Fortschritt bei Antrieben kann auf ganz neuen Entwicklungen beruhen, wie das Beispiel eines Kleinmotors zeigt. Oder auf kleinen Verbesserungen, wie einer Beschichtung, die den Reibwiderstand erhöht.
Von unserem Redaktionsmitglied Dr. Birgit Oppermann birgit.oppermann@konradin.de
Auf das Terrain der Kleinmotorenhersteller hat sich der Bensheimer Ingenieur Helmut Schiller mit einem ganz neuen Motortypen vorgewagt. Das Innenleben seines Permanentmagnet-Axialflussmotors (PAM) unterscheidet sich deutlich von dem herkömmlicher Elektromotoren. Die Spulen sind so angeordnet, dass ihre Magnetfelder parallel zur Antriebswelle verlaufen. So treffen die austretenden Feldlinien immer genau senkrecht auf flache Permanentmagnete, die auf einer beweglichen Rotorscheibe befestigt sind. Dieses Prinzip hat nach Auskunft des Entwicklers mehrere Vorteile: Die Motoren bringen bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und brauchen rund 30 % weniger Platz als bisherige Motoren. Darüber hinaus sollen sie günstiger zu fertigen sein: Da die Spulen einzeln gewickelt werden, soll sich die Herstellung gut automatisieren lassen. Für einen elektrischen Fensterheber hat Schiller bereits einen Motor-Prototypen gebaut – und sucht Hersteller, die die Idee in Lizenz zum Produkt machen.
Weniger radikal waren die Konstrukteure, die die Kugelgewindetriebe der BSS-Serie verbessert haben: Durch eine Änderung in der Konstruktion treten die Kugeln an der Endumlenkung tangential in die Mutter ein. So sind hohe Drehzahlkennwerte von 180 000 d x N zu erreichen, was in diesem Fall einer Geschwindigkeit von 200 m/min entspricht. Als weiteren Vorteil nennt der Hersteller, dass sich durch das neue Design die Anzahl der tragenden Kugeln und damit die dynamische Tragzahl erhöhe. So könnten die neuen Gewindetriebe nun auch in Spritzgießmaschinen eingesetzt werden, wo bisher nur Hydraulik angewendet wurde.
Um die Baugröße von Antrieben zu reduzieren, eignet sich eine Beschichtung mit Industrie-Diamanten, wie sie sonst für Sägeblätter eingesetzt wird: Befinden sich winzige Splitter in einer Schicht, beispielsweise an der Oberfläche einer Welle, erhöhen sie den Reibwert erheblich. Die Haftreibzahl steigt um bis zu 300 %, wie der Anbieter nach eigenen Angaben mit Materialexperten der TU Chemnitz nachgewiesen hat. Die Spitzen der Diamantkörner, die in eine folienförmige Nickelmatrix eingebettet sind, drücken sich in die weichere, gegenüberliegende Oberfläche ein und erzeugen so einen Mikroformschluss. Da sich die Bauteile nicht mehr gegeneinander verschieben, kann der Konstrukteur den Antrieb etwas kleiner auslegen oder mit höherer Präzision rechnen. Eingesetzt werden solche Beschichtungen bereits an Kurbelwellen verschiedener Automobilhersteller sowie in Präzisionsgetrieben. Für Antriebssysteme mit Riemen steht eine andere Variante der Produktfamilie zur Verfügung: In der Ekadrive-Folie sind 2,5 µm kleine Partikel aus Silizumcarbid oder Siliziumnitrid eingelagert. Sie reduzieren den Schlupf, was sich positiv auf Verschleiß und Geräuschentwicklung auswirkt.
Weitere Informationen:
Axialflussmotor 603
Kugelgewindetrieb 604
Diamantbeschichtungen 605
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