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Einführung in die Elektromechanik
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1. Was ist Elektromechanik?
Elektromechanik ist eine Art der linearen Antriebstechnik, die präzise Bewegungen und eine effiziente Kraftübertragung in einer Vielzahl von Anwendungen ermöglicht. Mit der Bewegung eines elektromechanischen Antriebs können Lasten gehoben, gesenkt und geschoben werden.
Dabei wandeln elektromechanische Linearantriebe die Drehbewegung eines Elektromotors in eine lineare Zug-Druckbewegung um. Dafür werden drei Hauptkomponenten benötigt:
- einen elektrischen Motor für den Antrieb
- ein Getriebe (für die Drehbewegung)
- eine Führungsspindel (für die Linearbewegung).
Elektromechanische Antriebe eignen sich für leichte und schwere Anwendungen in den meisten Branchen. In vielen Fällen sind sie eine bessere Lösung als hydraulische und pneumatische Stellantriebe.
2. Sieben Vorteile von elektromechanischen Antrieben
Durch die elektrische Steuerung ermöglichen sie eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit
Aufgrund der hohen Präzision und Wiederholgenauigkeit sind sie die ideale Wahl für die Automatisierungstechnik.
Sie sind vielseitig einsetzbar in Bereichen wie Handhabung, Medizintechnik, Schneidsysteme, Positioniersysteme und Maschinenwerkzeuge.
Sie sind verschleißarm und weisen eine lange Lebensdauer auf.
Im Vergleich zu hydraulischen Systemen sind sie umweltfreundlicher, weil keine hydraulische Flüssigkeit benötigt wird.
Sie ermöglichen effiziente Beschleunigung und Verzögerung, was zu schnellen Bewegungsabläufen führt.
Sie ermöglichen die Automatisierung von Bewegungsabläufen, z. B. das Öffnen von Schiebetüren oder von Dachfenstern.
3. Welche elektromechanischen Antriebe gibt es?
Spindelhubgetriebe
Spindelhubgetriebe sind eine Art von elektromechanischer Antriebstechnik, die präzise und leistungsstarke Hub- und Positionierbewegungen realisiert. Insgesamt bieten wir 4 verschiedene Typen von Spindelhubgetrieben an:
- Hubgetriebe Kubisch
- Hubgetriebe Klassisch
- Hochleistungshubgetriebe
- Schnellhubgetriebe
Erfahren Sie, was diese verschiedenen Hubgetriebe konkret unterscheidet und wo sie zum Einsatz kommen.
Schubkette
Ein besonderes Antriebsprodukt der Elektromechanik ist die Schubkette, die lineare Bewegungen ermöglicht, indem sie Druckkräfte entlang einer Kette überträgt. Dabei kann diese sowohl ziehen als auch schieben. Folgende Punkte zeichnen die Schubkette aus:
- Dauerfest für Temperaturen bis 550 °C
- Standard-Hubgeschwindigkeit bis 250 mm/s
- Geringer Platzbedarf
Erfahren Sie hier alles über die Grundlagen der Schubkette und ihren Anwendungen.
MINI Antrieb
Ein weiterer elektromechanischer Linearantrieb ist der MINI Zylinder. Dieser besticht durch seine kompakte Geometrie in der Kolbenform. Die Tatsache, dass der Motor im Gehäuse verbaut ist, macht ihn zu einer der kompaktesten Antriebe in der Elektromechanik. Seine Besonderheiten:
- Wassergeschützt
- Schmierfrei
- Platzsparend
Erfahren Sie mehr zu den Funktionen und Anwendungsbereichen des MINI Zylinders.
Elektrozylinder
Der Elektrozylinder ist ein elektromechanischer Aktuator, der elektrisch betrieben wird. Mit seinen zwei unterschiedlichen Ausführungen, bedient er jeweils unterschiedliche Antriebsherausforderungen. Seine Vorteile:
- Energieeffizient
- Spezialisiert für schmale Räume
- Hohe Präzision
Erfahren Sie, was den Elektrozylinder ausmacht, wie er funktioniert und in welchen Situationen er eingesetzt wird.
Stellantrieb IP66
Der Stellantrieb wird als elektromechanischer Antrieb schon komplett vorgefertigt bereitgestellt, sodass er sofort angeschlossen werden kann. Seine Merkmale sind:
- Leiser Betrieb
- Lange Lebensdauer
- Schmierfrei
Erfahren Sie hier mehr über die Grundlagen des Stellantriebs und wie er zusammengebaut ist.
Gewindetriebe
Sowohl Trapez- als auch Kugelgewindespindel können bei elektromechanischen Antrieben zum Einsatz kommen. Hergestellt werden diese im Hause GROB mit höchster Genauigkeit und Qualität. Ihre Vorteile:
- Kostengünstig
- Hohe Geschwindigkeit (bei Kugelgewinde)
- Hohe Selbsthemmung (bei Trapezgewinde)
Erfahren Sie hier, was Gewindetriebe genau sind und welche Unterschiede es zwischen diesen beiden Spindeln gibt.
4. Typische Einsatzfälle von elektromechanischen Antrieben in der Praxis
Höhenverstellbare Arbeitsplätze
Stellantriebe in höhenverstellbaren Arbeitsplätzen ermöglichen das Heben und Senken der Tischplatte durch Umwandlung der Motorbewegung in eine lineare Bewegung, was eine präzise und leise Verstellung erlaubt.
Motorisierte Fensterluken in Fabrikgebäuden
Stellantriebe bei motorisierten Fensterluken in Fabrikgebäuden ermöglichen das automatische Öffnen und Schließen der Luken, um Belüftung und Temperaturkontrolle zu verbessern. Einen dafür typischen Anwendungsfall finden Sie hier.
Hebezeuge
Elektromechanische Antriebe bei Hebezeugen wandeln elektrische Energie in mechanische Bewegung um, um Lasten sicher zu heben und zu senken. Dort bieten sie präzise Steuerung, hohe Tragfähigkeit und Effizienz.
Bühnenhöhenverstellung
Elektromechanische Antriebe wie MINIs oder Tower Chains werden bei der Bühnenhöhenverstellung eingesetzt, um die Bühne präzise und zuverlässig anzuheben oder abzusenken. Sie sorgen für eine gleichmäßige Bewegung und ermöglichen flexible Anpassungen an unterschiedliche Bühnenanforderungen. Ein typischer Anwendungsfall lesen Sie hier.
Verstellung einer Parabolantenne
Elektromechanische Antriebe wie Hubgetriebe werden bei der Verstellung von Parabolantennen eingesetzt, um präzise Ausrichtung und Nachführung zu ermöglichen. Sie wandeln die Motorbewegung in eine lineare Bewegung um, sodass die Antenne exakt positioniert werden kann, um optimale Signalstärke zu gewährleisten.
Scherenhubtische
Schubketten werden bei Scherenhubtischen eingesetzt, um eine gleichmäßige Hubbewegung zu ermöglichen. Sie übertragen die Antriebskraft effizient und sorgen dafür, dass der Tisch sicher und präzise angehoben oder abgesenkt wird. So einen Anwendungsfall können Sie hier lesen.
Antrieb von Metallpressen
Elektromechanische Antriebe werden bei Metallpressen eingesetzt, um die Pressbewegung präzise zu steuern. Dies geschieht bspw. bei der Blechbearbeitung, Verbindungstechniken oder bei der Herstellung von Bauteilen.
Steuerung von Abfüllprozessen
Elektromechanische Antriebe werden bei der Steuerung von Abfüllprozessen eingesetzt, um präzise Dosierungen und Bewegungen zu gewährleisten. Sie ermöglichen die genaue Steuerung der Pumpen oder Ventile, die das Füllmaterial in Behälter leiten. Diese Antriebe sorgen für konsistente Füllmengen, erhöhen die Effizienz und verbessern die Automatisierung in der Produktion.
Positionierung von Hebebühnen
Hubgetriebe werden bei der Positionierung von Hebebühnen eingesetzt, um die Plattform präzise anzuheben und abzusenken. Sie wandeln die Drehbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung um, wodurch eine gleichmäßige und kontrollierte Höhenverstellung der Hebebühne möglich ist. Dies sorgt für Sicherheit und Effizienz beim Heben von Fahrzeugen oder anderen schweren Lasten.
Höhenverstellung von Förderschnecken
Schubketten oder Elektrozylinder werden bei der Höhenverstellung von Förderschnecken eingesetzt, um die Position und den Neigungswinkel der Schnecke präzise anzupassen. Diese Antriebe ermöglichen eine flexible Steuerung, um den Materialfluss zu optimieren und unterschiedliche Förderhöhen zu erreichen.
Verriegelung von Hochseewindparks
Hubgetriebe werden beim Transport der Gondeln von Windrädern eingesetzt, um diese während der Installation oder Wartung präzise zu heben und zu senken. Sie ermöglichen das Anheben der Gondeln in die richtige Position auf den Turm und das sichere Absenken während der Wartung.
Automatisierung
Elektromechanische Antriebe sorgen für automatisierte Prozesse, verbessern die Produktionsgeschwindigkeit und erhöhen die Genauigkeit, indem sie auf Steuerbefehle reagieren und synchronisierte Bewegungen durchführen.
Für industrielle Anwendungen
Elektromechanische Antriebe kommen in industriellen Anwendungen zum Einsatz, um mechanische Bewegungen präzise und effizient zu steuern. Sie werden für Aufgaben wie Heben, Fördern, Positionieren und Automatisieren von Prozessen genutzt.
Höhenverstellung von medizinischen Betten
Stellantriebe werden bei der Höhenverstellung von medizinischen Betten eingesetzt, um eine präzise Anpassung der Bettposition zu ermöglichen. Sie ermöglichen es, die Liegefläche sanft und leise anzuheben oder abzusenken, was sowohl für Patienten als auch für medizinisches Personal wichtig ist.
Verstellung von Solarmodulen
Elektromechanische Antriebe werden bei der Verstellung von Solarmodulen eingesetzt, um deren Neigungswinkel und Ausrichtung an die Sonnenposition anzupassen. Dadurch maximieren sie die Sonneneinstrahlung und optimieren die Energieerzeugung.
Positionierung bei Erntemaschinen und Traktoren
Elektromechanische Antriebe werden bei Positionierungsaufgaben in mobilen Erntemaschinen und Traktoren eingesetzt, um präzise Anpassungen der Arbeitsgeräte zu ermöglichen. Sie steuern die Positionierung von Mähwerken, Pflügen oder anderen Anbaugeräten, wodurch eine optimale Arbeitshöhe und -winkel eingestellt werden können. Dies verbessert die Effizienz der Maschinen und sorgt für eine genauere Bearbeitung der Felder.
5. Wie wählen Sie den richtigen elektromechanischen Antriebsprodukt für Ihre Anwendung?
Bei der Auslegung/Berechnung in der Elektromechanik müssen diese Parameter berücksichtigt werden: Geschwindigkeit, Arbeitszyklus, Last, verfügbarer Platz und die Umgebungsbedingungen. Bevor Sie den Linearantrieb wählen, sollten Sie zumindest diese 4 Parameter prüfen:
1. Erforderliche Belastung: Wie hoch ist die zu bewegende Last? Sie bestimmt, welche Komponenten wie Motor, Spindel, Getriebe und Lager zum Einsatz kommen.
2. Einschaltdauer: Die Einschaltdauer hat Einfluss auf die Lebensdauer der Komponenten. Je nach Einschaltdauer muss der Linearantrieb dimensioniert sein.
3. Verfügbarer Platz: Ist der verfügbare Platz limitiert? Oder hat der Konstrukteur alle Freiheiten bei seiner Konstruktion?
4. Umgebungsbedingungen: Befindet sich der Antrieb im Freien oder in einem Gebäude? Welche Temperaturen herrschen? Wie hoch ist die Luftfeuchtigkeit?
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Häufig gestellte Fragen
Welche Arten von linearer Antriebstechnik gibt es?
Es gibt mechanische, elektromechanische, direkte elektrische Linearantriebe (Linearmotoren) sowie hydraulische und pneumatische Linearantriebe. Wir nutzen elektromechanische Antriebe in unseren Antriebslösungen.
Welche Arten von linearer Antriebstechnik es gibt - GROB chevron_rightWie unterscheiden sich elektromechanische Linearantriebe von hydraulischen oder pneumatischen?
Elektrische Linearantriebe nutzen elektrische Energie für die Bewegung, während hydraulische und pneumatische Antriebe Flüssigkeiten bzw. Gase verwenden. Elektrische Antriebe sind präziser und effizienter.
Wie Sie Ihr Antriebssystem schnell auswählen - GROB GmbH chevron_rightKann ich meinen eigenen Motor an den Zylinder anbauen lassen?
Nein, die MINI und Linearzylinder sind Komplettsysteme und können nicht durch andere Motoren erweitert werden.
Wie funktioniert der Linearantrieb?
Typischerweise ist es ein elektrischer Linearantrieb. Er besteht aus drei Hauptkomponenten: Spindel, Motor und Getriebe. Liegt ein Signal vor, wandelt der Motor die elektrische Energie in mechanische Energie um und bewegt die Zahnräder des Getriebes. Diese drehen die Spindel und bewirken so, dass sich Spindelmutter nach außen oder nach innen bewegen.
Wofür werden Linearantriebe eingesetzt?
Linearantriebe sind weitverbreitet: in Wohnungen, Büros, Krankenhäusern, Fabriken, landwirtschaftlichen Betrieben und vielen anderen Orten. In Krankenhäusern und medizinischen Zentren finden Sie Linearantriebe, mit denen sich Patiententische, Krankenhausbetten oder Operationstische verstellen lassen. Weitere Anwendungen sind in der Industrie, der Landwirtschaft, Bausektor und Industrieautomation.
Welche Möglichkeiten der Spindelbefestigung (Kopfvarianten) gibt es für Spindelantriebe?
Fürs Spindelende bietet das Standardprogramm die Möglichkeiten von Gewindeende, Gelenkkopf, Kugelgelenkkopf, Flanschplatte, Lagerflanschplatte, Zapfen. Entsprechende Maße finden Sie unter Gesamtkatalog 2023 (grob-antriebstechnik.de)
Was ist ein Linearantrieb?
Ein Linearantrieb verwandelt eine Drehbewegung in eine Linearbewegung. Der Antrieb erfolgt über Elektromotoren. Lineare Bewegungen können allerdings auch über hydraulische oder pneumatische Antriebe erfolgen. Elektrische Linearantriebe werden bei präziseren Bewegungen verwendet.
Was bedeutet die Schutzklasse IP66 bei Stellantrieben?
Die IP66-Klassifizierung gibt an, dass der Stellantrieb staubdicht und gegen starkes Strahlwasser geschützt ist. Ideal für Anwendungen, die robusten Schutz erfordern.
In welchen Umgebungen sind Stellantriebe mit IP66 sinnvoll?
Stellantriebe mit IP66 eignen sich für raue Umgebungen, wie in der Industrie, im Außenbereich oder in Anwendungen, die Reinigung mit Wasser erfordern.
Benötigen Stellantriebe mit IP66 zusätzliche Wartung?
Die IP66-Schutzklasse reduziert das Eindringen von Staub und Wasser erheblich, was die Wartungsanforderungen minimiert. Dennoch ist regelmäßige Überprüfung ratsam.
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