Was ist ein Kraftzylinder?
Kraftzylinder sind Aktuatoren, die einen Motor verwenden, um eine Kugelumlaufspindel zu drehen, die ein schweres Objekt in eine lineare Richtung schiebt oder zieht.
Herkömmliche Hydraulikzylinder benötigen eine Pumpe zum Betrieb und zur Aufrechterhaltung der Schubkraft, Kraftzylinder hingegen nicht. Daher kann der Stromverbrauch reduziert werden.
Der Vorteil ist, dass die Systemkonfiguration einfach ist, da keine Rohrleitungen für den Öltransport erforderlich sind. Für den Antrieb des Motors sind lediglich Kabelverbindungen erforderlich.
Der Vorteil besteht darin, dass selbst bei einem Stromausfall die Last durch den Betrieb des Motors mit Bremse aufrechterhalten wird, wodurch die Gefahr eines Sturzunfalls ausgeschlossen wird.
Anwendungen von Kraftzylindern
Kraftzylinder werden vor allem in Schwermaschinen, Baumaschinen und landwirtschaftlichen Maschinen eingesetzt, wo eine lineare Bewegung mit hoher Last erforderlich ist.
Beispiele hierfür sind Verriegelungsmechanismen für Maschinenteile, das Öffnen und Schließen von Türen und die Einstellung des Winkels und der Position verschiedener Teile. Sie werden auch zum Heben und Senken schwerer Gegenstände verwendet.
Die Hebe- und Senkfunktion von Kraftzylindern kann auch im medizinischen Bereich genutzt werden, um Rollstühle und Betten zu bewegen.
Die maximale Schubkraft wird in Abhängigkeit von der Ziellast festgelegt. Kraftzylinder werden auch in Betriebstemperaturbereichen von niedrigen bis hohen Temperaturen eingesetzt.
Funktionsweise von Kraftzylindern
Der Kraftzylinder ist ein Gerät, das aus einem Motor, einem Getriebe und einer Kugelumlaufspindel besteht. Diese arbeiten zusammen, um eine lineare Expansions- und Kontraktionsbewegung zu erreichen.
Das Funktionsprinzip wird im Folgenden beschrieben: Zunächst wird die vom Motor erzeugte Drehbewegung auf den Getriebekopf übertragen, wodurch dieser in Drehung versetzt wird.
Der Getriebekopf ist mit einer Kugelumlaufspindel verbunden, so dass die Spindel entsprechend der Drehrichtung des Kopfes aus- oder einfährt und so das Ausmaß der Ausdehnung oder Kontraktion reguliert.
Bei einem Kugelgewindetrieb handelt es sich um ein Bauteil mit einer Mutter oder einer Lagerkugel, die mit einer Gewindestange verbunden ist. Er kann die Drehbewegung des Getriebekopfes in eine lineare Bewegung umwandeln.
Daher kann die Einstellung von Parametern wie Position und Geschwindigkeit bei linearen Bewegungen leicht durch die Bewegung des Motors gesteuert werden.
Die Bewegung ist auch bei niedrigen Geschwindigkeiten relativ stabil und kann während der Beschleunigung sanft verschoben werden.
Daher kann der Zylinder auch dann stabil eingesetzt werden, wenn er an mehreren Positionen angehalten werden soll (Mehrpunktanschlag).