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Innenleben eines elektrischen Linearaktors

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Hauptkomponenten, Kraftübertragung und Hubweg.

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HAUPTKOMPONENTEN

Dieser spezielle Aktuator wird von einem 12VDC-Bürstenmotor angetrieben. Er wird mit den eingebauten Endlagenschaltern geliefert, die ein Überfahren und Einfahren verhindern, ein Standardmerkmal für unsere Produkte. Weitere Hauptkomponenten sind das Getriebe, die Gewindespindel und die Trapezgewindemutter, die bei Erreichen einer bestimmten Position ebenfalls die Endschalter betätigt. Das obige Bild zeigt den PA-14 in der Mitte seines Hubweges, d. h. er kann ein- oder ausfahren, bis er die Endschalter erreicht.

KRAFTABGABE

Ein Linearantrieb ist per Definition ein Objekt, das Objekte in einer linearen Richtung bewegt. Die Rotationsbewegung wird zunächst durch den Elektromotor erzeugt, oft in Tausendstel Umdrehungen pro Minute.

Diese schnelle Rotationsbewegung wird dann durch das Getriebe reduziert, um das Drehmoment zu erhöhen, das dann zum Drehen der Leitspindel verwendet wird. Getriebe haben oft ein Untersetzungsverhältnis wie "100:1", was bedeutet, dass für jede 100 Umdrehungen des Motors eine Umdrehung am letzten Zahnrad des Getriebes erfolgt, das mit der Leitspindel verbunden ist.

Die Leitspindel dreht sich dann, was zu einer linearen Bewegung der Trapezgewindemutter führt. Dies ist dem Einschlagen einer Schraube in ein Stück Holz sehr ähnlich. Anstatt dass sich jedoch die Schraube auf das feststehende Holzstück zubewegt, ist es die Schraube, die fixiert ist und daher bewegt sich das Holz auf die Schraube zu oder von ihr weg. Gewindespindeln werden mit einer TPI-Angabe geliefert, d. h. mit Umdrehungen pro Zoll. Zum Beispiel bedeutet ein TPI von 15, dass sich die Antriebsmutter alle 15 Umdrehungen der Spindel um einen Zoll bewegt.

Die Motorgeschwindigkeit, die Getriebeuntersetzung und das TPI der Leitspindel bestimmen die Endgeschwindigkeit des Linearaktuators. Unsere Aktuatoren haben verschiedene Kraftoptionen pro Modell. Diese Modelle haben in der Regel den gleichen Motor, aber die Getriebeuntersetzung und das TPI ändern sich. Als Faustregel gilt: Wenn Sie die Geschwindigkeit reduzieren, erhöht sich die Kraft und umgekehrt.

HUBWEG

Eine der praktischsten Ergänzungen zu einem Linearantrieb sind die eingebauten Endlagenschalter. Im Wesentlichen wird dadurch verhindert, dass der Aktuator die physikalischen Bewegungsgrenzen des Gehäuses erreicht, was wahrscheinlich zum Durchbrennen des Motors führen würde. Außerdem wird dadurch eine sanftere Stoppbewegung ermöglicht, sobald das Ende des Verfahrwegs erreicht ist.

Das für diese Endschalter verwendete System ist sehr einfach und robust. Der Strom von Ihrer Stromversorgung geht im Wesentlichen vom Eingangsanschluss des Aktuators zum Motor, zu den Endschaltern, bevor er den Stromkreis zurück zum Anschluss vervollständigt, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Die Endschalter unterbrechen den Laufweg des Stroms, sobald er von der Antriebsmutter berührt wird. Aufgrund der unidirektionalen Diode an jedem Endschalter kann der Strom nur in eine Richtung fließen. Zum Beispiel wird die Stromrichtung, die zum Ausfahren des Antriebs erforderlich ist, durch den ausgefahrenen Endschalter und seine Diode unterbrochen.

Die Diode lässt jedoch die entgegengesetzte Stromrichtung zu, die zum Einfahren des Aktuators erforderlich ist. Sobald die Antriebsspindel eingefahren ist und den ausgefahrenen Endschalter nicht mehr berührt, fließt der Strom wieder durch den Endschalter und ermöglicht die Bewegung in beide Richtungen.