Aus eigenem Antrieb zur richtigen Wahl

Dieser Beitrag stammt von der Dimotion GmbH, Wegberg – Rath-Anhoven

Da ist z.B. die Frage, ob große Massen bewegt werden sollen? Wenn ja, sind klassische Modelle der Zahnriemen- oder spindelgetriebenen Achsen Linearmotoren vorzuziehen. Handelt es sich jedoch um leichte Lasten, die dynamischen Bewegungen unterzogen werden, sind Linearmotoren erste Wahl. Der grundsätzliche Vorteil von Lineareinheiten mit Direktantrieb besteht darin, dass der Antrieb von vornherein in der Achse verbaut ist. Bei Zahnriemenachsen mit angeflanschtem Antriebssystem muss man durch die Abmessungen und die erforderliche Mechanik weitaus mehr Aufwand betreiben. Hier gilt es, eine Dreh- in eine Linearbewegung umzuwandeln. Der Linearmotor operiert hingegen als integrativer Bestandteil des Systems und steht dadurch als kompaktere Einheit für Anwendungen oder Anlagenkonfigurationen mit beschränktem Raum zur Verfügung.

Die erforderliche Vorschubkraft hängt dabei eng mit der Baugröße der Achse zusammen. Die maximal mögliche Vorschubkraft ist abhängig von Magnetbreite und Wicklungslänge. In den meisten Fällen haben Lineareinheiten mit Direktantrieben in beengten Raumverhältnissen gegenüber konventionellen Achsen die Nase vorn. Um spezifische Massen zu bewegen, ist der Linearmotor so großzügig dimensioniert, dass er in Bezug auf die vorgegebenen geometrischen Abmessungen möglichst große Kräfte mobilisiert. Der angeflanschte Motor einer Zahnriemenachse kann jedoch mit Hilfe eines Getriebes und geeigneter Untersetzung bei gleicher Baugröße höhere Kräfte freisetzen.

Generell macht es Sinn, Linearmotoren dort einzusetzen, wo kurze Hübe für die Anwendung erforderlich sind. Bei Magnetbahnen von z.B. 3 m erkennt man jedoch, dass die Kosten gegenüber klassischen Zahnriemenachsen deutlich stärker steigen. Bei kurzen Hüben spielt der Linearmotor seinen Wettbewerbsvorteil in Bezug auf Kompaktheit und geringer Zahl der beteiligten Komponenten wirtschaftlich aus.

Die Lineareinheit mit Direktantrieb verfügt über ein zusätzliches Messsystem, das zur Kommutierung des Motors notwendig ist. Konventionellen Zahnriemenachsen fehlt werksseitig dieses Messsystem, um eine hohe Positioniergenauigkeit zu erzielen. Lineareinheiten mit Direktantrieb finden zunehmend in Applikationen wie der Mikroelektronik Verwendung, wo geringe Massen in hohen Geschwindigkeiten und mit höchster Präzision bewegt werden. Auch in Bereichen von Verpackungsmaschinen, wo häufig Platzprobleme auftreten, kommen sie zum Einsatz. Lineareinheiten mit Direktantrieb sind weitaus verschleißresistenter als die mechaniklastigen Zahnriemenachsen. Der Linearmotor selbst arbeitet berührungslos. Dimotion führt jetzt neben zahnriemen- und spindelgetriebenen Achsen auch eine breite Variantenvielfalt an Lineareinheiten mit Direktantrieb in zwei Produktserien:

Die erste besteht aus zwei Baugrößen für unterschiedliche Längen: deren Achsen sind flach, mit rechteckigem Profil, verfügen über zwei parallele Führungen und lassen sich für unterschiedliche Vorschubkräfte auslegen

Eine weitere besteht aus einer Größe für unterschiedliche Längen: sie zeichnet sich durch zwei parallel verlaufende Magnetleisten aus, zwischen denen sich die Führung befindet. Der Vorteil besteht darin, dass keine Anziehungskräfte zwischen dem beweglichen Element und dem Magneten wirken. Diese Ausführung eignet sich deshalb besonders als vertikale Achse.

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