Handhabungstechnik

Für sehr kleine Wege

Wesentliche Teildisziplin der Mechatronik ist die Miniaturisierung funktionaler Systeme. Kompakte Piezoantriebe benötigen äußerst wenig Platz. Für Schließsysteme beispielsweise eröffnet das neue Möglichkeiten für die Unterbringung der elektromechanischen Komponente im Türsystem. Piezo-Ultraschallmotoren können sehr klein mit prinzipiell unbegrenztem Stellweg gebaut werden. Mechanische Komponenten wie Getriebe, Schnecken oder Spindeln entfallen. Miniaturisierte Piezomotoren beschleunigen Abläufe erheblich dank ihrer hohen Geschwindigkeit von mehr als 100 Millimeter pro Sekunde sowie ihrer kurzen Ansprechzeiten im Bereich von Millisekunden – nicht nur bei der Bewegung von Sicherungsstiften. Auch für Überwachungskameras sind schnelle Bewegungen erforderlich. Piezo-Ultraschallmotoren sind einfach aufgebaut: Ein schnell oszillierendes piezokeramisches Element wird gegen eine bewegliche Schiene vorgespannt und schiebt diese vor und zurück. Dabei entsteht eine lineare Bewegung, wenn die bewegliche Schiene geradlinig geführt ist. Wenn der Antrieb tangential an einem Drehteller wirkt, wird eine rotatorische Bewegung erzeugt. Für die Umsetzung der Bewegung sind daher keinerlei zusätzliche mechanische Verschleißteile erforderlich. Die Schwingung der Piezokeramik wird über eine kleine elektronische Schaltung erzeugt. Zum Betrieb ist eine geringe Gleichspannung erforderlich, die nur so lange aufrechterhalten werden muss, bis die Bewegung abgeschlossen ist. Im stromlosen Zustand ist der Antrieb selbsthemmend. Der Ersatz verschiedener klassischer, mechanischer Komponenten durch einen Motor, der lediglich aus einem Stück Keramik besteht, reduziert nicht nur die Größe und verbessert die Zuverlässigkeit – er hält auch die Anschaffungskosten niedrig. pb

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