטים אלקטרונית, כך שהדיוק נשמר וניתן להתאים את הגדרות הבקרה כדי לפצות על בלאי המערכת.

מה הקאץ'? מערכות דו-פיוניות עשויות להיות יקרות, מכיוון שמעצבים חייבים בדרך כלל לרכוש מנוע שני, פיניון ותיבת הילוכים. יש להגדיל גם את טביעת הרגל העיצובית: מנוע שני מצריך יותר אורך כדי לבצע את הנהיגה. לדוגמה, אם משתמש צריך את מערכת בקרת התנועה כדי להחזיר הלוך ושוב מטר אחד, נדרש אורך מתלה של 1.2 או 1.3 מ' כדי להכיל את הגלגלת השנייה, שרוכבת 200 עד 300 מ"מ מאחורי הראשון. לבסוף, העלות של הפעלת שני מנועים היא משמעותית לאורך מחזור חיים עיצובי טיפוסי של חמש עד 10 שנים.

הפעולה נטולת החזרה של כונני רולר-פיניון מתאימה ליישומים בעלי מהלך ארוך, כמו מכונת ניתוב זו.
אפשרות נוספת: פיניונים רולר
טכנולוגיית הגלגלת כוללת גלגלת המורכבת מגלילים הנתמכים על מיסבים המשלבים מתלה עם פרופיל שן מותאם אישית. שני גלילים או יותר מתחברים עם שיני מתלה מנוגדות בכל עת, כדי לספק דיוק גבוה יותר מאשר מערכות הנעה מפוצלות פיניון ופיניון: בקיצור, כל גליל מתקרב לכל פני שן בנתיב משיק, ולאחר מכן מתגלגל כלפי מטה לחיכוך נמוך פעולה עם יותר מ-99% יעילות בהמרת תנועה סיבובית לתנועה ליניארית.

גלגלת הגלגלת מורכבת מגלילים הנתמכים על מיסבים המשלבים פרופיל שן מותאם אישית.
גם לתכנון אין קפיץ לקרוס ולפגוע ברמת הדיוק, ולא אובד יעילות בהתגברות על כוח קפיץ. בנוסף, פעולת הגלילה אינה דורשת שחרור, ולכן מבטלת רעש וטעויות. לעומת זאת, עבור מערכת מתלה מסורתית, שן פיניון אחת חייבת להידחף מצד אחד של שן מתלה ולעבור מיידית לצד הבא של השן.

גלגלת גלגלת מציפה שיניים שונות בו-זמנית, משתרעת על צד אחד של שן אחת ומקצה מרווח לצד אחר. אין צורך בפיניון שני כדי לנטרל את הראשון; פיניון אחד משדר במדויק את קיבולת המומנט הדרושה.

עיצובים מבוססי-גלגליות גם מאריכים חיים ומפחיתים תחזוקה. ביישומים איטיים יותר, המערכת יכולה לפעול ללא שימון. מתלים מסורתיים נשחקים לאורך זמן ודורשים פיצוי על דיוק מיקום ומומנט, אך פיני הגלגלים שומרים על דיוק. הפינטים של שני העיצובים דורשים החלפה תקופתית, אך לפחות בהשוואה לאפיניון תאומים, עלויות ההחלפה הכוללות של פיניונים גלגלים נמוכות יותר.

דוגמאות ליישום
שקול את הייצור של לוחות גוף מטוסים גדולים. יישום זה יכול לדרוש אורך נסיעה ארוך ודיוק גבוה על פני מכונות בסגנון גאנטרי. כונני רולר-פיניון מספקים מיקום ליניארי מדויק לאורך מרחקים ארוכים אלו.

לעומת זאת, דיוק המיקום המסורתי של מתלים עשוי להיות לא מספיק עקב דרישות מרווח; מרווח מינימלי שומר על דיוק לאורך נסיעות קצרות, אך העיצוב עשוי להיות יקר לייצור והתקנה למרחקים ארוכים. ניתן ליישם גם מערכת דו-פיניון (עם שני פיניונים נטענים זה מול זה), אך היא יקרה ובדרך כלל אינה מאפשרת את המרווח המשתנה המתרחש גם למרחקים ארוכים.

שימוש נפוץ נוסף במערכת כפול פיניון הוא במיקום ראש חיתוך במכונת ניתוב פיברגלס. בעוד שהכונן הכפול עשוי לעבוד היטב ביישום זה, השילוב של אבק פיברגלס וחיכוך הזזה קבוע שנוצר על ידי הגלגל המנוגד עלול לגרום לבלאי מוקדם. על ידי שימוש במערכת רולר-pinion, המשתמשת בגלגול בניגוד להחלקה, ניתן להגדיל את תוחלת החיים ב-300% או יותר.

ניתן להשתמש גם בגרסה סיבובית של מערכת הגלגלת לביצוע מיקום רב צירי. כאן, מספר פיניונים (כולם נעים באופן עצמאי) מורכבים להילוך אחד. העיצוב מצריך פחות מקום מהכוננים הכפולים המשמשים לעתים ביישומים אלה.