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antriebstechnik 11/2018

antriebstechnik 11/2018

ELEKTROMOTOREN I TITEL

ELEKTROMOTOREN I TITEL 03 Der Precistep-Schrittmotor mit 8 mm Durchmesser und 13,8 mm Länge liefert ein Drehmoment von 0,65 mNm Frequenz registrieren. Unterstützt wird die Messung von Geräten, die Windstärke, Luftdruck, Temperatur und das Magnetfeld aufzeichnen. So lassen sich Informationen gewinnen, ob detektierte Schwingungen wirklich seismischen Ursprungs sind oder nur das Resultat von Störfaktoren auf der Marsoberfläche. In Summe kann das Instrument Erschütterungen detektieren, die den Boden des roten Planeten um weniger als die Dicke eines Wasserstoffatoms auslenken. Die NASA spricht deshalb „vom sensibelsten Seismometer, das je gebaut wurde.“ Die hohe Präzision ist nur deshalb möglich, weil das von drei Faulhaber- Schrittmotoren elektrisch angetriebene Positioniersystem eine ausgeklügelte Nivellierung vornimmt. Entwickelt wurde das System übrigens in Deutschland am Max- Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Materialausdehnungen kompensieren Zur hohen Messgenauigkeit trägt zudem ein thermischer Ausgleich des Federmechanismus des Seismometers bei. Das ist notwendig, weil die Temperaturen auf dem Mars im Wechsel der Jahreszeiten stark variieren. Die unterschiedlichen Temperaturen lassen Werkstoffe schrumpfen, sich ausdehnen und ihre Festigkeit verändern. Das hat auch auf den Federmechanismus Auswirkungen. Drei weitere Schrittmotoren von Faulhaber (Serie AM0820) haben deshalb die Aufgabe, diese Veränderungen auszugleichen. Sie messen im Durchmesser lediglich 8 mm, sind knapp 14 mm lang und liefern ein Drehmoment von 0,65 mNm. Sie arbeiten mit einer Auflösung von 20 Schritten pro Umdrehung und sind mit Planetengetrieben gleichen Durchmessers kombiniert. Die Edelstahlgetriebe sind für den Einsatz auf dem Mars mit einem speziellen Schaft versehen und haben ein besonders beschichtetes Kugellager. Weltraumtaugliche Schmierung der Kugellager Der Bau des Seismometers lang vornehmlich in der Hand von Sodern, einer Tochtergesellschaft der Ariane-Gruppe aus Frankreich. Bei der Evaluation der Antriebstechnik war Sodern auf der Suche nach der besten technischen Ausstattung. „Das war schon eine aufwändige Recherche“, blickt Pressesprecher Rémy Lambertin zurück. „Wir waren schließlich in Begriff, eines der kleinsten Instrumente zu bauen, das wir jemals auf den Mars geschickt haben.“ Und kleiner bedeutet, dass die Konstruktion auch zerbrechlicher ist. Folglich lag die Messlatte hoch bei Aspekten wie Robustheit, Langlebigkeit und Betriebssicherheit. Eine besondere Herausforderung beim Einsatz innerhalb des Seismometers bestand nach Auskunft von Rémy Lambertin darin, die Antriebstechnik wirksam zu schmieren. Ein spezielles Schmiermittel ist deshalb notwendig, weil auf der Marsoberfläche ein durchschnittlicher Druck von lediglich 6,36 hPa herrscht. Das entspricht in etwa dem Luftdruck auf der Erde in 35 Kilometern Höhe. Die verlässliche Schmierung der Kugellager der Motoren sowie der Gleitteile der Getriebe mit einem Produkt aus dem Hause Dicronite gehört zu den entscheidenden Faktoren, um auf der Marsoberfläche spielfrei und mit langer Lebensdauer zu arbeiten. Mindestens 160 Korrekturzyklen soll die gemeinsam mit der französischen Faulhaber Tochtergesellschaft konzipierte Schrittmotor-Antriebslösung auf dem Mars über einen Zeitraum von zwei Jahren durchhalten. Die auf der Erde unternommenen Lebensdauertests waren sogar auf sechs Jahre ausgelegt – und dieses in einem thermischen Arbeitsbereich von – 120 bis + 70 °C. Kein Wunder eigentlich, dass die Motoren die Tests mit Bravour bestanden haben, Schrittmotoren von Faulhaber haben sich schließlich in solch anspruchsvollen Umgebungsbedingungen bereits in anderen Mars-Missionen der NASA und ESA bewährt. Die insgesamt sechs Antriebsachsen arbeiten im SEIS mit einer Positioniergenauigkeit, deren Toleranz unter 0,1° liegt. Ihre Spielfreiheit gewährleistet eine dauerhafte hohe Wiederholgenauigkeit der Verfahrwege. Mit ihrer Präzision und Zuverlässigkeit werden die kleinen Schrittmotoren jetzt entscheidend dazu beitragen, die Frage zu klären, ob der Mars bebt. Fotos: Aufmacher, 01 + 02: Sodern Ariane Group 2018; 03: Faulhaber www.faulhaber.com 22 antriebstechnik 11/2018

Shuttlewechsel im Betrieb Der Flachmotor für starke Momente Maximales Drehmoment auf kleinstem Raum – das bietet der bürstenlose Flachmotor EC 90 flat von Maxon Motor. Der Antriebsspezialist hat den Flachmotor komplett überarbeitet und optimiert. Der Antrieb mit einem Durchmesser von 90 mm ist neu in zwei Varianten erhältlich – mit 160 oder sogar 260 W. In der letzteren Ausführung liefert der Motor ein Dauerdrehmoment von 1 Nm, womit er zum kräftigsten Mitglied der Antriebsfamilie wird. Er kann auch als Direktantrieb, also ohne Getriebe, zum Einsatz kommen, z. B. bei Radantrieben, Logistiksystemen oder Pumpen. In Kombination mit dem MILE- Encoder kann der BLDC-Motor auch für Positionieraufgaben genutzt werden. Maxon bietet die neuen Versionen des Flach- Besuchen Sie uns! Halle 7/Stand 206/114 Absolute Gestaltungsfreiheit Hochgeschwindigkeitsweiche motors auch als Kabelversionen an. Das Gleiche gilt für die kleineren Motoren, die EC 45 flat. Die Kabel sind standardmäßig am Motor montiert und mit einem Stecker ausgerüstet. ACOPOStrak Höchste Effektivität in der Produktion www.br-automation.com/ACOPOStrak www.maxonmotor.com Direktantriebsmotor zur präzisen Ventilsteuerung Ein Direktantriebsmotor, der in Ventilbaugruppen für die Thermostatregelung, Kraftstoffmessung, Ansaugluftabsperrung, Kraftstoffabsperrung und Luftstartregelung integriert werden kann, ist der Bei Kimco LAT22-18 von Sensata. Dieser Limited-Angle-Torque-Motor hat eine gekapselte Spuleneinheit, um aggressiven chemischen Umgebungen standzuhalten. Die Größe und das Gewicht des Motors wurden durch die Befestigung von Permanentmagneten direkt an der Welle des Drosselventils auf ein Minimum reduziert. Er hat Drehmomentkapazitäten von mehr als 0,35 Nm über einen Auslenkwinkel von 90° hinweg. Seine Maße sind mit einem Durchmesser von 56 mm bei 45 mm Länge sehr kompakt, seine Einsatztemperatur beträgt bis 125 °C. Da LATs einphasig sind, lassen sie sich außerdem einfach regeln und installieren. Zudem bieten sie einen höheren Gleichlauf ohne Rastmoment im Vergleich zu Schritt- oder anderen Getriebemotoren. So eignen sie sich für die Präzisionssteuerung. Antriebstechnik für die adaptive Maschine. Flexibler.Schneller.Produktiver. www.sensata.com

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