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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2018

DER KONSTRUKTEUR 7-8/2018

ANTRIEBSTECHNIK EIN

ANTRIEBSTECHNIK EIN SPIELFELD FÜR LINEARMOTOREN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Kleine Hübe, große Kraft und hohe Frequenz – so lassen sich Aufgaben in Prüf- und Fertigungsmaschinen umreißen, die bislang mit hydraulischen Antrieben gelöst wurden. Heute kommen hier Linearmotoren zunehmend ins Spiel. Bei Prüfmaschinen geht es häufig um Dauerfestigkeits- oder auch Schwingungsfestigkeitsprüfungen von Materialien, bei denen der Prüfling zyklisch auf Zug und Druck be- und entlastet wird. Der Prüfling soll hohe, wohldefinierte Kräfte aufnehmen, während die Häufigkeit der Prüfvorgänge als Takt die Nutzungsdauer simuliert. So werden empirische Werte zum Alterungs- und Bruchverhalten gewonnen. Bei Fertigungsmaschinen, in denen Teile verpresst oder gefügt werden, ist der hohe Takt natürlich der Produktivität geschuldet, wohldefinierte Kräfte sichern die Qualität des Vorgangs. Die geringen Hübe ergeben sich einfach daraus, dass hier keine langen Wege für die Aufgabe zurückzulegen sind. Gleiches gilt bei Material oder Werkstückzuführung mit hohen Massen und Taktraten oder auch für Siegelvorgänge in schnellen Verpackungsmaschinen, wie z. B. Schlauchbeutelmaschinen. Bislang wurden solche Kombinationen von Kraft und Dynamik nur mit Servohydraulik erreicht. Bis vor kurzem gab es kaum eine Möglichkeit, die geforderten hydraulischen Leistungen elektrisch nachzubilden. Der klassische Servoaktuator mit Kugelgewindetrieb kann wegen der geringen Hübe und hohen Frequenzen nicht punkten, denn sein Trägheitsmoment im linear-rotativen System und Probleme mit der Schmierung bei Bewegungen unter einer Umdrehung verhindern, dass er bei solchen Betriebsbedingungen ausreichend Leistung liefert und eine befriedigende Lebensdauer aufweist. Eisenlose Linearmotoren oder verfügbare zylindrische Linearantriebe schieden aufgrund ihrer zu geringen Leistung ebenfalls aus. VON DER SERVOHYDRAULIK ZUR ELEKTROMECHANIK Was also tun, wenn man bei IBD als Ingenieurbüro für Steuerungsund Antriebstechnik und als Partner von Kunden im High-Tech- Umfeld vor genau dieser Aufgabe steht und einen Antrieb definieren muss, der 3 kN bei 100 Doppelhüben pro Sekunde leisten und außerdem noch skalierbar sein soll? Durch den Kontakt zur VSM Antriebstechnik GmbH aus Griesheim konnte dem Anwender gemeinsam eine zukunftsweisende Lösung präsentiert werden. Die geforderte Leistung wird hierbei durch die Kombination hochwertiger VUES-Linearmotorkomponenten, eines hochauflösenden Lineargebers, steifer mechanischer Komponenten in Verbindung mit extremer Reduzierung der bewegten Massen und einem leistungsfähigen Servoregler erreicht. Das Linearmotor-Modul ist, wie gewünscht, skalierbar und so auch für größere oder kleinere Kräfte verfügbar. Die größte Ausbaustufe erreicht eine Spitzenkraft von 30 kN. Eine Wasserkühlung ist optional möglich und steigert so die verfügbare Dauerleistung. Ebenso lassen sich größere Geschwindigkeiten als die 1 m/s der konkreten Anwendung realisieren. Bei vertikalem Einbau und schweren Lasten kann zudem eine Haltebremse eingebaut werden. Ansonsten ist die Funktion von der Einbaulage unabhängig. GERÜSTET FÜR INDUSTRIE 4.0 Durch die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten konnte mit der Entwicklung dieser Maschine ein weiterer Schritt gegangen werden, Hydraulik im Prüf- und Fertigungsbereich zu ersetzen, um die Nachteile bei Energie und Handling inklusive der Gefahrenpotenziale zu eliminieren. Die Kostenvorteile in einer Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung zeigen, dass sich die Investition in die neue Technologie im konkreten Projekt schnell amortisiert. Parallel wurden durch die rein elektrische Konstruktion des Systems Voraussetzungen geschaffen, um die Anlage noch genauer zu parametrieren, was sich zusätzlich positiv auf die Datenströme in der IIoT-/Industry-4.0-Welt auswirken wird. Bild: VSM DIESE LINEARANTRIEBE LEISTEN 3 000 N BEI 100 DOPPEL- HÜBEN PRO SEKUNDE www.servo-vsm.eu 22 DER KONSTRUKTEUR 7-8/2018

ANTRIEBSTECHNIK ANTRIEB FÜR KÜNSTLICHES CREWMITGLIED Die Horizons-Mission des deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst, die Ende Juni zur Internationalen Raumstation ISS aufgebrochen ist, hat Motoren von Faulhaber an Bord. Sie dienen als Antrieb für den Astronauten-Assistenten CIMON („Crew Interactive Mobile Companion“), die erste künstliche Intelligenz für die ISS. Der frei fliegende Technologie- Demonstrator soll Astronauten bei Routinearbeiten unterstützen, indem er z. B. Prozeduren anzeigt oder Problemlösungen anbietet. Mit ihm können die Besatzungsmitglieder in einen echten Dialog treten. Der Assistent wurde im Auftrag des Raumfahrtmanagements im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) von Airbus in Friedrichshafen entwickelt. Er hat etwa die Größe eines Medizinballs und fliegt auf Zuruf zum Astronauten. Er wird von 14 kleinen Propellern bewegt. Diese werden von bürstenlosen DC-Servomotoren der Serie 0824 von Faulhaber angetrieben. Für ihre Steuerung sorgen Speed Controller der Serie SC1801. www.faulhaber.com HUBDREH-MOTOREN MIT NEUEM DESIGN Linmot erweitert die Produktpalette der Hubdreh-Motoren um einen weiteren Motortyp. Die neue Serie PR02 bietet ein neues Design, bei dem die Motoren inkl. Zusatzkomponenten in einem schlanken Gehäuse integriert sind. Neben dem Linearmotor und dem Drehmotor können weitere Optionen wie eine magnetische Feder oder ein Drehmomentsensor eingebaut werden. Die Feder Magspring sorgt dafür, dass die Gewichtskraft der bewegten Last passiv kompensiert wird. Der Drehmomentsensor ermöglicht präzise, reproduzier- und protokollierbare Verschließvorgänge, wie sie z. B. in der Pharmaindustrie gefordert sind. Im stromlosen Zustand wird das Absenken der Achse somit effektiv verhindert. Der Anwender profitiert beim neuen Design von der verkürzten Einbaulänge der gesamten Einheit und dem hygienischen Design mit einfach zu reinigenden Oberflächen. Die Leistungsdaten der PR02-52 Serie entsprechen denjenigen der PR01-52er Serie, mit einem Hub von 100 mm. Der Hubdreh-Motor erzeugt eine maximale Kraft von 255 N und ein maximales Drehmoment von 2.2 Nm. www.linmot.com SERVOLAMELLENKUPPLUNG FÜR KLEINERE DREHMOMENTE Mit der Baureihe SCL präsentiert R+W seine spielfreie Lamellenkupplung mit leichten Aluminiumklemmnaben, die auf kleinere Drehmomente ausgelegt ist. Die Servolamellenkupplung eignet sich für dynamische Antriebsaufgaben mit häufigem Starten und Stoppen sowie Reversierbetrieb, bei denen die absolute Positioniergenauigkeit im Fokus steht. Ihre Naben bestehen aus Aluminium, woraus ein geringes Gewicht und ein niedriges Massenträgheitsmoment resultieren. Die Lamellen selbst bestehen aus hochfestem Edelstahl und weisen eine hohe Leistungsdichte auf. Zur Befestigung des Lamellenpakets werden hochfeste Schrauben eingesetzt, die das Drehmoment über Reibschluss übertragen – absolut spielfrei. Es entstehen keine Mikrobewegungen in der Anbindung der Lamelle, was zu einer hohen Gesamtsteifigkeit führt. Die Welle- Nabe-Anbindung wird nur als kraftschlüssige Verbindung mit Klemmnabe, geteilter Klemmnabe und Konusklemmnaben angeboten. www.rw-kupplungen.de Treffen Sie unsere Experten für Kupplungen auf der SMM Hamburg. 04.-07. September, Hamburg, Halle A3, Stand 327 Mehr Effizienz und Wettbewerbsvorteile für Ihre Produkte. Bordnetz Dieselmotor Reich- Kupplungssystem www.reich-kupplungen.com Methanol-Tank Brennstoffzellen Batterien Elektromotor & Generator 2018-07_Reich Reich.indd 1 Anzeige DE_185x90_SMM.indd 1 18.07.2018 08:36:40 13:48:31 DER KONSTRUKTEUR 7-8/2018 23

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