Hochfrequenter Antrieb Formgedächtnismaterial kann Messsystem optimieren

Redakteur: Dorothee Quitter

Formgedächtnismaterialien können auf kleinem Raum hohe mechanische Antriebsarbeit verrichten – allerdings nur langsam. Einem Mechatronik-Student der Hochschule Aalen gelang in seinem Praxissemester die Nutzung des Materials in einem hohem Frequenzbereich.

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Maximilian Schmitt hat bewiesen, dass ein Formgedächtnismaterial die Schwinggabel in einem vibronischen Sensor antreiben kann.
Maximilian Schmitt hat bewiesen, dass ein Formgedächtnismaterial die Schwinggabel in einem vibronischen Sensor antreiben kann.
(Bild: Hochschule Aalen)

Ob beim Antrieb von Motoren, der optischen Bildstabilisierung in Handykameras, in Wärmekraftmaschinen oder Hydraulikpumpen – Formgedächtnislegierungen kommen in vielen technischen Geräten zum Einsatz. Durch die Erwärmung mit Strom erinnern sich die dünnen Drähte an ihre ursprüngliche Form und bewegen sich in diese zurück. Gleichzeitig erzeugen sie eine für ihre Baugröße enorme Kraft ohne auffallende Ermüdungserscheinungen.

Formgedächtnismaterial treibt Schwinggabel an

Formgedächtnismaterialien haben aber eine Schwäche: Sie kühlen nur langsam ab. Dadurch sind normalerweise keine hohen Frequenzen in der ständigen Änderung zwischen maximaler und minimaler Verformung möglich. Maximilian Schmitt, Mechatronik-Student der Hochschule Aalen, hat in seinem Praxissemester bei der Messtechnik-Unternehmen Vega diesen hohen Frequenzbereich ergründet. Er konnte beweisen, dass auch hier Formgedächtnismaterialien als Antrieb möglich sind. Das Material könnte zum Beispiel bei Getriebeölständen in Windkraftanlagen oder bei sicherheitskritischen Anwendungen wie Überfüllsicherungen bei giftigen Chemikalien zum Einsatz kommen. Eingebaute Sensoren erkennen dabei durch eine schwingende Gabel, ob ein bestimmter Grenzstand erreicht ist oder nicht. Das Formgedächtnismaterial ist in diesem Sensor verbaut und treibt die Schwinggabel an. Die Vorteile: Kosten- und Platzeinsparungen, vielfältigere Einsatzmöglichkeiten sowie eine hohe Belastbarkeit.

Erfindung als Patent angemeldet

Die Firma Vega hat sich die Idee, einen vibronischen Sensor mit Formgedächtnislegierung anzutreiben, schon mal als Patent schützen lassen. Dabei sind die Untersuchungen von Schmitt in die Patentanmeldung mit eingeflossen. Umsetzen möchte Vega die Erfindung erst, wenn eine Langzeitstabilität garantiert ist.

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