Elektromechanische Linear- und Drehantriebe

Applikationsbeispiel Kleinleistungs-Stellantrieb

Je nach Anwendung und Anforderung kommen hydraulische Lösungen in Frage, bei anderen Rahmenbedingungen kann es aber auch eine elektromechanische Lösung sinnvoll sein.
In welchen Fällen hydraulische Antriebe Vorteile haben und wo eher elektromechanische Antriebe eingesetzt werden, ist in der nachstehenden Tabelle zu entnehmen.

Das Getriebe

Aufgabe ist die lineare Verstellung und Positionierung mit Hilfe eines Kleinleistungs-Stellantriebes im Leistungsbereich 60 Watt. Stückzahlbasis ist 5000 Einheiten pro Jahr.

Für diese Aufgabe wurde ein 3-stufiges Stirnradgetriebe gewählt. Ein alternatives Konzept mit Schneckengetriebe ist ausgeschieden, da bei den benötigten Übersetzungen ein Notbetrieb im stromlosen Zustand aufgrund von Selbsthemmung nicht möglich ist. Aus Verschleißgründen kommen bei fast allen Stufen geradverzahnte Stirnräder in Metallausführung zum Einsatz. Lediglich in Stufe 1/2 ist ein Zahnrad in Kunststoff ausgeführt um durch die größere Dämpfung eine Körperschallübertragung vom Antrieb auf die Abtriebswelle zu unterbinden.

Kunststoffdesign

Das Design des Gehäuses ist in Kunststoff umgesetzt, da die Produktionskosten in dieser Ausführung deutlich geringer ausfallen als bei alternativen Metallausführungen. Gleichzeitig ist ein Kunststoffdesign bei den sich ergebenden Kräften und Momenten noch möglich.

Elektrischer Antrieb und Regelung

Der Stellantrieb ist drehzahlgeregelt mit einem PMDC-Motor ausgeführt. Die Steuerung übernimmt eine Platine mit Motor-Vollbrücke, die in das Getriebegehäuse integriert ist. Über die Vollbrücke kann der Motor bidirektional ansteuert werden.

Elektrische Vollbrücke

Die Logik und Regelung übernimmt ein Mikrocontroller. Für die Kommunikation stehen eine CANBus Schnittstelle und zusätzliche Digitale Eingänge zur Verfügung. Alternativ kann Bluetooth-Kommunikation auf der Platine realisiert werden.

Steuerelektronik mit Bluetoothantenne

Mögliche Applikationen

Fenster- und Türantriebe

Elektromechanische Kleinantriebe kommen beispielsweise bei Fenster- und Türantrieben zum Einsatz. Sowohl in Stirnradausführung als auch mit  Schneckengetriebe.

Klappmechanismen für Tragarme

Dort wo Tragarme geklappt werden müssen, ggf. auch die Position erfasst werden soll,  jedoch keine großen Kräfte bei der Bewegung erforderlich sind, kommen Elektromechanische Kleinantriebe in Frage. Dabei ist es auch möglich, dass der Antrieb selbsthemmend ausgeführt wird. D.h. auch bei äußeren Lasten verstellt sich der Antrieb in stromlosem Zustand nicht.

Steuerantrieb für Ventiltechnik im Umfeld Funktionaler Sicherheit

Kleinantriebe können auch für Ventilansteuerung zum Einsatz kommen. Hierbei wird genutzt, dass der Antrieb – als Ventilantrieb genutzt – positionsgenau und positionsüberwacht verstellt werden kann und auch bei Stromausfall unverändert bleibt. Zudem zieht sich der Antrieb auch bei hohen Volumenströmen nicht zu. Der Antrieb ermöglicht auch eine Umsetzung von Anforderungen der Funktionalen Sicherheit.