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Oliver Barths »Harmonic Piezo-Drive« verfügt nicht nur über ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Er zeichnet sich auch durch einen sehr guten Gleichlauf aus. Darüber hinaus ist er einfach zu montieren und eröffnet neue Perspektiven für die Miniaturisierung.
Verschiedene Unternehmen aus der Antriebstechnikbranche entwickeln derzeit Kleinstantriebe bis hin zu sogenannten Mikromotoren. In der Regel wird hierbei das Funktionsprinzip elektromagnetischer Motoren übernommen und skaliert. Mit zunehmender Miniaturisierung treten allerdings Probleme wie hohe Nenndrehzahlen, Gleichlauf bei niedrigen Drehzahlen und Verschleiß auf. Für Positionieraufgaben muß ein hochuntersetzendes Getriebe mit den bekannten Nachteilen Spiel, großer Bauraum und schlechter Wirkungsgrad eingesetzt werden. Zusammenfassend kann daher gesagt werden, daß sich elektromagnetische Antriebe konventioneller Bauart nur bedingt zur Miniaturisierung eignen.
Eine Alternative ist der »Harmonic Piezo-Drive«. Das neuartige Antriebskonzept wurde von Oliver Barth am Fraunhofer IPA realisiert und basiert auf Piezoaktoren und einem Harmonic Drive Getriebe. Ziel der Entwicklung war ein präziser Antrieb, der hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen, eine genaue Positionierbarkeit und die Möglichkeit zur Miniaturisierung bietet. Die ursprüngliche Funktionsweise des Harmonic Drive Getriebes wird bei dem neuartigen Antriebskonzept beibehalten. Allerdings prägt nicht mehr der »Wave Generator« die umlaufende Welle ein, sondern Piezoaktoren. Auf diese Weise entsteht eine kompakte, integrierte Motor-Getriebe-Einheit, die sich für den Einsatz als miniaturisierter Servoantrieb eignet.
Der Harmonic Piezo-Drive besteht nur aus einer geringen Anzahl von Bauteilen, ist einfach zu montieren und miniaturisierbar. Er verfügt über ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und hat auch bei niedrigsten Drehzahlen einen sehr guten Gleichlauf. Im offenen Regelkreis läßt er sich präzise positionieren. Die Funktionalität des Harmonic Piezodrive hat Barth an einem Versuchsmuster nachgewiesen. In weiterführenden Entwicklungsschritten erarbeitet er nun mit weiteren Forschern des Fraunhofer IPA einen industrietauglichen Antrieb. Daneben werden Alternativkonzepte untersucht, die auf dem Einsatz verwandter Getriebetypen basieren.
Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Dipl.-Ing. Oliver Barth
Telefon 0711/970-1228, Telefax 0711/970-1008, email ovb@ipa.fhg.de
Criteria of this press release:
Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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