Prinzip und Komponenten*

Elektrische Zylinder (lineare Aktuatoren)

Ein elektrischer Zylinder, auch linearer Aktuator genannt, ist ein elektromechanisches Gerät, das die Drehbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung umwandelt.

Diese Umwandlung erfolgt mithilfe eines Schraubenspindel-Systems (oft eine Trapezgewindespindel oder eine Kugelumlaufspindel), gekoppelt mit einem mechanischen Getriebe (in der Regel ein Untersetzungsgetriebe).

Funktionsprinzip

Der Elektromotor treibt die Spindel in Rotation an.

Je nach Steigung und Typ der Spindel bewegt sich die Mutter — die mit der Ausgangsstange (Kolben) verbunden ist — in Translation, was die Ausfahr- oder Einfahrbewegung des Zylinders bewirkt.

Die Zylinder sind in der Regel ausgestattet mit:

• Endlagensensoren, die eine automatische Abschaltung der Bewegung bei Erreichen der Endposition ermöglichen,

• und manchmal mit einem Positionsencoder, für eine präzise Steuerung und eine Rückmeldung über die Position der Stange.

Steuerung und Integration

Einige Zylindermodelle verfügen über einen integrierten Controller, der Folgendes umfasst:

• die Stromversorgung (oft mit 12, 24 oder 48–51,2 V),

• die Steuerung und die Kommunikationsschnittstellen (CAN, PWM oder logische Ein-/Ausgänge).

Dieser Zylindertyp wird als “intelligent” bezeichnet: Er vereinfacht die Verkabelung und die Integration in ein automatisiertes System erheblich, da er keinen externen Controller benötigt.

Vorteile von elektrischen Zylindern

Elektrische Zylinder bieten mehrere praktische Vorteile gegenüber hydraulischen oder pneumatischen Systemen:

• Hohe Positionsgenauigkeit, dank der Spindel und der Steuerungselektronik.

• Sauberkeit: keine Flüssigkeiten und kein Leckagerisiko.

• Weniger Wartung: keine Dichtungen, Pumpen oder Schläuche zu warten.

• Einfache Steuerung über einen elektronischen Controller oder eine Standardschnittstelle.

• Hoher Wirkungsgrad: Der verbrauchte Strom entspricht nur der geleisteten Arbeit.

Einschränkungen der Nutzung

Trotz ihrer Vorteile weisen elektrische Zylinder einige Einschränkungen auf:

• Begrenzte Momentanleistung, abhängig von der Motorgröße und dem verfügbaren Drehmoment.

• Bewegungsgeschwindigkeit in der Regel niedriger als bei pneumatischen Zylindern.

• Maximale axiale Belastung muss eingehalten werden, um Verformung oder vorzeitigen Verschleiß der Spindel zu vermeiden.

• Seitliche Kräfte sind zu vermeiden: Die Führung der Bewegung muss durch die Struktur und nicht durch den Zylinder selbst gewährleistet werden.

Zusammenfassung

*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen sind unverbindlich. Sie ersetzen nicht die offiziellen Anleitungen der Hersteller. Vor jeder Installation, Handhabung oder Nutzung konsultieren Sie bitte die Produktdokumentation und beachten Sie die Sicherheitsanweisungen. Die Website Torque.works kann nicht für eine unsachgemäße Verwendung oder eine falsche Interpretation der bereitgestellten Informationen verantwortlich gemacht werden.