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Achsantriebe Elektromechanische oder elektrohydraulische Antriebe

Autor / Redakteur: Reiner Knöll, Thomas Gellner und Wolfgang Eichhorn / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Autarke lineare Achsen mit mechanischem oder hydraulischem Getriebe sind kompakt und wartungsarm und lassen sich einbaufertig bestellen. Doch welche Variante ist im Einzelfall die richtige?

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Elektromechanische Zylinder wie dieser können in vielen industriellen Bereichen, etwa in Servopressen, Dosiersystemen, Werkzeugmaschinen oder Transport- und Handlingsystemen, eingesetzt werden.
Elektromechanische Zylinder wie dieser können in vielen industriellen Bereichen, etwa in Servopressen, Dosiersystemen, Werkzeugmaschinen oder Transport- und Handlingsystemen, eingesetzt werden.
(Bild: Bosch Rexroth)

Ob Standardanwendung oder Sondermaschine – die Time-to-Market ist und bleibt für Maschinenbauer ein entscheidender Faktor bei der Komponentenauswahl. Antriebe für Linearbewegungen bilden hier keine Ausnahme und verstärken den Trend nach autarken, intelligenten Achsen. Allgemeine Markttrends wie Elektrifizierung, Digitalisierung und Condition Monitoring bis hin zur vorausschauenden Wartung machen die kompakten Lösungen ebenfalls attraktiv. Sie lassen sich auf Wunsch einbaufertig liefern, schnell integrieren und softwaregestützt parametrieren. Häufig ist es aber nicht einfach, die beiden technologischen Ausprägungen – elektromechanisch und elektrohydraulisch – gegeneinander abzuwägen.

Die Auswahl der jeweiligen Technologie für den autarken Linearantrieb leitet sich in erster Linie von den geforderten Kenngrößen wie Last, Dynamik und Strecke ab, aber auch von der gewünschten Lebensdauer, dem Temperaturbereich, der Schutzart und dem erforderlichen Grad der Regelbarkeit. Mit steigenden Anforderungen bezüglich Time-to-Market, Regelbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und I4.0-Fähigkeit kommen Lösungen in Betracht, die eine intelligente, elektrische Antriebseinheit mit einem mechanischen oder hydrostatischen Getriebe kombinieren. Weisen beide Topologien ein einheitliches elektrisches Antriebs-, Engineering- und Regelkonzept auf, sind sie auch für Hybridkonzepte geeignet. Darüber hinaus gibt es spezifische Stärken, die für die jeweilige Technologie sprechen.

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Elektromechanische Linearantriebe

Elektromechanische Linearantriebe besitzen aufgrund ihres mechanischen Getriebes mit Zahnriemen-, Kugel- oder Planetengewinde eine feste Übersetzung und Vorschubkonstante. Die Gewindesteigung richtet sich nach der gewünschten Geschwindigkeit und Kraft. Mit Maximalkräften von bis zu 290 kN, Verfahrgeschwindigkeiten von 0,18 bis zu 1,6 m/s und Hublängen von bis zu 1,7 m finden beispielsweise die elektromechanischen Zylinder EMC und EMC-HD von Bosch Rexroth mit Servoantrieb Indradrive und Servomotor Indradyn S viele industrielle Anwendungsfelder, darunter Servopressen, Dosiersysteme, Werkzeugmaschinen oder Transport- und Handlingsysteme. Dank Varianten mit hygienischem Design und Schutzart IP65 eignet sich der EMC sehr gut für die Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie.

Wesentliche technologiebezogene Stärken autarker Linearantriebe mit mechanischem Getriebe liegen in der exakten Regelung sehr schneller oder komplexer industrieller Abläufe und dem einfach zu regelnden Synchronlauf mehrerer Achsen. Trotz der hohen Dynamik werden hohe Positioniergenauigkeiten in der Größenordnung von 10 μm erreicht. In Basisausführungen ist zudem die maximale Kraft sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung abrufbar. Weitere Vorteile der Technologie sind die hohe Lebensdauer und Energieeffizienz sowie die einfachen Berechnungsformeln für das Engineering. Voraussetzung für den größtmöglichen Nutzen ist allerdings die korrekte Auswahl der Komponenten. Engineering-Tools vereinfachen den Auswahlprozess und vermeiden Fehler durch automatische Plausibilitätschecks. Für eine schnelle Inbetriebnahme sorgen in das Antriebsregelgerät integrierte anwendungsgerechte Funktionen, die die Maschinenbauer lediglich parametrieren. Über optional einbaubare Kraftsensoren ist eine Kraftregelung möglich.

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