antriebstechnik 7/2020

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR 03 Automatisierungsplattformen dienen zur Produktion und Verarbeitung von Mikrokomponenten, Diagnostika und medizinischen Geräten „Wir verdrängen die Flüssigkeit in Tropfengröße von einem Nanoliter. Bei der Bewegung der Flüssigkeitskammer müssen wir deswegen sehr präzise sein. Der Motor muss außerdem absolut rückschlagfrei sein, was der Piezomotor gewährleistet“, bekräftigt Känsäkoski. Verwendet werden in den einzigartigen Pumpen die Standard-Linearmotoren Twin LT20 und Twin LT40 mit jeweils 20 und 40 nNm. MINIATURISIERTE KRAFT Die typischen Einsatzbereiche piezoelektrischer Motoren sind überall dort, wo höchste Präzision bei größter Miniaturisierung gefragt ist. Die robusten und hochpräzisen Linearmotoren arbeiten mit der innovativen, aber bewährten Piezo-LEGS-Technologie und leisten spielfreie Bewegungen mit Nanometeroder sogar Sub-Nanometer-Auflösung. Der inverse piezoelektrische Effekt bewirkt eine Verformung von bestimmten keramischen Materialien beim Anlegen einer Spannung. Die Piezo-LEGS sind Beine aus Keramik, die durch Spannung und eine paarweise Anordnung – i. d. R. werden vier bis sechs Beine verbaut – ins Laufen kommen und dadurch Linear- und als auch rotierende Motoren antreiben. Moving-and-hold- Anwendungen sind das Spezialgebiet der Motoren, da stets mindestens ein Paar die Antriebsstange klemmt. Das hat zur Folge, dass für die Halteposition keine weitere Kraft benötigt wird und auch im ausgeschalteten Zustand die Haltekraft hoch ist. Die hohe Kraft von bis zu 450 N pro Volumen, eine sehr gute Dynamik und Miniaturisierbarkeit sowie die hohe Flexibilität in der Geschwindigkeit sind neben der außerordentlichen Präzision weitere Vorteile gegenüber alternativen Elektromotor-Modellen. ZUSAMMENARBEIT WIRD AUSGEWEITET „Technologisch haben wir eine einzigartige Pumpe entwickelt, auf deren Design wir auch ein Patent haben“, sagt Känsäkoski. In der Dispensierungsplattform „Cecilia-L“ von Ginolis, einer kompakten, hochpräzisen und berührungslosen Dosier- und Absaugplattform, ist die Pumpe nun bspw. standardmäßig verbaut. Cecilia-L eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen im medizintechnischen Bereich sowie im Mikrofluidik-Chip- und Kartuschendruck und für das automatisierte Flüssigkeitshandling für Biochips und miniaturisierte Assays. Die Plattform ist ausgestattet mit bis zu vier PMBi-Dosierpumpen. Die Zusammenarbeit mit Piezomotor sei von der Entwicklung bis zur Serienreife sehr zufriedenstellend und konstruktiv gewesen. Es seien direkt passende Encoder verfügbar gewesen, wodurch Entwicklungszeit gespart wurde. „Momentan liegen unsere Schwerpunkte in der Robotik und in der Automation“, bemerkt Känsäkoski. „Aber wir haben einen hohen Bedarf an hochpräzisen Montageprozessen. Für die Zukunft werden wir sicher noch öfter mit Piezomotor zusammenarbeiten.“ Fotos: Ginolis www.piezomotor.com DIE IDEE „Die Anforderungen an die Pumpe waren hoch: Sie musste absolut präzise sein. Ginolis hatte bereits eine Pumpe auf dem Markt. Unser Piezomotor sollte sie perfektionieren und eine hochauflösende Bewegung ermöglichen. Wir freuen uns, zu einer erfolgreichen Entwicklung der neuen Pumpe beigetragen zu haben.“ Andreas Danell, CTO, Piezomotor AB 38 antriebstechnik 2020/07 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ ANTRIEBSBAUKASTEN MIT BREITEM ANWENDUNGSSPEKTRUM Mit den individuell konfigurierbaren ECI-42-Antrieben von EBM-Papst haben Konstrukteure einen Baukastenantrieb aus Motor, Getriebe, Bremse und Encoder zur Hand. Die Antriebe finden Anwendung in unterschiedlichen Geräten vom Zahnarztstuhl bis zum Computertomografen. Das „Herz“ aller Konfigurationen ist ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Innenläufermotor mit 42 mm Durchmesser und Statorbaulängen von 20 oder 40 mm. Er erreicht Leistungen von rund 45 bzw. 90 Watt bei 110 bzw. 220 mNm Nenndrehmoment und 4.000 U/min Nenndrehzahl. Der Wirkungsgrad liegt bei bis zu 80 %. Die Motoren gibt es standardmäßig in 24 und 48 V DC Schutzkleinspannung-Ausführung. Aktuell sind Hall-Sensoren zur Rotorlageerfassung integriert und der Motor wird über einen externen Regler angesteuert. Die Getriebe- und Bremsenmodule reduzieren die hohen Drehzahlen und bringen das Abtriebsmoment auf anwendungsgerechtes Niveau. Neben Planeten- und Stirnradgetrieben mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen sind z. B. auch die platzsparenden EtaCrown-Winkelgetriebe auf Basis der innovativen Kronenradtechnologie kombinierbar. www.ebmpapst.com FIXIERUNG DER WINKELLAGE CLEVER GELÖST Mit DKHS1000 präsentiert die Zimmer Group eine neue Serie hydraulischer Rotationsklemmelemente zur Fixierung von Dreh- und Schwenkachsen in Werkzeugmaschinen. Die rotierende Flanschanbindung wird über die elastische Verformung des Gehäuses unter Hydraulikdruck freigegeben. Vorteil der dauerfest elastischen Auslegung der DKHS1000-Reihe sind Zykluszahlen, die die mittels pneumatischer Ansteuerung erzielbaren um ein Vielfaches übersteigen sollen. Spielfreie Bauteile verbessern die Genauigkeit im rotativen Bereich und die Gehäusevorspannung in Verbindung mit geringem Schluckvolumen sorgt für kurze Schließzeiten. Bei Hydraulikdruckabfall wird die rotierende Wellenanbindung durch die Vorspannung des Gehäuses geklemmt und sicher in Position gehalten. www.zimmer-group.de HOHE SICHERHEIT UND KOMFORT DURCH FEINFÜHLIGE BREMSHYDRAULIK Bremssysteme mit Wandfluh-Ventilen zeichnen sich durch schnellste Reaktionszeiten aus und garantieren ein sicheres, schnelles und feinfühliges Bremsverhalten. Durch die optimierte Konstruktion der hochdynamischen Proportionalventile wird die Leckage auf ein Minimum reduziert, was bei Speicherladesystemen von grosser Bedeutung ist. SOLUTIONS SINCE 1946 www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/07 39