Klein und gut?

Schrittmotoren - Auch bewährte Produkte lassen sich weiter verbessern: Die Schrittmotorversionen von Oriental mit hohem Drehmoment (P-Typ) bzw. hohem Trägheitsmoment (J-Typ) bieten deutliche Größenvorteile. Denn sie ersetzen größere Standardtypen bei gleicher Performance.

30. März 2005

Der vor 120 Jahren in Tokio gegründete Antriebstechnikhersteller Oriental versorgt den europäischen Markt bereits seit mehr als zwei Jahrzehnten von seiner Europazentrale in Düsseldorf aus und bietet heute ein komplette Palette von Produkten für das Antreiben, Positionieren und Kühlen. Das Produktspektrum umfaßt mehr als 10.000 verschiedene Varianten: Das Angebot reicht von Schrittmotoren über Induktionsmotoren, bürstenlose DC-Antriebe und Linear Motion/Aktuatoren bis hin zu Lüftern. Dabei bedient das Unternehmen auch Kleinkunden, denn die Mindestbestellmenge beträgt ein Stück. Die Kernproduktgruppe des Unternehmens sind Schrittmotoren, die dank ihrer hohen Positioniergenauigkeit und des offenen Regelkreises in zahlreichen Bereichen zur Anwendung kommen.

Neue Baureihen für Zweiphasen-Schrittmotoren

Die Schwerpunkte liegen dabei insbesondere in den Bereichen Medizintechnik, Textil- und Halbleiterindustrie. Neu im Standardprogramm des japanischen Unternehmens sind hierdrei Baureihen von Zweiphasen-Schrittmotoren, deren Stärken in jeweils unterschiedlichen Bereichen liegen. Für hochdynamische Anwendungen oder bei besonders hohen Ansprüchen an das Drehmoment mit zugleich eingeschränkten Platzmöglichkeiten empfehlen sich die Motoren der neuen Baureihe P: Durch den Einsatz von optimierter Magnettechnologie und spezieller Materialien bieten diese Motoren gegenüber den Standardmodellen mit gleichen Flanschmaßen ein um 30 bis 50 Prozent höheres Drehmoment und ermöglichen damit den Aufbau besonders kompakter Maschinen.

Zudem besitzen die Motoren einen höheren Wirkungsgrad und produzieren deshalb deutlich weniger Wärme als die Standardprodukte: Je nach Arbeits- und Meßbedingungen beträgt die Temperaturdiff erenz bis zu 20°C und mehr. Die Motoren erreichen deshalb eine besonders lange Lebensdauer. Zudem reduziert die geringe Hitzeentwicklung eventuelle Beeinträchtigungen von elektronischen Bauelementen in der Umgebung sowie mögliche Verformungen von angebauten Maschinenteilen.

Doppelt soviele Rotorzähne

Eine besonders feine Auflösung bieten dagegen die Motoren der Baureihe M. Im Unterschied zu manchen anderen Lösungen erreichen die Japaner dies nicht durch eine elektronische Unterteilung der Basis-Schrittwinkel durch Mikroschritt-Treiber oder durch die Verwendung von Motoren mit Getriebe. Statt dessen besitzen die Motoren eine verdoppelte Anzahl von Rotorzähnen und einen entsprechend angepaßten Stator. Durch diesen Aufbau halbiert sich der Basis-Schrittwinkel auf 0,9 Grad, entsprechend einer Auflösung von 400 Schritten pro Umdrehung. Neben dieser feineren Auflösung bieten die neu entwickelten Motoren auch eine bessere Winkel- und Positioniergenauigkeit gegenüber der Standardlösung: So beträgt der statische Winkelfehler im lastfreien Zustand weniger als 0,05 Grad und liegt damit niedriger als beim Standardtyp mit elektronisch unterteiltem Halbschritt-Betrieb bei einem Basis-Schrittwinkel von ebenfalls 0,9 Grad. Für noch kleinere Schrittwinkel steht optional ein elektronisch unterteilter Halbschritt- oder Mikroschritt-Betrieb zur Verfügung, die jedoch die Genauigkeit nicht verbessern.

Weniger Probleme mit der Vibration

Diese Betriebsarten erleichtern statt dessen Probleme wie Vibrationen oder ungleichmäßige Drehung, etwa bei wechselnden Lastpegeln. Ein Beispiel aus der Medizintechnik ist ein Röntgengerät für Zahnarztpraxen, bei dem ein schwenkbarer Arm um den Kopf des Patienten fährt und dabei eine Rundumaufnahme des Gebisses macht. Da hier die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung keine große Rolle spielt, möglichst geringe Vibrationen aber um so wichtiger sind, wird in diesem Gerät der M-Typ mit hoher Auflösung eingesetzt.

Treiber für träge Lasten

Ideal zum Treiben von Lasten mit großer Trägheit sind die Schrittmotoren der Serie J. Diese besitzen bei unveränderten Außenmaßen einen vergrößerten Rotordurchmesser und erreichen damit ein etwa 1,5 mal höheres Trägheitsmoment als die entsprechenden Standardmotoren. Möglich macht diese Konstruktion eine spezielle Wickeltechnik zur Minimierung der Statorabmessungen. Die Modelle der Baureihe J eignen sich damit speziell zur Überwindung von großen externen Kräften und Lastkräften. Zudem besitzen die Motoren einen beinahe halbierten statischen Winkelfehler im Vergleich zu den Standardtypen und ermöglichen damit eine bessere Positionierung und Stabilität. Nicht in jedem Falle lassen sich die einzelnen Schrittmotortypen einer konkreten Anwendung oder Funktion zuordnen, da die technischen Anforderungen je nach Applikation stark variieren können. In der Textilindustrie werden Strickmaschinen eingesetzt, die - entsprechend den Erfordernissen der Achsen - alle drei Typen gleichzeitig verwenden. Für sämtliche Anwendungen jedoch bieten die neuen Schrittmotormodelle eine längere Lebensdauer sowie deutliche Größenvorteile, da sie bei unveränderter Leistung die größeren Standardtypen ersetzen können.

Erschienen in Ausgabe: 02/2005