Piezomotor weckt Wankel-Assoziationen

Neuartiger Rotationsmotor nutzt das Deformationswellen-Prinzip

Ein neuartiger piezoelektrischer Rotationsmotor erinnert ein wenig an einen Wankelmotor, zumal die Rotationsbewegung mithilfe eines unrunden Konstruktionselements erzeugt wird. Der von der EU geförderte AG-HT-Drive des jungen italienischen Unternehmens Phi Drive und seines spanischen Partners Arquimea ist für Anwendungen im Weltall und durchaus auch in Reinräumen und anderen sensiblen Einsatzumgebungen gedacht.

Das Arbeitsprinzip des Motors mit dem Namen „Pre2Pos“ aus dem europäischen Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 fasziniert: Drei Piezostacks wirken in einer raffinierten Taktfolge auf einen flexiblen Metallring, der mit dem Abtrieb des Motors fest verbunden ist. Drückt der erste Aktor auf den Ring, löst der zweite die Bremse und drückt den Ring nicht mehr gegen ein feststehendes Halteelement. Der Aktor 3 pausiert derweil. Infolge dieses Ablaufs verlagert der flexible Ring seine durch den Druck der Piezoelemente erzeugte Deformation – also eine Überlänge – von einem Kreissegment ins nächste. Der Ring dreht sich also um die Motorachse. Ein wahrlich raffiniertes Prinzip, das am 26. Juni 2018 auf der Kongressmesse ACTUATOR 2018 im Congress Centrum Bremen und der Messe Bremen seine Deutschlandpremiere erlebt.

Mechanismen zum Nachführen von Solarmodulen etwa, also zur jederzeit optimalen Sonnenausbeute, basieren oft auf Motor-Getriebe-Einheiten mit recht hohem Gewicht und mit zusätzlichem Energiebedarf für das Arretieren der Module in ihrer jeweiligen Stellung. Die von der EU geförderte Lösung sollte leichter sein und die Zahl der erforderlichen Konstruktionselemente reduzieren. Außerdem wurde natürlich eine hohe Positioniergenauigkeit gefordert, die Phi Drive zusammen mit dem Pre2Pos-Projektpartner Arquimea mit dem piezoelektrischen „Wankelmotor“ gut gelöst hat.

Der AG-HT kann wie ein Schrittmotor sehr präzise Steps machen und übernimmt auch die Haltefunktion, solange er nicht aktiv angesteuert wird – nicht nur beim Ausrichten von Antennen- oder Solarmodulen, sondern auch bei anderen Anwendungen, bei denen hochpräzise Positionierungen mithilfe einer kompakten Antriebslösung erzielt werden müssen.

Darüber hinaus gefällt auch, dass die neuartige Motortechnik in nahezu jeden Drehantrieb integriert werden kann. Anders als andere Systeme arbeitet der Aktor aber außerordentlich energieeffizient und kann dennoch die nötige Steifigkeit aufrechterhalten.

Trotz des geringen Raumbedarfs und Gewichtes bietet der neue Motor ein hohes Drehmoment – drei wichtige Faktoren für die Raumfahrt, in der jedes Kilo Nutzlast fünf- bis sechsstellige Kosten mit sich bringen kann. Natürlich gefällt den Raumfahrtexperten auch das tribologische Konzept des neuartigen Antriebs, bei dem keine flüssigen oder pastösen Schmierstoffe erforderlich sind. Für die notwendige Schmierung sorgen selbstschmierende Werkstoffe – unabhängig von unwirtlichen Einsatzbedingungen, wie zum Beispiel Vakuum oder Strahlungen, die zum Austreten oder Verdunsten bzw. Abbauen flüssiger Schmierstoffe führen könnten. So sind bei dem neuen Aktor auch eventuell notwendige kostspielige Dichtungen überflüssig.

Bereits jetzt steht ein funktionstüchtiger Prototyp des AG-HT-Motors zur Verfügung. Dieser Prototyp wird zahlreichen Tests unterzogen und in vielen kleinen Details optimiert. In der zweiten Jahreshälfte des kommenden Jahres soll seine Marktreife erreicht werden. Doch zuvor dürfen ihn Antriebsexperten schon auf der international anerkannten Kongressmesse in Bremen kennenlernen. Das Referententeam beantwortet natürlich auch die Fragen der interessierten potenziellen Anwender, die neben der Raumfahrt aus dem Flugzeugbau und den Elektronikindustrien kommen können.

Mehr Informationen: www.actuator.de
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