Wie funktioniert ein Linearantrieb und wie unterscheidet er sich von rotierenden Antrieben?
Linearantrieb:
Erzeugt direkt eine geradlinige Bewegung (Translation), kein rotierendes Moment
Analog zum Drehstrommotor:
Stator erzeugt elektrisches Feld
Rotor erzeugt magnetisches Feld
Kraft entlang der Grenzfläche Rotor-Stator
Vorteil:
Direkte Bewegung ohne Umwandlung rotatorischer Energie
Welche Varianten von Linearantrieben gibt es und wie unterscheiden sie sich?
Langstator-Antrieb:
Stator im Fahrweg, Rotor im Fahrzeug
Beispiel Magnetbahn:
M-Bahn (mit Permanentmagneten)
Transrapid (mit Elektromagneten)
Kurzstator-Antrieb (z. B. in Industrie):
Stator im Transportschlitten, Rotor im Fahrweg
Kompakt, mit Permanentmagneten
XTS-System (z. B. Beckhoff):
Stator = Fahrweg, Rotor = Mover (passiv)
Mover enthält keine Elektronik, wird berührungslos bewegt
Wegerfassung (Position + ID) liegt im Fahrweg
Welche Arten von Bewegungen kommen in Produktions- und Logistikanlagen vor und wie werden sie erzeugt?
Bewegungsarten:
Überwiegend lineare Bewegungen, z. B.:
Transport von Werkstücken (Förderband, Lift, Schieber)
Werkzeugabsenkung (Stanze, Schrauber)
Öffnen/Schließen von Greifern
Erzeugung der Bewegung:
Umwandlung einer Rotationsbewegung
z. B. Förderband mit Kette/Riemen → Verschleiß + Ungenauigkeit
Kurvenscheibe / Pleuelstange → starre, vorgegebene Bewegung = unflexibel
Elektrische Linearantriebe
Direkte Translation ohne Umwandlung (siehe separate Karte zu Linearantrieben)
Fluidtechnik
Pneumatik- und Hydraulikzylinder (direkt lineare Bewegung)
Wie funktionieren pneumatische und hydraulische Aktoren grundsätzlich?
Grundprinzip:
Pneumatik und Hydraulik nutzen Druckluft bzw. Flüssigkeit zur Kraftübertragung
Bewegen Zylinder (lineare Stellglieder)
Zylinder = analoges Verhalten
Durchfährt kontinuierlichen Distanzbereich
Position ist analoge Größe
Wegeventile = binär
Steuern den Fluidstrom (z. B. „auf“ oder „zu“)
Steuern Zylinder durch Druckbeaufschlagung
Wie funktionieren Wegeventile in der Fluidtechnik und welche Arten gibt es?
Beispiele:
3/2-Wegeventil: 3 Anschlüsse (P = Druck, R = Auslass, A = Zylinder)
2 Schaltstellungen
5/2-Wegeventil: für doppelt wirkende Zylinder
5/3-Wegeventil: ermöglicht Stopp an beliebiger Position
Betätigungsarten:
Mechanisch: Taste, Rolle, Hebel, Feder
Elektrisch: Magnetspule (z. B. Festo-Ventil)
Worin besteht der Unterschied zwischen einfach und doppelt wirkenden Zylindern?
Einfach wirkender Zylinder:
Nur eine Seite wird mit Druck beaufschlagt
Rückhub durch Feder
Gesteuert durch 3/2-Wegeventil
Doppelt wirkender Zylinder:
Beide Seiten können mit Druck versorgt werden
Hub & Rückhub aktiv steuerbar
Gesteuert durch 5/2- oder 5/3-Wegeventil
Wie werden Zylinder in Pneumatik/Hydraulik gesteuert?
Zylinderbewegung (I-Verhalten) wird durch Wegeventile (P-Verhalten) gesteuert
Wegeventilsteuerung erfolgt:
Elektrisch (z. B. Magnetspule)
Mechanisch (z. B. Hebel, Rolle, Taste)
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