Elektrozylinder - lineare Bewegungen durch Strom
Die Bezeichnung "Elektrozylinder" ist ein Sammelbegriff für alle Module, die eine lineare Bewegung durch einen elektrischen Antrieb auslösen. Elektrozylinder sind damit eine praktische Alternative oder Ergänzung zu Hydraulikzylindern oder pneumatischen Zylindern. Sie bieten einige Vorteile, können aber die mediengeführten Linearmotoren nicht in allen Bereichen ersetzen.Aufbau eines Elektrozylinders
Die Bezeichnung "Elektrozylinder" sagt nur aus, dass ein Aktor mit linearer Bewegung durch einen Elektromotor angetrieben wird. dazu haben sich drei Bauweisen etabliert:
1. Elektrohubzylinder
Ein Elektrohubzylinder ist ein Elektromagnet mit beweglichem Kern. Beim Einschalten des Elektromagnets wird der Kern durch die Mitte der Spule bewegt. Druck und Geschwindigkeit sind variierbar. Elektrohubzylinder haben eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit. Sie werden vorwiegend für kurze Arbeitswege verwendet. Eine beliebte Anwendung dieser Bauteile ist die Verriegelung von Türen und Klappen.
2. elektrisches Zahnstangengetriebe
Ein Elektrozylinder mit Zahnstangengetriebe besteht aus einem Elektromotor mit aufgesetztem Zahnrad. Dieses greift in einer Zahnstange und fährt sie je nach Drehrichtung aus oder ein. An der Spitze der Zahnstange ist eine Aufnahme in Form eines Gewindes oder einer Öse. Zur Sicherung der Bewegung ist eine robuste Einhausung erforderlich. Zahnstangen-Elektrozylinder werden gerne zum Öffnen und Schließen von Luken, Fenstern und Klappen verwendet. Ihre Herstellung ist einfach und kostengünstig. Jedoch ist die Verzahnung ein kritischer Punkt, welcher bei Überlastung schnell verschleißt. Deshalb sind diese Typen von Elektrozylindern meistens nur für leichte Aufgaben im Einsatz.
3. elektrisches Schneckengetriebe
Ein Elektrozylinder mit Schneckengetriebe besteht aus einem Elektromotor, welcher eine Spindelstange bewegt. Spindelvortriebe zeichnen sich durch eine gleichbleibende Kraft und Präzision auch über lange Strecken aus. Das macht sie beispielsweise in der Zerspanungstechnik sehr beliebt. Spindelvorschübe findet man außerdem bei hochwertigen 3D-Druckern. In der Ausführung als Elektrozylinder sind Schneckengetriebe gerne bei hydrauliklosen Teleskop-Auslegern in Verwendung.
Vorteile von Elektrozylindern
Elektrozylinder sind preiswerter und einfacher im Aufbau als Hydraulikzylindern. Sie haben außerdem keine Leckage-Gefahr und sind damit sehr betriebssicher. Hohe Temperaturen gehen von diesen Bauteilen ebenfalls nicht aus.
Nacheile von Elektrozylindern
Elektrozylinder sind in ihrer Kraftentwicklung stark begrenzt. Bei anspruchsvollen Anwendungen wie Pressen, Hubarmen von Baumaschinen oder Bewegung hoher Massen sind sie den hydraulischen Anwendungen stark unterlegen. Außerdem sind sie vor allem im Vergleich zu Pneumatikzylindern langsam. Das grenzt die Anwendung von Elektrozylinder auf wenige Einsatzfälle ein. Schließlich sind Elektrozylinder immer auf die Zuführung von Strom angewiesen. Fällt dieser aus, lässt sich der Aktor nur unter großem Aufwand verstellen. Bei Pneumatik- oder Hydraulikzylindern steht in diesem Fall der manuelle Druckablass zur Verfügung, um die Maschine wieder in einen sicheren Zustand zu versetzen.