Thema: Einsparung von Platz und Designzeit, October 2023,

heute werden wir über das Thema Raum sprechen. Wir müssen zunehmend Maschinen und Werkzeuge entwerfen, die kompakter sind und weniger Platz einnehmen. Dies ist besonders relevant, wenn es um Linearmotoren geht, da wir durch die Reduzierung der bewegten Masse die Dynamik noch weiter erhöhen.

Wenn wir den Entwurf eines linearen oder rotierenden Bewegungssystems angehen, ist eines unserer Hauptziele von Anfang an, es so kompakt wie möglich zu gestalten, unter Verwendung von weniger Material und geringerem Gewicht. Sobald wir die Entscheidung getroffen haben, welche Art von Übertragung verwendet werden soll, beginnen wir mit einer Reihe von Annäherungen und Berechnungen, um die Größe der erforderlichen Teile zu bestimmen. Dies ist ein kreativer Prozess und erfordert gleichzeitig eine größere Zeitinvestition. Wir müssen ein Gleichgewicht zwischen Robustheit und der Größe des von uns entworfenen Systems finden. In den meisten Fällen nimmt diese Phase der Arbeit den Großteil der für das Design aufgewendeten Zeit in Anspruch.

Linearmotoren sparen Platz und reduzieren den Wartungsaufwand, da sie keine mechanischen Übertragungssysteme wie Riemen, Ketten, Zahnräder oder Spindeln benötigen. Dies ist besonders vorteilhaft in Anwendungen, in denen Zuverlässigkeit und Wartung kritisch sind, wie in der industriellen Automation.

Wenn wir uns das Bild auf dem Cover des Kits ansehen, können wir feststellen, dass die Lösung mit einem Linearmotor bemerkenswert einfach ist. Das Foto zeigt, dass das Antriebssystem auf Basis des Linearmotors nur aus zwei Komponenten besteht: der Spule und der permanenten Magnetplatte.

Dieses Bild legt nahe, dass selbst ein Ingenieur mit wenig Erfahrung in der Lage wäre, diese Art von Motoren in seinen Entwürfen zu implementieren. Linearmotoren können so gestaltet werden, dass sie direkt in eine Struktur oder ein System integriert werden, was die räumliche Ausdehnung weiter reduziert.

Linearmotoren bieten eine ausgezeichnete Möglichkeit, verschiedene Verfahrwege oder Verschiebungen zu erreichen. Dies wird durch die Variation der Länge von magnetischen Komponenten wie permanenten Magneten erreicht. Durch Ändern der Länge oder der Menge dieser Komponenten ist es möglich, die Strecke zu ändern, die der Linearmotor zurücklegen kann. Dies ist wertvoll, wenn für jede Anwendung eine unterschiedliche Verschiebung erforderlich ist, wie bei präzisen Positionierungs- und Bewegungssystemen wie Druckmaschinen oder Scansystemen.

Der Schlüssel liegt darin, dass es nicht mehr notwendig ist, von Grund auf zu entwerfen; das Hinzufügen oder Entfernen von Platten mit permanenten Magneten ermöglicht eine einfache, schnelle und kostengünstige Änderung des Hubs. Gleichzeitig ermöglicht die Verwendung einer längeren Spule eine Verdoppelung oder Verdreifachung der Kraft, ohne wesentliche Änderungen am Design und den Teilen vornehmen zu müssen. Das Gleiche gilt, wenn wir uns für größere Motoren entscheiden, die lediglich die Breite erhöhen, ohne andere mechanische Parameter zu ändern.

Linearmotoren eliminieren die Notwendigkeit rotierender mechanischer Komponenten wie Getriebe, Riemenscheiben und Spindeln, was den für die Installation erforderlichen Platz erheblich reduziert. Dies ist besonders wertvoll in Anwendungen, in denen der Platz begrenzt ist, wie in der Halbleiterindustrie oder der Life-Science-Industrie (Laborequipment).

Im nächsten Bild können wir zwei Lösungen vergleichen: eine mit einem Linearmotor und eine mit einer Zahnriemenübertragung.

Graphische Darstellung einer Achse mit Linearmotor.

Graphische Darstellung einer Welle mit Zahnriemen.

Wir können beobachten, dass die Anwendung des Linearmotors (unter Verwendung der gleichen Länge des beweglichen Wagens als Basis) einen größeren nutzbaren Hub bietet. Außerdem können wir die Anwendung problemlos durchführen, wenn die Gesamtlänge kürzer sein muss, ohne den nutzbaren Hub zu verlieren.

Linearmotoren sind eine wertvolle Technologie, um in einer Vielzahl von Anwendungen Platz zu sparen, von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik, indem sie sperrige mechanische Komponenten beseitigen und die Raumeffizienz in Systemen verbessern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Fähigkeit zur Skalierung in Leistung und Verfahrweg mit Linearmotoren eine Schlüsselfunktion ist, die es ermöglicht, diese Motoren an eine Vielzahl von Anwendungen anzupassen. Dies bietet Flexibilität, um Kraft und Verfahrweg den Anforderungen einer bestimmten Aufgabe anzupassen, was in Branchen, die ein hohes Maß an Kontrolle und Präzision in der Bewegung erfordern, unerlässlich ist.

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Wir sehen uns im nächsten Kapitel!

Bis dahin, alles Gute!

Das SINADRIVES Team.