Linearantriebe werden typischerweise durch ihren Antriebsmechanismus charakterisiert – Riemenantrieb, Kugel- oder Gewindespindel, pneumatischer Antrieb usw. Stangenförmige elektrische Antriebe werden jedoch häufig nach der Eingangsspannung ihrer integrierten Motoren klassifiziert – üblicherweise 12 oder 24 Volt. Diese Antriebe erzeugen Schubkraft, ähnlich wie ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder. Stangenförmige elektrische Antriebe werden aufgrund ihrer Einfachheit und der potenziellen Kosteneinsparungen durch die Umstellung von hydraulischer auf elektrische Bewegung häufig als Ersatz für pneumatische oder hydraulische Zylinder eingesetzt.

Design

Wie der Name schon sagt, verfügt ein 12-Volt-Linearantrieb über einen 12-Volt-Gleichstrommotor, der in den Antriebskörper integriert oder fest mit diesem verbunden ist. 12-Volt-Antriebe werden fast ausschließlich von einem von zwei Mechanismen angetrieben – einer Kugelumlaufspindel oder einer Leitspindel. Die meisten Ausführungen verfügen über ein Getriebe oder einen Getriebemotor, um die Schub- und Geschwindigkeitseigenschaften des Antriebs zu optimieren. Die einfachste Ausführung verfügt über einen Endschalter an jedem Hubende, sodass der Antrieb vollständig aus- und einfährt, ohne Zwischenpositionierung. Die meisten Hersteller bieten jedoch optional programmierbare Endschalter für Zwischenpositionierungsmöglichkeiten an.

Da diese elektrischen Stangenantriebe häufig als Ersatz für Hydraulik- oder Pneumatikzylinder eingesetzt werden, orientieren sich einige ihrer grundlegenden Konstruktionsmerkmale an den Vorbildern anderer Technologien. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Montage. Ein 12-Volt-Linearantrieb wird typischerweise wie ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder montiert, wobei die meisten sowohl Gabelkopf- als auch Zapfenmontageoptionen bieten. Einige 12-Volt-Linearantriebslinien bieten Gehäusegrößen und Montageoptionen gemäß ISO, NFPA und anderen Normen. Dies vereinfacht die Umstellung von einem Pneumatik- oder Hydraulikantrieb auf einen elektrischen Antrieb in bestehenden Anwendungen erheblich.

Leistung und Auswahl
Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Stangen- und Schieberantrieben besteht darin, dass Stangenantriebe nur Schubkraft erzeugen. Ihr Hauptzweck ist das Schieben und/oder Ziehen einer Last über ein Rohr oder eine Stange, die aus dem Antrieb aus- und einfährt. Während eine Gleitbuchse die Stange führt, gibt es keine Linearführungen zur Unterstützung und zum Tragen der Last. In den meisten Anwendungen erfolgt die Unterstützung und Führung der Last durch vom Antrieb unabhängige Schienen oder Führungsschienen. Dieses Funktionsprinzip erklärt, warum diese Antriebe verschiedene Bezeichnungen haben, darunter „Elektrozylinder“, „Schubantriebe“ und „Stangenantriebe“.

Die Dimensionierung und Auswahl eines 12-Volt-Linearantriebs ist relativ einfach, da der Motor bereits ausgewählt und in den Antrieb integriert ist. Der erste zu berücksichtigende Parameter ist in der Regel der Schub, da dieser oft die Gesamtgröße des Antriebs bestimmt. Als nächstes kommt die Hublänge, da ein kleiner Antrieb zwar die Schubanforderungen erfüllen kann, aber möglicherweise nicht die erforderliche Hublänge erreicht.

Nach der Auswahl des Aktuators anhand von Schubkraft und Hub können die Anforderungen an Geschwindigkeit und Einschaltdauer überprüft werden. Die zulässigen Kraft- und Geschwindigkeitskombinationen werden in der Regel vom Hersteller in Form einer Leistungskurve oder eines Diagramms angegeben. Sobald bestätigt ist, dass alle anderen Parameter innerhalb der Leistungsfähigkeit des Aktuators liegen, ist es wichtig, die erforderliche Einschaltdauer bzw. Einschaltdauer zu überprüfen, da die Motorerwärmung die Leistung des Aktuators einschränken kann.

Geeignete Anwendungen
Überall dort, wo eine Last geschoben oder gezogen werden muss, ohne geführt oder getragen zu werden, ist ein Stangenantrieb eine gute Wahl. Dies gilt beispielsweise für das Öffnen und Schließen von Schiebetüren in Anwendungen wie Schienenfahrzeugen und Bearbeitungszentren. In der Medizintechnik werden 12-Volt-Antriebe häufig zur ergonomischen Positionierung von Arbeitstischen oder Patientenbetten eingesetzt.

In Förderanlagen werden diese Antriebe je nach Prozessanforderungen üblicherweise zum Anhalten oder Umleiten von Produkten entlang des Förderbands eingesetzt. Da sie vollständig gekapselt und in IP-zertifizierter oder hygienischer Ausführung erhältlich sind, eignen sich Stangenantriebe hervorragend für die Pharma- und Lebensmittelindustrie, wo reine Schubvorgänge – wie Einlegen, Etikettieren oder Stempeln – typisch sind.