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DER KONSTRUKTEUR 1-2/2018

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ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK FLÜSSIGER VORSTOSS IN NEUE WELTEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Extrem leiser Lauf, sehr geringe Vibrationen, niedriger nicht wiederholbarer Schlag, geringe Taumelfehlerquote: Motoren mit Flüssigkeitslager-Technologie spielen in Festplatten seit Jahren ihre Vorteile aus. Jetzt erobern die Antriebe auch andere fortschrittliche Anwendungsbereiche, Stichwort: Laser. FDB-Motoren sind besondere Elektromotoren, deren Lagertechnologie nicht aus Kugeln besteht, sondern aus Flüssigkeiten, genauer aus spezifischen Ölen. Fluid Dynamic Bearings nennt die Fachwelt die innovativen Lager. In den letzten 15 Jahren haben sich Motoren mit diesem Lagersystem hauptsächlich in der Festplattenindustrie etabliert. Den positiven Eigenschaften dieser Antriebstechnologie ist es zu verdanken, dass die Festplattenhersteller ihre Speicherkapazitäten immer weiter steigern konnten und heute bei bis zu 12 Terabyte pro Festplatte stehen. Eine bessere Antriebslösung gibt es derzeit nicht. Bereits in die Entwicklungsphase sind zahlreiche Testläufe integriert, um einen optimalen Rundlauf und Planlauf zu gewähren sowie den nicht wiederholbaren Schlag so niedrig wie möglich zu halten. Der Lagerspalt zwischen Welle und Buchse liegt im unteren einstelligen μm-Bereich. In diesem Spalt zirkuliert ein Spezialöl. Die Buchse selbst besteht aus einem speziellen Material, um Verschleiß und Reibung vorzubeugen, wodurch sich die Lebensdauer erheblich verlängert. Zudem muss die Bauteilqualität und -genauigkeit höchsten Standards für die Massenproduktion entsprechen. Die Fertigung solcher Motoren erfordert ein hohes Maß an Präzision und findet in Reinräumen statt. VORTEILE KOMBINIERT Der FDB-Motor der PM DM GmbH kombiniert die positiven Eigenschaften eines BLDC-Motors mit der hochmodernen Technologie der FDB-Lagerung. Er eliminiert unter anderem die begrenzte Präzision von kugelgelagerten Motoren, reduziert den nicht wiederholbaren Schlag auf ein absolutes Minimum, senkt den akustischen Geräuschpegel und verbessert die Zuverlässigkeit sowie die Präzision über die gesamte Lebensdauer. NEUE APPLIKATIONEN ERKANNT Inzwischen sind die Vorteile des FDB-Motors auch in anderen Bereichen, in denen hohe Akribie und Genauigkeit gefragt sind, 28 DER KONSTRUKTEUR 1-2/2018

ANTRIEBSTECHNIK gerne gesehen. So zum Beispiel im Laserscanning sowie Lasertracking im Bereich Virtual Reality. Auch im Bereich Lidar (Light detection and ranging) könnte die Motortechnologie Vorteile schaffen. In der Sicherheits- und Überwachungstechnik können Geräte mit flüssigkeitsgelagerten Motoren stationär oder auch mobil, zum Beispiel in Fahrzeugen, Flugzeugen oder Drohnen, verwendet werden. EFFIZIENT GESCANNT Bei der Vermessung mit einem Laserscanner wird ein Laserstrahl über einen Umlenkspiegel abgelenkt und in Rotation versetzt. Dieser Vorgang kann dabei einige hunderttausend Male in der Sekunde erfolgen. Das vom Scanner empfangene Laserlicht wird dann entsprechend ausgewertet. Laserscanning ist eine extrem leistungsfähige Art der Vermessung. Die Vermessung erfolgt dabei mit einem Laserscanner, der ein schnelles Scannen von Landschaften, Bauwerken, deren Einrichtungen und Installationen erzeugt. Laserscanner werden aber auch für die 3D-Vermessung beziehungsweise die Erfassung von großen Bauteilen und komplexen Strukturen benutzt. Typische Anwendungen sind das verformungsgerechte Aufmaß, das Fassadenaufmaß, die Schadenskartierung und die Gebäudedokumentation. Aus den Scan-Ergebnissen lassen sich beispielsweise Volumen, Flächen, Grundrisse und Schnitte, vollständige und vor allem aktuelle Pläne und Ansichten ableiten. Für das Aufmaß in der Industrie, wie zum Beispiel in der Fabrikplanung und im Anlagenbau, werden Laserscanner für die effiziente und vollständige Vermessung von Produktionshallen, der technischen Gebäudeausstattung, Stahl- konstruktionen, Fertigungsstraßen beziehungsweise produzierenden Maschinen verwendet. Auch die Vermessung von Schiffen und Flugzeugen vereinfacht sich durch den Einsatz von Laserscannern. Je WER PRÄZISE MESSEN WILL, BRAUCHT DEN RICHTIGEN ANTRIEB IN SEINER APPLIKATION effizienter der Scan-Vorgang, desto genauer sind die Abbildungen oder Darstellungen der Objekte. Hier leistet der FDB-Motor von PM DM Erstaunliches. BALANCE GEWAHRT Taumelfehler wirken sich auf die gemessenen Horizontalrichtungen aus, aber auch auf die Vertikalwinkel und Distanzen. Bei Präzisionsmessungen werden sie im Zuge der Ausgleichsrechnung minimiert, wenn die Achsfehler von zufällig-unregelmäßiger Natur sind. Die Taumelfehler, die erst gar nicht auftreten, sind naturgemäß die besten. Kugelgelagerte Motoren weisen verstärkt Taumelfehler auf, deren Ursachen das Achs- bzw. Lagerspiel, die Unrundheiten der Kugeln sowie im Achslager oder am Achszapfen, das Durchbiegen der Kugellagerachsen oder einfach nur eine unregelmäßige Verteilung des Schmierfetts sein können. Motoren mit unverspannten Lagern „AUF UNSEREN FDB-MOTOR WARTEN NEUE MÄRKTE“ Martin Hafen, Engineering Manager, PM DM GmbH www.DerKonstrukteur.de 01 Der FDB-Motor von PM DM wird in Zukunft sicherlich noch weitere Anwendungsbereiche finden. Denkbar sind weitere optische Anwendungen wie zum Beispiel Lidar, aber auch neue Märkte. Überall, wo hohe Genauigkeit, sehr leiser Lauf und geringe Vibrationen gefragt sind, punktet die FDB-Technologie. Eine hohe axiale und radiale dynamische Steifigkeit und die konstante Präzision über die gesamte Lebensdauer sind weitere Merkmale, in denen sich die Technologie von Kugellagern und einfachen Gleitlagern unterscheidet. 01 Querschnitt eines FDB-Motors 02 FDB-Motor mit Standard-Flansch 02 DER KONSTRUKTEUR 1-2/2018 29

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