Elektroantrieb

Kräftige Kleinstantriebe schwenken Kamerasysteme im Prüflabor

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Kameras von MK-Messtechnik überwachen nicht nur die Fahrzeugelektronik, sondern auch den Wärmeverlauf. Dafür wurde die Infrarotkamera Opto-LWIR entwickelt. Die elektromagnetischen Felder, die bei den Tests aufgebaut werden, schaffen ein gewisses Brandrisiko. Durch sehr starke Felder kann es zu einer Überhitzung der Prüflinge oder von Teilen der Anlage kommen. Bei der Prüfung von Elektrofahrzeugen kommt eine weitere Hitzequelle hinzu, wie Kull erläutert: „Elektroautos laden auf dem Prüfstand ihre Akkus durch Rekuperation wieder auf. Sind diese voll, werden die Bremsen des Autos aktiviert. Die Bremsen können überhitzen, schlimmstenfalls kann es sogar anfangen zu brennen. “

Kleinstmotoren für präzise Ausrichtung

Einen Prüfstand einzurichten, erfordert eine Summe im zweistelligen Millionenbereich; auch die getesteten Prototypen haben einen sehr hohen Wert. Die Überwachung mithilfe von Infrarotkameras erlaubt es, diese Investitionen durch rechtzeitiges Eingreifen zu schützen.“

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Um die Kameras exakt auszurichten, verwendet MK-Messtechnik Antriebe von Faulhaber. Kull: „Wir haben zunächst mit Servomotoren und Motoren aus dem Modellbau experimentiert, aber die waren nicht präzise und robust genug. Bei Faulhaber haben wir die passenden Motoren gefunden.“ In dem Schwenk-/Neigekopf, der die Kamera ausrichtet, arbeiten zwei DC-Kleinstmotoren der Serie 1516…SR mit Edelmetallkommutierung (Bild 3). Der Begriff „Edelmetallkommutierung“ bezieht sich auf die in den Bürsten und im Kommutator verwendeten Materialien, die aus Hochleistungs-Edelmetalllegierungen bestehen. Diese Art des Kommutierungssystems wird hauptsächlich aufgrund seiner geringen Größe, des sehr niedrigen Übergangswiderstandes und des präzisen Kommutierungssignals verwendet. Es eignet sich besonders für Anwendungen mit kleiner Strombelastung, wie beispielsweise batteriebetriebene Geräte. Dabei haben edelmetallkommutierte Motoren ihren optimalen Arbeitspunkt für Dauerbetrieb bei Last am Punkt oder nahe ihrem höchsten Wirkungsgrad. Diese Argumente sprachen ebenfalls für den Antrieb, denn der Strom fürs Schwenken kommt aus den Akkus der Kameras.

Kleinstmotor für die exakte Positionierung

Die Familie SR der DC-Kleinstmotoren von Faulhaber wurde für exakte Positionieraufgaben entwickelt. Sie können mit einer breiten Auswahl an hochpräzisen Planeten- und Stirnradgetrieben kombiniert werden. Optische und magnetische Encoder mit einer Auflösung von bis zu 256 Impulsen pro Motorwellenumdrehung erlauben eine hochgenaue Steuerung des Antriebs. Die Kleinstantriebe lassen sich zudem mit zahlreichen Steuerungen zu einer Gesamtlösung verknüpften.

Aufgrund der Edelmetallkommutierung eignen sich die Motoren besonders für Anwendungen mit geringerer Strombelastung oder in batteriebetriebenen Applikationen. Die SR-Familie besteht aus zwölf Kleinstmotoren in Durchmessern zwischen 8 und 22 mm, die Nenndrehmomente von 0,7 bis 10 mNm abdecken.

Die bei einem Durchmesser von 15 mm lediglich 16 mm langen Kleinstmotoren liefern ein Dauerdrehmoment von 0,59 mNm. In der beschriebenen Kameraanwendung wurden sie mit einem Stirnradgetriebe der Serie 15/8 und einer Übersetzung von 900:1 kombiniert. „Anfangs hatten wir ein 500:1-Getriebe getestet, doch das war zu schnell. Mit der höheren Übersetzung dreht der Schwenkkopf zwar etwas langsamer, kann aber größere Gewichte bewegen.“ Bis auf das eigentliche Kameramodul und die Antriebe, die zugekauft werden, entwickelt und fertigt MK-Messtechnik das gesamte System selbst – zum Nutzen der Kunden, wie Kull betont: „Wenn die Aufgaben komplex werden oder individuelle Änderungen notwendig sind, können wir so sehr flexibel reagieren. ‚Geht nicht‘ gibt es bei uns nicht, jedenfalls nicht innerhalb der Grenzen der Physik.“

* Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen ist Leiter Marketing bei der Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG in 71101 Schönaich, Tel. (0 70 31) 63 80, info@faulhaber.de. Ellen-Christine Reiff, M. A. ist Fachredakteurin im Redaktionsbüro Stutensee.

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