Mechatronische Antriebe von der Schweizer Sonceboz

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Sonceboz SA

Kompakter Hybrid-Schrittmotor mit Encoder

Ein gekapseltes Gehäuse und geringe Baugröße sind große Vorteile bei der Weg- oder Winkelerfassung in rauen Einsatzbereichen. Schmutz, Temperaturschwankungen, Vibrationen und Schocks erlauben kaum den Einsatz normaler Antriebe. Deshalb hat Sonceboz einen Hybrid-Schrittmotor mit gekapseltem magnetischem Drehgeber entwickelt. Das mechatronische System überzeugt durch Präzision, Robustheit und eine um 20 Prozent geringere Baugröße im Vergleich zu bisherigen optischen Lösungen.

Winkel oder Wege wurden im Maschinenbau, in Bau- und Landwirtschaftsmaschinen, aber auch in Labors und medizintechnischen Bereichen bisher vorwiegend mit optischen Codierern erfasst. Voraussetzung hierfür ist eine Linse, die äußerst empfindlich und deshalb in rauen Umgebungen eher ungeeignet ist. Vibrationen, Temperaturschwankungen und Flüssigkeiten können zu Verschleiß und im Notfall sogar zu einem Komplettausfall des Systems führen. Magnetischen Drehgeber eignen sich dafür besser: Durch die berührungslose Positionsbestimmung ist Verschleiß nahezu unmöglich, Wartungs- und Ausfallkosten sind so auf ein Minimum reduziert.

Weitere Vorteile des magnetischen Systems sind seine ausgezeichnet Linearität (0.3°), die Abtastung über eine komplette 360°-Drehung sowie die Geberauflösung von 5920 CPR (counts per revolution). Zudem verfügt der Hybrid-Schrittmotor mit Encoder über eine benutzerprogrammierbare Anzeigeposition und ermöglicht eine flexible Platzierung des Magneten an der Vorder- oder Rückseite. Die Einstellmöglichkeiten sind also flexibel. Der Geber-Typ ist kompatibel mit allen bürstenlosen NEMA 17-, 23- und 34-Hybrid-Schrittmotoren von Sonceboz. Die Betriebstemperatur darf hier zwischen -40° und +125°C betragen.

Derartige Funktionen in Kombination mit der geringen Baugröße machen den Hybrid-Schrittmotor zu einem echten Highlight. Durch die Minimierung der Größe um etwa 20 Prozent ist er problemlos überall einbaubar. Diese Größenreduktion wurde möglich, dank der Entwicklung eines einfacheren Aufbaus, der dennoch alle notwendigen Anforderungen erfüllt. Durch das gekapselte Gehäuse entstand so eine langlebige Lösung mit ausgezeichneter elektromagnetischer Verträglichkeit und einem guten Preis-Leistungsverhältnis gegenüber den externen Codierern.

Flexible Anschlussmöglichkeiten, geringer Platzbedarf

Zahlreiche Anwendungen im Automobil-Innenausbau aber auch in Medizingeräten stellen hohe Ansprüche an Antriebe und Verbindungstechnik. So sind gerade in diesen Bereichen eine kompakte Bauweise und flexible Anschlussmöglichkeiten von großer Bedeutung. Der Linearantrieb mit Folienschaltung der Serie 7211 Flex von Sonceboz SA bietet hier die Zuverlässigkeit und Leistung dieser Bauweise in Verbindung mit flexiblen Linearantriebe, speziell auch für raue Umgebungsbedingungen, gehören zu den Standardprodukten von Sonceboz. Auf der Basis dieses zuverlässigen, leistungsstarken und präzisen Linearantriebs hat das Schweizer Unternehmen einen neuen Motor mit flexibleren Anschlussmöglichkeiten entwickelt, den 7211 Flex.

Dieser Linearantrieb hat einen sehr kleinen Motordurchmesser von nur 25,5 mm. Möglich wurde dies durch den Einsatz eines Schrittmotors mit Permanentmagnet, der 24 oder 48 Schritte pro Umdrehung taktet. Dabei kann der Kunde je nach Anforderungen einen Magneten wählen, der Kräfte bis 50 N bei einer Geschwindigkeit bis 10 mm/s realisiert. Seine Positionsgenauigkeit kann eine Auflösung von 0,017 mm erreichen. Und selbst zusätzliche elektronische Komponenten wie Sensoren sind bei Bedarf problemlos integrierbar.

Durch seine gedruckte Schaltung auf Folie (FCP) bietet der Antrieb auch in engen und schwierigen Bauräumen einen flexiblen und direkten Anschluss ohne Steckverbinder. Die Form dieser Folienschaltung lässt sich komplett an die Umgebung anpassen. Sie ist ungewöhnlich kompakt und erlaubt - bei nicht zu großem Abstand - den Einsatz eines Schaltungsträgers, der selbst biegedynamischen Belastungen in beengten Bauräumen sicher standhält. Deshalb ist dieses Bauteil zugleich für Highend-Anwendungen in begrenzten Motorräumen von Autos ein Vorteil wie auch für komplexe Geräte der Medizintechnik.

* Dipl.-Ing. Ullrich Höltkemeier, Chefredakteur konstruktionspraxis

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