Sonderentwicklung

Prototyp bis Vorserie

Kraft

20 N bis 20 kN

Frequenz

10 Hz bis 10 kHz

Wirkungsvolle Aktuatoren

Nur wenn der richtige Aktuator am richtigen Ort eingesetzt wird kann man auch die optimale Performance erwarten. Unsere Kompetenz besteht in der Auswahl und Auslegung der Aktuatorik in Bezug auf Kraft und Frequenzbereich. Egal, ob Sie nur eine geeignete Anregungskraft oder ein System zur Schwingungsbeeinflussung umsetzen wollen: Für eine hohe Dynamik der Strukturen ist eine Begleitung von der Konzeption an sinnvoll. Wir können dazu mit einer Anwendungsanalyse in Form einer Berechnung oder Messung starten.

Voice Coils

Piezo

Tip / Tilt

Linearmotoren

Maßgeschneiderte Aktuatoren

Steuergerät

Voice Coils

Die Realisation mittlerer Kräfte auf kleinem Bauraum legt die Verwendung von Voice Coils nahe. Diese Wandler können sehr effektiv in sogenannten Massekraft-Aktuatoren eingesetzt werden (Inertial Mass Actuators (IMA)). Der Vorteil ist der Siemens Lufthaken: Man braucht den Aktuator nur an einer Stelle anschrauben und erhalte eine dynamische Kraft, durch Abstützung an seiner inertialen Masse. Dabei lässt sich die Frequenz durch Masse und Hub auf Ihren Bedarf abstimmen.

Die Aktuatoren sind auch als Resonanz und auch Doppeltresonanzaktuatoren verfügbar.

Um eine unendliche Lebensdauer zu gewährleisten, werden die Voice Coils als sogenannte Moving Magnet Actuators (MMA) mit Blattfederführungssystemen hergestellt und es gibt keine bewegten Kabel und auch keine verschleißenden oder reibungsbehafteten Lager. Zusätzlich können durch die Blattfedern sehr hohe Querkräfte aufgenommen werden. falls dies Ihre Anwendung erfordert.

Andere Bauformen zur Krafteinleitung zwischen zwei Punkten (z.B. zur Dämpfung einer Isolationsresonanz) können von uns auch geliefert werden.

Unsere Aktuatoren sind besonders verlustfrei designed und daher unter anderem auch für höhere Frequenzen (bis 600 Hz) geeignet.

Daten und Fakten in Kürze

  • verschleißfrei, ohne Reibung
  • Stellwege bis 10 mm (linear)
  • Nennkraft von bis zu 1000 N
  • Spitzenkraft von bis zu 3000 N
  • Frequenz bis 500 Hz (1000 Hz maximal)

Piezo

Piezoaktuatoren entfalten durch ihre hohe Steifigkeit und große Kraft eine große Dynamik. Die Bewegungen beruhen auf Festkörpereffekten, wodurch ihre Auflösung im Prinzip unbegrenzt ist. Auch die Ansprechzeit im Mikrosekundenbereich ist sehr schnell, da Piezowandler eine Resonanzfrequenz von mehreren Hundert kHz besitzen.

Die Piezoelemente können als Stapelaktuatoren, Hebelaktuatoren aber auch als Positioniersysteme eingesetzt werden.

Daten und Fakten in Kürze

  • Wartungs-, reibungs- und verschleißfrei (bei Einhaltung der richtigen Umgebungsbedingungen
  • Stellweg: 1 – 100 µm, bei Hebelübersetzung bis zu Millimetern
  • Druck-/Zugkraft: bis 30.000 N / bis 700 N
  • Resonanzfrequenz: bis 60 kHz

Piezohydraulische Aktuatoren

Speziell für Vibrationen in Walzwerken oder Papiermaschinen, werden Piezohydraulische Aktuatoren verwerdent, die einerseits den extremen statischen Kräften standhalten und andererseits mit großer Wechselkraft die problematischen Barring- oder Chatterfrequenzen und auch Antriebsharmonische unterdrücken können.

Daten und Fakten in Kürze

  • Stellwege: zwischen 1 bis 100 µm
  • Stellkräfte: bis 500 kN im Frequenzbereich 0 bis 1000 Hz
  • Statische Kräfte: bis 30 MN

Tip / Tilt

Schnelle, präzise und dynamische Bewegungen mehreren Achsen können mit der Kippplattform realisiert werden.

Die Verwendung von Piezoelementen bringt alle Vorteile dieser Wandler mit sich, wie beispielsweise die lange Lebensdauer ohne Wartung sowie eine hohe Belastbarkeit durch die große Steifigkeit.

Dieses parallelkinematische Mehrachssystem findet unter anderem Anwendung in der Optik, der Strahlstabilisierung oder bei Laser-Anwendungen.

Daten und Fakten in Kürze

  • Kippwinkel bis 1 mrad
  • Resonanzfrequenzen bis 1 kHz werden kompensiert durch die Ansteuerung
  • 3 Achsen unabhängig voneinander ansteuerbar.
  • Jede Achse kann sinusförmig oder mit rauschen Betrieben werden. Die Spektren können exakt durch Dynamikoptimierung vorgegeben werden.

Linearmotoren

Linearmotoren können als Zweipunkt-Aktuatoren oder Massenkraft-Aktuatoren eingesetzt werden. Im Unterschied Spindelantrieben werden hier Linearbewegungen direkt erzeugt, ohne erst die rotative Bewegung durch Riemen Getriebe umsetzen zu müssen. Dies ermöglicht geringe Wartungskosten durch den geringen Verschleiß.

Daten und Fakten in Kürze

  • Stellwege: bis 1000 mm
  • Stellkräfte: 100 N bis 2500 N
  • Geschwindigkeit: bis 1000 mm/s

MASSGESCHNEIDERTE AKTUATOREN

Wir unterstützen Sie bei der Ermittlung des Bedarfs wie Kraft, Frequenz, Masse und Hub sowie bei der Ermittlung der Randbedingungen wie Bauraum, Temperatur oder die vertikale/horizontale Orientierung. Aus diesen Informationen konstruieren und bauen wir den passenden Aktuator für Ihre Anwendung. Speziell für Vibrationen in Walzwerken oder Papiermaschinen entwickeln wir beispielsweise maßgeschneiderte Piezohydraulische Aktuatoren.

STeuergerät

Teil der Aktuatorik ist auch der Verstärker (Antrieb, Wechselrichter). Auch hierhängt die richtige Auswahl vom Wandlerprinzip, der Kraft und der Frequenz ab. Wir stellen die geeigneten Bauteile in einem Schaltschrank zusammen, bei Bedarf um eine komplette Steuerungstechnik (IPC,SPS etc.) ergänzt.

Projekte / Leistungen

Aktuatorauslegung

Durch eine Betriebsschwinganalyse in einer bestehenden Anlage werden unter anderem die maximal zu erwartenden Amplituden für jede Frequenz berechnet. Damit können wir Aktuatoren in ihren Amplituden und Frequenzen in Abhängigkeit der Anwendung und ihrer Geschwindigkeit einstellen und so auf die Anwendung zuschneiden. Darüber hinaus ist eine individuelle Auswahl der Bauform, Größe und umzusetzenden Kraft möglich. Unsere Sonderentwicklungen erfüllen so jede (machbare) Aufgabenstellung.

Experimentelle Analyse

Um lösungsrelevante Parameter des schwingungstechnischen Verhaltens zu untersuchen, analysieren wir mit unserer verfügbaren Test-Aktuatorik. So können wir mit unseren Meßsystemen nicht nur eine Betriebsschwingungsanalyse durchführen, sondern erhalten auch vorab Informationen über das Verhalten der Anlage im späteren Zustand mit der eingebauten Aktuatorik.

Bauweise

Neben der Wahl von Voice Coils, Linearmotoren oder Piezos unterscheiden wir unsere Aktuatoren durch eine runde oder eckige Bauform sowie offen oder mit zusätzlichem Gehäuse. Hinzu kommt häufig ein Temperaturmanagement von reiner Temperaturüberwachung bis hin zu Luft- oder Wasserkühlung. Zudem stimmen wir die Schnittstellen für die Befestigung der Aktuatoren individuell mit Ihnen ab.

Auch für die durch kleine Baugröße schwerer darzustellenden, niedrigeren Frequenzen realisieren wir sehr gute Ergebnisse.

Realisierung

Wir testen alle Aktuatoren in unserem Testzentrum und bereiten so den Einsatz vor.

Vor Ort unterstützen wir bei den finalen Parametereinstellungen.

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