Ein Linearaktuator ist jedes Gerät, das Arbeit erzeugt, indem es nichtlineare Energie in eine lineare Bewegung umwandelt. Es gibt viele verschiedene Arten von Primärenergiequellen, die in Linearaktuatoren verwendet werden, von Elektromotoren über Flüssigkeits- und Luftdruck bis hin zu Wärmeausdehnung. Jeder Aktuatortyp oder jede Aktuatorklasse eignet sich für unterschiedliche Anwendungen basierend auf Größe, Leistung, Potenzial und Leistungsanforderungen. Dazu gehören Türöffner, hochbelastbare Maschinenantriebe und winzige, präzise Prozesssteuerungen.
Es gibt eine erstaunliche Anzahl von Prozessen, Maschinen und Geräten, die Geräte verwenden, die eine lineare Betätigung liefern. Diese reichen vom bescheidenen DVD-Fach-Öffner bis hin zu riesigen hydraulischen Widdern, die einen Druck von mehreren zehntausend Pfund erzeugen können. Das Grundprinzip dieser unverzichtbaren Geräte ist die Umwandlung einer, typischerweise kleinen, nichtlinearen Energiequelle in eine lineare Bewegung größerer Größe. Es gibt mehrere häufig verwendete Primärenergiequellen in Linearaktuatoren; jeder hat seinen eigenen speziellen Umwandlungsmechanismus. Meistens handelt es sich dabei um Drehbewegungen oder unter Druck stehende Fluideingaben, obwohl es mehrere weniger häufig verwendete Typen gibt, wie z. B. Heißwachs-Aktuatoren.
Der Linearaktuator mit Drehquelle verwendet normalerweise einen Elektromotor, um seine Eingangsenergie zu liefern. Dieser Aktuator verwendet Nocken oder Leitspindelanordnungen, um die Rotationsenergie des Motors in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln. Das Leitspindelbeispiel ist eine beliebte Wahl, da es ein breites Spektrum an Auszugslängen bietet. Der Motor dreht eine Gewindespindel mit grobem Gewinde, die durch eine am Stellarm befestigte Mutter verläuft. Die Mutter und der Aktuator werden am Drehen gehindert und bewegen sich infolgedessen auf der Leitspindel auf und ab, während sie sich dreht, wodurch eine lineare Bewegung entsteht.
Ein Linearaktuator vom Nockentyp verwendet einen exzentrischen Nocken, der über eine Reihe von Gestängen oder einen Schlitz in der Nockenfläche mit dem Aktuatorarm verbunden ist. Wenn sich die Nocke dreht, drückt sie den Betätigungsarm nach vorne oder zieht ihn zurück. Diese Variante hat keinen so großen Bewegungsbereich wie der Spindelantrieb, kann aber sehr genaue Eingaben durchführen. Nockenaktuatoren verwenden häufig elektronische Schrittmotoren, die eine erhöhte Vorschubsteuerung und die zusätzliche Genauigkeit ermöglichen, die für eine präzise Prozesssteuerung erforderlich ist.
Hydraulische und pneumatische Aktuatoren verwenden ein unter Druck stehendes Gas oder eine Flüssigkeit, um eine lineare Bewegung zu erreichen und besitzen das größte Leistungspotenzial. Diese Systeme bestehen aus einem Kolben, der in einem abgedichteten Rohr mit Ventilen an beiden Enden enthalten ist. Der Kolben ist mit einer Betätigungsstange verbunden, die durch eine Dichtung an einem Ende des Rohres hindurchgeht. Eine externe Quelle von unter Druck stehendem Gas oder Flüssigkeit, typischerweise Luft oder Hydrauliköl, wird über eines der Ventile in den Zylinder eingeführt. Je nachdem, ob das Fluid oberhalb oder unterhalb des Kolbens eingeleitet wird, bewegt sich der Aktuator vorwärts oder rückwärts.
Es gibt viele andere, weniger häufig verwendete Typen von Linearaktuatoren, wie beispielsweise thermische Aktuatoren, die die Ausdehnung von Materialien wie Wachs nutzen, um eine Linearbewegung bereitzustellen. Andere Typen umfassen piezoelektrische, magnetische und Zahnstangenantriebe. Am einfachsten ist vielleicht der manuelle Schraubentyp, ähnlich dem, der zum Einstellen eines Nonius verwendet wird. Dieser Linearaktuatortyp verwendet das gleiche Prinzip wie die Leitspindelvarianten, hat jedoch typischerweise ein feineres Gewinde für eine genauere Einstellung.