Linearaktuatoren: Bauarten

Was ist ein Linearaktuator?

Ein Linearaktuator ist ein elektromechanischer Antrieb, der eine Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umwandelt: Motor, Getriebe und Spindel sind in einem Gehäuse integriert. Das macht ihn platzsparend und werkzeugfrei einsatzbereit – üblicherweise bis etwa 100 kN Kraft, mit guter Positioniergenauigkeit und wartungsarm durch die geschlossene Bauweise.

Vier Bauarten im Vergleich

Schubstange: Die Spindel dreht axial fest im Gehäuse, die verdrehgesicherte Mutter schiebt ein Schubrohr aus. Hohe Kräfte bis 100 kN, aber begrenzte Hubhöhe (100–500 mm) – kompakt und robust.

Offene Spindel: Die Mutter ist beweglich und fährt mit der Spindel; das Gehäuse bleibt stationär. Längere Hübe (500–3.000 mm) bei 50–100 kN (typisch, herstellerabhängig), benötigt aber externe Führungen, weil die Mutter keine Querkräfte aufnehmen kann.

Teleskopspindel: Mehrere ineinander geschobene Rohre – in Ruheposition extrem kompakt, der Hub kann das 3- bis 4-Fache der Ruhebaulänge betragen. Moderate Kräfte (30–80 kN, typisch und herstellerabhängig), etwas geringere Steifigkeit bei langen Auszügen.

Servo-Elektrozylinder: Mit Servo-Regelung ausgestattet – Wiederholgenauigkeit ±0,1 mm oder besser, Kraftregelung, digitale Kommunikation (CANopen, EtherCAT, Profibus) und programmierbare Endpositionen statt rein mechanischer Endschalter.

Einschaltdauer und Antriebsart

Elektrische Linearaktuatoren sind in der Praxis häufig thermisch, nicht mechanisch begrenzt. Die Einschaltdauer (ED) gibt an, welcher Anteil eines Arbeitsspiels der Antrieb unter Last laufen darf; die Betriebsart wird nach IEC 60034-1 klassifiziert (z. B. S1 Dauerbetrieb, S3 Aussetzbetrieb). Einfache DC-Schubstangenaktuatoren erreichen oft nur ED ≈ 10–25 %, servogeregelte Elektrozylinder können für Dauerbetrieb (S1) ausgelegt sein.

Bei der Antriebsart gilt: DC-Motoren lassen sich einfach über die Spannung regeln und per Polaritätswechsel in der Drehrichtung umkehren – günstig, ideal für portable oder batteriebetriebene Geräte. Asynchronmotoren (AC) laufen am Netz mit fester Drehzahl (≈ 1.400/2.900 min⁻¹) und lassen sich nur mit einem Frequenzumrichter regeln. Servo-Motoren bieten die präziseste digitale Positionsregelung, brauchen dafür einen Servoregler; die Ablaufsteuerung liegt meist in einer SPS.