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Innovative Klein- und Mikroantriebstechnik





In der modernen Antriebstechnik zeichnet sich ein genereller Trend der mechanischen, elektrischen und informationstechnischen Integration in den technologischen Prozess ab. Dies gilt in besonderem Maße für die Klein- und Mikroantriebstechnik. Ein Forum über die aktuellen Entwicklungen war die Fachtagung „Innovative Klein- und Mikroantriebstechnik“, zu der die Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG) in Zusammenarbeit mit dem Fachausschuss „Elektrische Geräte und Stellantriebe“ in der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik (GMM) eine Reihe von Experten nach Würzburg eingeladen hatte.

Was ist der richtige Servoantrieb für die Anwendung? Diese Frage stellte Prof. Dr.-Ing. Carsten Fräger anlässlich der Tagung. In seinem Vortrag beschrieb Fräger drei Kennwerte, auf deren Basis auf einfache Weise die Anforderungen der Maschine und die Eigenschaften des Servoantriebs beschrieben werden, sodass eine schnelle Auswahl des geeigneten Antriebs für die Anwendung möglich ist. Bei diesen Kenngrößen handelt es sich um die Positionsgenauigkeit, die Effektivleistung und die Maximaltaktrate. „Der Vorteil des Verfahrens ist, dass schon mit wenigen Daten der Maschine ohne Kenntnis des genauen mechanischen Aufbaus die Auswahl des Antriebs erfolgen kann“, verdeutlichte Fräger. Die Beziehungen würden gleichermaßen sowohl für translatorische als auch für rotierende Anwendungen gelten.

Über Fortschritte auf dem Weg zur Entwicklung von High-Speed EC Motoren berichteten Raniero Pittini und David Ramon von der in Sachseln (Schweiz) ansässigen maxon motor AG. „High-Speed-Motoren bieten den Zugang zu neuen Märkten, insbesondere im Zusammenhang mit der modernen Mikrobearbeitung sowie kleinen Turbinen hoher Leistungsdichte“, erklärte Pittini. Die Entwicklung von High-Speed-Motoren sei allerdings schwierig, weil sie bezüglich Rotordynamik und Verlustleistungsdichte deutlich höhere Ansprüche stellten als konventionelle Motoren. Maxon motor AG habe auf diesem Gebiet viel Erfahrungen gesammelt und verschiedene High-Speed-Motoren erfolgreich entwickelt. Messungen von Vibrationen und Motortemperatur hätten gezeigt, dass die Motoren ruhig laufen. Die Verluste seien als gering zu bezeichnen. In ausgewählten High-Speed-Anwendungen seien diese Motoren bereits im Einsatz.

Antriebe auf piezoelektrischer Basis

Zu den „unkonventionellen“ Aktoren gehörte ein von Dr. Peter Pott vom Institut für Elektromechanische Konstruktionen der Technischen Universität Darmstadt vorgestellter piezoelektrischer Rotationsantrieb auf Wimpernbasis. Antriebe, die auf dem piezoelektrischen Effekt beruhen, sind seit einigen Jahren erfolgreich im kommerziellen Einsatz. Insbesondere auf dem Gebiet der Kleinantriebe finden piezoelektrische Antriebe große Verbreitung. Diese umfassen zum Beispiel Autofokusobjektive, Verschlüsse an Kameras, Analoganzeigen und hochpräzise Positioniersysteme.

Auch die steigenden Anforderungen an medizintechnische Geräten verlangen immer mehr nach maßgeschneiderten und intelligenten Lösungen. Dies gilt insbesondere für die minimal-invasive Chirurgie, bei der Endoskope das Basisinstrument jedes Eingriffs darstellen. In diesem Zusammenhang berichtete Florian Bühs vom Fachgebiet Mikrotechnik der TU Berlin anlässlich der Tagung über den erfolgreichen Einsatz von hochintegrierten Mikroantrieben in Endoskopen. Neben einer hoch auflösenden Bildwiedergabe lassen sich bei modernen Endoskopen sowohl die Blickrichtung als auch die Vergrößerung des Bilds variieren, wobei die erforderliche Nachfokussierung bisher immer manuell erfolgte. Neueste Entwicklungen zielen jedoch darauf hin, Funktionsgruppen wie Linsen, Prismen oder auch den Bildaufnahmechip direkt in der Endoskopspitze mit elektromagnetischem Miniaturantrieb zu bewegen. Am Fachgebiet Mikrotechnik der TU Berlin wurden hierfür verschiedene elektromagnetische Antriebskonzepte entwickelt und in Endoskopen eingesetzt.

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Erstellt von an 8. Okt 2010. geschrieben in Forschung. Sie können allen Kommentaren zu diesem Artikel folgen unter RSS 2.0. Sie können einen Kommentar schreiben oder einen trackback setzen zu diesem Artikel

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