Der Konstrukteur ASB/2022

MOTOREN UND STEUERUNGEN

MOTOREN UND STEUERUNGEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN jeden Zeiger ein eigenes. Die kleineren sind im großen beweglich integriert, kreisen wie ein Planetengetriebe umeinander und sind in ständig neuen Konstellationen zu sehen. Trotz des ungewöhnlichen Bildes erkennt man intuitiv den großen und den kleinen „Zeiger“ als Marker für Minute und Stunde. ELEKTROANTRIEB STATT MECHANISCHER KRONE 02 Die Kraft für die mechanische Arbeit der Uhr kommt vom kleinsten Faulhaber-Serienmotor in Kombination mit einem Mikroplanetengetriebe Im Gegensatz zu anderen mechanischen Uhren fehlt der mechatronischen Alternative die Krone, die gewöhnlich zum Aufziehen und zum Einstellen der Zeit dient. Ihre Funktion übernimmt ein klappbarer Bügel auf der Unterseite der Uhr. Mit der mechanischen Bewegung des Einstellens wird auch das initiale Aufziehen erledigt. Ein Automatik-Uhrwerk sorgt von da an für Federspannung und Gang. Ein weiterer Unterschied der Uhr: Die Ressence Type 2 erkennt mithilfe eines Beschleunigungssensors, ob sie gerade getragen wird. Liegt sie über längerer Zeit, wird das Uhrwerk angehalten, um Federenergie zu sparen. Eine integrierte Elektronik (E-Crown genannt) speichert beim ersten Einstellen die Zeit und misst sie während der Ruhephasen weiter. Wird die Uhr wieder angelegt, erkennt das der Sensor und die Elektronik entsperrt die Feder. Mit einem doppelten Antippen des Zifferblattes startet man das KOMPAKTE INDUSTRIE-ANTRIEBE Auch in der Industrie werden Anwendungen immer kompakter. Daher kennen Konstrukteure und Entwickler von industriellen Lösungen ebenfalls die Problematik, Antriebseinheiten auf engem Bauraum unterbringen zu müssen. Zudem stoßen auch sie immer wieder auf Anwendungen, die mit möglichst wenig Energie „Großes“ leisten sollen, bspw. bei mobilen Lösungen. Die Antriebsexperten von Faulhaber bieten für solche Anwendungsfälle ein umfangreiches Antriebssortiment mit passendem Zubehör. Sie unterstützen aber auch, wie im beschriebenen Beispiel, mit individuellen Anpassungen. Uhrwerk und die richtige Uhrzeit wird automatisch eingestellt – selbst wenn die Uhr monatelang nicht getragen wurde. „Mit der E-Crown erweitern wir das Konzept der mechanischen Uhr um eine neue Dimension“, findet Mintiens. „Die korrekte Zeit steht immer zur Verfügung, und man kann eine zweite Zeitzone wählen, auf die sich die Uhr dann ebenfalls automatisch einstellt. Für die Auswahl der Zone kommuniziert die Elektronik per Bluetooth mit einer eigens dafür entwickelten App. Trotzdem bleibt die Uhr dank ihrem Automatikwerk eine autarke Einheit, in ihre eigentliche Funktion mischt sich die Elektronik nicht ein. Sie übernimmt lediglich die Einstellungsschritte, die sonst mit der Krone durchgeführt werden.“ GERINGER ENERGIEVERBRAUCH Die E-Crown besteht aus 87 Komponenten, ihre flexible Leiterplatte mit vier Schichten ist nur einen Viertelmillimeter dick. Alle Teile sind auf kleinste Abmessungen und minimalen Energieverbrauch hin optimiert, sodass sie mit ganzen 1,8 Joule am Tag auskommen. Mindestens einmal täglich überprüft die Elektronik die Stellung der Ziffernblätter und löst bei Bedarf eine Korrektur aus. Wie beim Wiederanlegen der Uhr oder beim Wechsel zwischen den Zeitzonen löst sie den automatischen Einstellprozess aus. Dabei werden das große und die kleinen Ziffernblätter in die jeweils passende Position gedreht. Die Kraft für die mechanische Arbeit der E-Crown kommt vom kleinsten Faulhaber-Serienmotor, dem bürstenlosen DC-Servomotor Serie 0308…B, in Kombination mit dem Mikroplanetengetriebe 03A. Mit einem Durchmesser von nur 3 mm passt die Antriebseinheit in den äußerst engen Bauraum der Armbanduhr. Die Mikroplanetengetriebe überzeugen unter anderem mit hoher Genauigkeit, die gerade in hochpräzisen Anwendungen immer wieder gefordert ist. Zur Zusammenarbeit zwischen Ressence und den Experten für bürstenlose DC-Mikromotoren kam es durch die Empfehlung eines anderen Lieferanten, erinnert sich Mintiens. Es hätte durchaus weitere Antriebe gegeben, die für seine Uhr klein genug gewesen wären. Doch die Auswahl war nach näherem Hinsehen nicht schwer und fiel eindeutig aus: „Von einer mechanischen Uhr erwartet man, dass sie über Jahrzehnte einwandfrei funktioniert. Das gilt bei der Type 2 natürlich auch für die E-Crown. Die Technologie von Faulhaber gewährleistet die hohe Qualität und Zuverlässigkeit des Antriebs, die ich brauche.“ INDIVIDUELL ANGEPASSTE ANTRIEBSLÖSUNGEN Neben dem Platz ist in der Uhr aber auch der verfügbare elektrische Strom knapp. Er fließt aus sechs Mikro-Lithiumionen-Akkus, die von ebenfalls sehr kleinen Solarzellen aufgeladen werden. Die Akkus liefern lediglich 1,2 V Spannung. „Das ist eigentlich zu wenig, um beim Start die intrinsische Trägheit und Reibung des Systems zu überwinden“, erklärt Vertriebsingenieur Hein Vos von Faulhaber Benelux. „Wir haben daher mehrere Veränderungen am Getriebe vorgenommen. Dazu gehören eine modifizierte Welle, ein angepasstes Übersetzungsverhältnis und eine spezielle Schmierung. Bei solch anspruchsvollen mechatronischen Projekten suchen wir den frühzeitigen Austausch mit Produktentwicklern; so können individuell angepasste Antriebslösungen entstehen.“ Dass die Antriebsexperten dabei auf ein umfangreiches Produktportfolio und jahrelange Erfahrung in der Produktentwicklung zurückgreifen können hilft dabei, schnell hochwertige, zuverlässige und nachhaltige Lösungen zu entwickeln. Bilder: Aufmacher-Hintergrund Victor Moussa - stock.adobe.com, Einklinker + 01 Ressence, 02 Dr. Fritz Faulhaber GmbH & CO. KG www.faulhaber.com 12 DER KONSTRUKTEUR 2022/ASB www.derkonstrukteur.de

MOTOREN UND STEUERUNGEN KOMPAKTE ANTRIEBSLÖSUNGEN MIT HYDRAULIKZYLINDERN Hydraulische Antriebe sind kompakter als Elektroantriebe. Denn die „Krafterzeugung“ kann im Aggregat entfernt vom Einsatzort erfolgen. An der Maschine sorgt nur der Zylinder für die Umwandlung der Kraft in Bewegung. Die Herbert Hänchen GmbH bietet Druckreihen bis 320 bar mit bis zu 1.560 kN als Serie. Denn je höher der Druck, desto höher die Kraft-Leistungsdichte. Mit dem Online-Konfigurator Häko für Kunden und durch Sonderkonstruktionen lassen sich Einbaumaße und andere Details weiter optimieren. Wer von den Vorteilen der Hydraulik profitieren möchte, sich aber nicht so detailliert in der Technologie auskennt, kann bei Hänchen die komplette Umsetzung anfordern. Mit dem Bereich Sondermaschinenbau Ratio-Drive bietet Hänchen individuelle Lösungen – von der hydraulischen Antriebsachse über komplette Teilfunktionen, die als Plug-and-play-Einheit in den Maschinenprozess eingebunden werden, bis zur Spezialmaschine. Dabei gehören zu den Kompetenzen von Hänchen auch eine eigene Software und die Umsetzung des Sicherheitskonzepts gemäß MRL. www.haenchen.de RAHMENLOSER MOTOR BRINGT DYNAMIK IN ROBOTIK-ANTRIEBE Mit dem EC frameless DT präsentiert Maxon eine Lösung, die es in sich hat. Das Modell DT50 ist der Vorläufer einer neuen Produktefamilie, welche speziell für dynamische Bewegungen entwickelt wurde. Der bürstenlose Motor AUTOMATION lä sst sich in verschiedene Anwendungen integrieren. Seine Stärken spielt er dort aus, wo sich Geschwindigkeiten schnell ändern können, etwa in kollaborativen Robotern oder Exoskeletten. Der Motor erreicht ein Nennmoment von ü ber 500 mNm bei einer Nenndrehzahl von 4.000 min -1 und einem Stator-Außendurchmesser von 50 mm. Eine neue Wickeltechnologie ermöglicht eine sehr kurze Motorlänge mit einer großen Hohlwelle von 28 mm. Komplettiert wird der Motor durch den TSX-MAG Encoder. Der Encoder kann Hallsignale und Inkrementalsignale generieren, wodurch der Motor feldorientiert kommutiert werden kann. www.maxonmotor.com EDELSTAHLDÄMPFER STEIGERN DIE ANWENDUNGSVIELFALT • Gesteigerte Leistungen durch vergrößerten Hub • Mehr Auswahl dank Portfolio-Erweiterung • Bis zu 5.650 Nm Energieaufnahme in kritischen Umgebungen • Hochwertige Optik in effektiven Massenbereichen bis 63.700 kg JETZT NEU: 150 MM HUB, M64 IN V4A YOUR LOCAL SALES CONTACT: ACE Stoßdämpfer GmbH · Langenfeld · Germany · www.ace-ace.de