antriebstechnik 6/2017

Leise heilen

Leise heilen Geräuschloser Schrittmotor in medizintechnischen Geräten fördert Genesungsprozess Sein neues magnetisches Design macht den Nema 17-Zen-Schrittmotor von Lin Engineering zu einer antriebstechnischen Sensation, denn: Er ist leise. Das typische Geräusch eines Schrittmotors fehlt – störende Resonanzen auch. Die Ausführung mit Hohlwelle eröffnet Konstrukteuren zahlreiche neue Einsatzgebiete. Die A-Drive Technology GmbH vertreibt den kompakten, geräuschlosen Zen-Motor in mehreren Ländern Europas. Manfred Brucksch-Richter ist Manager Business Development bei der A-Drive Technology GmbH in Taunusstein Die Eigenschaften des Nema 17-Zen-Motors prädestinieren ihn für den Einsatz in Anwendungen, in denen eine hohe Präzision gefragt ist. Maschinen zur Herstellung von Halbleitern gehören ebenso dazu wie medizintechnische Geräte und Anlagen. Mit einer Genauigkeit von ± 1,5 Winkelminuten bei einem Mikroschrittbetrieb von 1/64 und einem Schrittwinkel von 0,9° arbeitet der Zen- Motor dreimal so präzise wie alternative Aktuatoren, ist dabei aber günstiger und kompakter. Präziser Lauf für sensible Anwendungen Die hohe Auflösung ist auf das magnetische Design des Nema 17- Zen zurückzuführen: Während beim klassischen Schrittmotor das radiale Magnetfeld über einen Scheibenmagnet zwischen den Blechpaketen erzeugt wird, ist bei diesem Aktuator ein Ringmagnet außen im Statorpaket eingebaut. Der Magnetfluss wird über die Außenwicklung des Stators geleitet. Durch diesen konstruktiven Kniff werden das störende Rastmoment und die Laufgeräusche eliminiert. Die kritischen Resonanzbereiche entfallen. Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise ist die Verringerung von Schwingungen während des Betriebs. So lassen sich z. B. Dämpfer einsparen. Ein weiteres Merkmal des neuartigen Aktuators ist sein ruhiger, schwingungsarmer Lauf. Diese Eigenschaft ist besonders in medizintechnischen Geräten gefragt, wo das Geräusch der Motoren und die Vibrationen nicht nur die Genesung der Patienten, sondern im Extremfall sogar die Funktion des Gerätes selbst beeinträchtigen können. Dasselbe gilt für industrielle Fertigungsprozesse, wo es auf äußerste Genauigkeit ankommt, wie z. B. in der bereits erwähnten Halbleiter-Industrie. Dort werden immer kleinere Bau- 34 antriebstechnik 6/2017

ELEKTROMOTOREN 02 In der Halbleiter-Fertigung geht es um höchste Präzision – ein ideales Einsatzgebiet für den neuen Zen-Motor Starkes Drehmoment trotz großer Hohlwelle 01 Der Zen-Motor ermöglicht Anwendungen, die bisher nur mit teureren BLDC-Motoren möglich waren teile be- und verarbeitet, sodass schon kleinste Erschütterungen das Werkstück unbrauchbar machen können. Ähnlich sieht es in anderen Anwendungen wie der Überwachungstechnik oder dem Bereich Rapid Prototyping/3D-Druck, aus. Kamerasysteme können keine scharfen Bilder liefern, wenn der Schrittmotor, der sie antreibt, zu stark schwingt. Ein 3D-Drucker wird nur mangelhafte Bauteile produzieren, wenn der Druckerkopf bei deren Herstellung vibriert. Aufgrund der speziellen Zen-Technologie des Aktuators sind diese negativen Begleiterscheinungen jedoch Vergangenheit: Diese verringert die Resonanzen im Vergleich zu alternativen Aktuatoren um 50 %. A-Drive bietet insgesamt drei Varianten des Aktuators Nema 17-Zen an und eröffnet Konstrukteuren so eine Vielzahl an Gestaltungsmöglichkeiten. Hervorzuheben ist die Baureihe ZH 417 mit Hohlwelle: Sie kann als Kabeldurchführung ebenso genutzt werden wie zur Durchleitung von Laserstrahlen, z. B. in Augenlasern. Dadurch wird die Anwendung nicht nur einfacher, sondern auch kompakter, da weniger Bauraum benötigt wird. Der Bohrungsdurchmesser der Hohlwelle beträgt beim Zen-Motor rd. 11 mm bei einem Quadratmaß des Gesamtmotors von 42 mm. Möglich wird diese Größe der Hohlwelle durch das magnetische Design des Motors. Werden Hohlwellen in herkömmliche Stepper integriert, geht dies i. d. R. immer zu Lasten des Drehmomentes und der Motorleistung. Beim Nema 17-Zen-Aktuator hingegen ist es den Konstrukteuren gelungen, die Hohlwelle ohne Drehkraft-Verlust zu integrieren, da der Magnet des Rotors in den Stator verlagert wurde. So geht durch die Hohlwelle kein Platz für den Magneten verloren und die Drehkraft leidet nicht. www.a-drive.de antriebstechnik 6/2017 35