Energieeffiziente Direktantriebe

Als Gesamtheit leistungsstark

Energie in Antriebssystemen besser nutzen
Direktantrieb der Baureihe RE. (Fotos: IDAM)
Elektromotoren verbrauchen fast 90 Prozent der Energie, die während des gesamten Maschinenlebenszyklus benötigt wird. Angesichts schwindender Ressourcen, steigender Rohstoffpreise und Klimadebatte rückt Energieeffizienz von Elektromotoren in den Vordergrund.

Für mechatronische Systeme – als solche sind komplette Antriebslösungen zu betrachten – gilt es, den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen, das heißt elektrische und mechanische Verluste zu minimieren. INA Drives & Mechatronics (IDAM) aus Suhl, Mechatronik-Spezialist innerhalb der Schaeffler Gruppe Industrie, ist seit fast 20 Jahren auf dem Gebiet der Direktantriebstechnik tätig und bietet zahlreiche Lösungen für rotative und lineare Direktantriebe, die mehr Energieeffizienz mit höherem Leistungsvermögen verbinden.

Direktantriebe werden bevorzugt eingesetzt, wenn hohe Dynamik gefragt ist. Hohes Beschleunigungs- und Abbremsvermögen kennzeichnen diese Antriebstechnologie. Gleichzeitig bieten Direktantriebe signifikante Vorteile bezüglich der Positioniergenauigkeit und der Güte der Gleichförmigkeit der Bewegung – Aspekte, die sich unmittelbar auf die Qualität zum Beispiel der bearbeiteten Werkstücke auswirken. Auch das Thema Energieeffizienz wird seit Jahren im engen Zusammenhang mit der Technologie von Direktantrieben gesehen. Richtig eingesetzt senken sie den Energieverbrauch und bieten gleichzeitig höhere Performance im Vergleich zu herkömmlichen Antrieben. Der Grund: Direktantriebe erzeugen die Bewegungsenergie in der Maschine genau dort, wo sie gebraucht wird. Übertragungsverluste durch Getriebe, Spindeln oder Kurvenscheiben entfallen prinzipbedingt. Durch die kompakte Bauform und die Ressourcen schonende Herstellung der Antriebe wird ebenfalls Energie gespart. Direktantriebe sind nahezu wartungsfrei; außer den Führungen gibt es am Antrieb keine weiteren Verschleißteile mehr. Intelligente Motorenkonzepte erhöhen die Lebensdauer vorhandener Führungen. Außerdem können beim Einsatz von Luftlagern Reibungsverluste des Gesamtsystems auf nahezu Null reduziert werden – ein weiterer wichtiger Beitrag zu mehr Effizienz.

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Der energieeffiziente Einsatz von Direktantrieben erfordert es, die Anwendung des Kunden funktionell als Gesamtheit zu betrachten und das System entsprechend auszuwählen und auszulegen. Der Anbieter hält über die Direktantriebstechnologie hinaus Spezialwissen zu allen Systemkomponenten bis zur Steuerung parat und ermöglicht eine präzise Anpassung und Abstimmung an Kundenanforderungen. Überdimensionierungen sind dadurch konsequent vermeidbar. Das spart auf Dauer Energie und erhöht die Effizienz des Gesamtsystems. Beispiel für höchste Leistungsdichte bei bestmöglicher Effizienz sind die für den Bereich der Werkzeugmaschine optimierten rotativen IDAM-Motorbaureihen RI und RE. Ihr innovativer Aufbau führt zu herausragenden Werten der Motorkonstante – dieser Wert gibt den Zusammenhang zwischen Kraft und Verlustleistung an und ist ein Maß für die Effektivität eines Motors. Die beiden Baureihen sind gekennzeichnet durch hohe Kraft bei geringer Wärmeentwicklung und bieten ein hohes Maß an Effizienz und Leistung. Direktantriebstechnik wird auch in linearen Systemen wie Schienenführungstischen, Linearachsen, Linearschlitten, Linearführung samt Abdeckband oder Mehrachstischen oder Mehrachs-Manipulatoren für die Röntgenprüfung eingesetzt. Durch gezielten Einsatz führungsentlastender Motorprinzipien lässt sich deren Lebensdauer nahezu verzehnfachen. Schon in der Konstruktionsphase kann deshalb auf niedrigere Dimensionen zurückgegriffen werden. pb

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