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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

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DER KONSTRUKTEUR 9/2016

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK Mechatronik im Aktuator Technologiebaukasten als Basis integrierter und flexibler Antriebslösungen Christoph Martin Die Herausforderung mechatronischer Systeme liegt in der Überwindung etablierter Schnittstellen. Mit intelligenten Antriebslösungen können funktionale Barrieren überwunden und in neuartigen Lösungskonzepten integriert werden, so wie hier im Beispiel intelligenter Aktuatortechnologie für industrielle Ventilsteuerungen. Durch einen vielfältigen BLDC-Technologiebaukasten lässt sich diese einfach in mechatronische Systeme integrieren. Die technischen Neuerungen in den unterschiedlichsten Applikationen erfordern verschiedene Funktionen in einem Aktuator, wobei diese Neuerungen ohne integriertes Design, Gewicht und Größe zunehmen lassen, was im Gegensatz Christoph Martin, Business Development Industrie, Sonceboz SA, Sonceboz (CH) zu dem Kundenwunsch steht, immer einfacher, kompakter und leichter zu bauen. Neue Systeme bieten viele neue oder verbesserte Funktionen dank intelligenter Aktuatoren: es geht um geringeren Verbrauch, höhere Sicherheit bis zu präziserer Reglung. Um diese Forderungen zu erfüllen, werden bei der Verwendung von Standardmotoren in der Regel größere und stärkere Lösungen realisiert als benötigt. Wie lässt sich diese Herausforderung meistern? Der Weg zum intelligenten Aktuator Bei der Schaffung eines intelligenten Aktuators werden Eigenschaften – welche häufig verborgen sind – wie Sicherheit, Zuverlässigkeit, Flexibilität, Einfachheit der Konstruktion und der Herstellung während der ganzen Entwicklung berücksichtigt. So wird höchste Integration komplexer Anforderungen auf kleinstem Bauraum möglich. Sicherheit in der Automatisierung gehört seit langem zum obersten Gebot. Durch den Einsatz moderner Werkstoffe und Entwicklungsumgebungen werden die Lösungskonzepte bei Sonceboz basierend auf Simulationen, Versuchen und Erfahrungswerten optimiert. Die Erfahrungen von Sonceboz aus der Automotive-Produktion mit hohen Stückzahlen – über 60 Mio. Motoren pro Jahr – stellen sicher, dass ein kundenspezifisch entwickeltes Antriebssystem die Anforderungen bezüglich Leistung, 44 Der Konstrukteur 9/2016

Qualität und Lebensdauer und Zuverlässigkeit im Alltag erfüllt. Die Vereinfachung des Gesamtsystems ist häufig der Schlüssel zur Optimierung des Lösungsansatzes. Intelligente Aktuatoren setzen verfeinerte Regelsysteme und Sensoren ein, um ihre Aufgaben zu erfüllen – Dynamik, Leichtigkeit und genauere Messungen statt große Leistungsreserven sind gefragt. So werden die Aktuatoren, wie zu erwarten, kleiner, kompakter und effizienter bei deutlich höherer Leistungsdichte. Mechatronischer Aktuator für die Ventilsteuerung Der kunststoffumspritzte BLDC-Motor sichert ein wirtschaftliches, robustes Design Im Bereich der Ventilsteuerung entwickelt Sonceboz neue intelligente Aktuatoren, die ein breites Leistungsspektrum von Funktionen in HKL-Anwendungen (Heizung­ Klima-Lüftung) und in der Prozessautomation abdecken können. Der Kernmotor ist ein Dreiphasen Gleichstrommotor, der dank seinem elektromagnetischen Prinzip, 01 Mechatronische Antriebe eröffnen in der Ventilsteuerung neue Möglichkeiten für vielfältige Anforderungen 1. Kompakte Bauform (Abmessungen Ø50 x 62 mm) 2. Linear Kraft bis 400 N, Hub: 8 bis 27 mm, max. 100 mm/s 3. BLDC Motor 4. Sensorik 5. Elektronik für Motorsteuerung und Kommunikation 6. Verbindungsstecker für Versorgung und Kommunikation 7. Über-/Untersetzung 8. Fail-Safe eine lange Lebensdauer im Vergleich zu pneumatischen Antrieben bietet. Mit einer Kraft von 250 bis 400 N und einem Hub von 8 bis 27 mm können eine Vielfalt von Fluiden, zum Beispiel Wasser oder Öl, geregelt werden. Die Regelungspräzision ist in verschiedenen Viskositätsstufen und Medien ­ drücken zu realisieren. Ein Mehrwert dieses Aktuators liegt in seiner starken Integration durch die Reduktion der Komplexität der Systemarchitektur. In seinem kompakten Bauraum (Ø50 x 62 mm) ist die Elektronik – bis 300 W – für Motorsteuerung und Kommunikation (digital/analog) bereits integriert. Hiermit ist eine schnelle und zuverlässige Installation und Inbetriebnahme im Feld gegeben. Ein eingebauter absoluter Linearsensor zur Proportionalsteuerung mit 12 Bit Auflösung erlaubt eine Closed-Loop Steuerung: eine genaue Regelung zur Sicherstellung des gewünschten Stellwertes mit dem tatsächlichen Positionswert. Dank einer applikationsspezifischen Über-/Untersetzung durch die innen im Rotor geführte Spindel kann bauraumoptimiert Kraft und Hub an die Anwendung angepasst werden. Als Sicherheitsoption können stromlos, mit einer optionalen smart-integrierten Ausfallsicherung, definierte Zustände realisiert werden (geöffnet/geschlossen). Der kunststoffum­ Starke Sache! Nutzen Sie unseren umfassenden Zylinderservice: von der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung aller gebräuchlichen Zylindertypen bis zur Inspektion, Wartung und Instandsetzung gebrauchter Zylinder. Zeitnahe Fertigung von Dicht- und Führungselementen im eigenen Haus ergeben ein Maximum an Flexibilität und Schnelligkeit. Durch Optimierung der fluidtechnischen Bauteile funktionieren Ihre Zylinder schnell und sicher. SKF Economos Deutschland GmbH Robert-Bosch-Straße 11 D-74321 Bietigheim-Bissingen Tel.: +49 7142 593 0 Fax.: +49 7142 593 110 E-Mail: seals.bietigheim@skf.com Sealing solutions from SKF Industrial Market-Seals www.skf.de/dichtungen iPhone App / Android App Direktruf – 1a dicht 0800 123 42 48 THE POWER OF KNOWLEDGE ENGINEERING ® SKF ist eine eingetragene Marke der SKF Gruppe | © SKF Gruppe 2016 Januar 2016 | Bestimmte Aufnahmen mit freundlicher Genehmigung von Shutterstock.com Der Konstrukteur 9/2016 45 orr1_AZ AUG 2016 Starke Sache Der Konstrukteur 60x265mm.indd 1 11.08.16 12:56 SKF-Economos.indd 1 15.08.2016 12:03:43

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