Bausatzmotoren, auch bekannt als Einbaumotoren oder Kitmotoren, sind Motoren ohne eigenes Gehäuse und eigene Lagerung. Es sind in anderen Worten die Aktivteile eines Motors. Der Kunde bekommt als Bausatz einen Rotor und einen Stator. Somit kann der Kunde den Motor flexibel in seine eigene Mechanik oder Anwendung integrieren. In vielen Fällen sind Bausatzmotoren als Torquemotoren ausgelegt. Torquemotoren sind Motoren, dessen Geometrie speziell auf hohe Momente statt auf hohe Leistungsabgabe hin optimiert ist. Die Bauform des Torquemotors ist daher eher kurz mit großem Durchmesser. Damit die Kupferverluste und elektrischen Zeitkonstanten klein bleiben, haben diese Motoren auch mehr Pole als konventionelle Servomotoren. Es gibt eine Reihe von Gründen, diese moderne Antriebstechnik einzusetzen - sowohl für rotatorische als auch für lineare Bewegungen.

Beweggründe / Motivation Bausatzmotoren einzusetzen

Unter anderem werden aus folgenden Gründen Bausatzmotoren eingesetzt:

• Verzicht auf ein Getriebe d.h. der Torquemotor wird zum „Direktantrieb“
• hohe Beschleunigungen
• hohe Drehmomente
• hohe Dynamik (Verhältnis Max./Min. Geschwindigkeit)
• bessere Steifigkeit und Dämpfung
• bessere Genauigkeit bzw. Wiederholbarkeit
• höhere Zuverlässigkeit
• hoher Wirkungsgrad
• gutes, einheitliches Verhalten über einen weiten Temperaturbereich
• keine Verschleißteile, längere Lebensdauer
• weniger Lärm
• Hohlwelle
• kurze Motorlänge bzw. kleiner Motorquerschnitt
• Baugröße bzw. -form

Die Hauptmotivation für den Einsatz von Torquemotoren bleibt aber die Servoperformance. Diese ist praktisch immer besser als bei einem konventionellen Servoantrieb mit Untersetzung durch ein getrenntes Getriebe. Die Begründung liegt in der extrem steifen mechanischen Verbindung zwischen Motor und Last, die mit einem Torquemotor realisiert werden kann.

Für die Kommutierung, die digitale Geschwindigkeitsregelung und den Positionierbetrieb unserer Motoren setzen wir Weg- und Winkelmesssysteme bzw. –sensoren ein. Besonders spezialisiert sind wir auf elektrische Encoder. Ein elektrischer Encoder wird auch als kapazitiver Encoder bezeichnet.

Die wichtigsten Merkmale sind:

• kapazitives Messprinzip
• geringe axiale Baulänge
• unempfindlich gegen Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Störungen
• rotatorische und lineare Bauformen
• Geber und Auswerteelektronik befinden sich auf einer Leiterplatte
• absolute Winkel- bzw. Wegmessung in einem Geber

Vorteile kapazitiver Encoder gegenüber magnetischer oder optischer Encoder

Die Hauptvorteile der kapazitiven Drehgeber-Technologie können wie folgt zusammengefasst werden:

• unempfindlich gegen Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Störungen
• keine Glassscheibe, keine Lichtquelle bzw. kein Lichtempfänger, daher hohe Zuverlässigkeit
• unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen (-40 bis +85°C)
• vakuumtaugliche Versionen möglich (z.B. für den Weltraumeinsatz)
• unempfindlich gegen Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, Schock und Vibration
• der Hohlwellenrotor benötigt keine Eigenlagerung und kann direkt auf die Achse montiert werden
• wegen des „holographischen“ Messprinzips, das das Signal über die volle Wirkfläche des Gebers ableitet, ist die Genauigkeit weniger montageempfindlich als bei optischen Gebern
• viel genauer als Resolver, typisch besser als +/-0,02°; höhere Auflösung: 14 bis 22 Bit
• geringe Leistungsaufnahme
• kurze Bauform, typisch 10mm
• große Hohlwellen möglich
• wegen der verwendeten Leiterplattentechnologie ist diese Technik skalierbar und für den Großserieneinsatz gut geeignet.

Anwendungsbereiche

Der Encoder ist aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften für die verschiedensten, anspruchsvollen Aufgaben aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigungstechnik, Automotive, Medizin und Robotik geeignet.

Immer höhere Anforderungen an Dynamik, Genauigkeit und Gleichlauf haben auch in der linearen Antriebstechnik neue Lösungsansätze erforderlich gemacht. Ähnlich wie die Torquemotoren als rotative Direktantriebe wurden deshalb auch lineare Direktantriebe entwickelt, bei denen die Last direkt mit dem bewegten Teil des Motors gekoppelt wird - ohne mechanische Übertragungsglieder. Durch diese steife mechanische Kopplung ergeben sich die selben Vorteile wie in der rotatorischen Direktantriebstechnik und es werden völlig neue Maschinenkonzepte möglich.

Gegenüber Linearsystemen, die von rotatorischen Motoren angetrieben werden, kennen Linearmotoren keine Weglängenbeschränkung. Das stationäre Magnetassembly kann aus Standardschienen zu beliebigen Längen zusammengesetzt werden. Weil der bewegte Wicklungskopf für jeden beliebigen Weg verwendet werden kann, gibt es keine Einbußen in der Performance in Abhängigkeit vom Weg.
Spindelsysteme dagegen haben kritische Grenzen in der Geschwindigkeit und die Trägheit wächst mit der Länge des Verfahrweges. Geschwindigkeitsbegrenzungen, hohe Trägheit und geringe Steifigkeit sind die Hauptnachteile anderer Systeme im Vergleich zu Linearmotoren bei längeren Verfahrwegen.

Wir bieten verschiedene Familien von eisenlosen und eisenbehafteten Linearmotoren als Bausatz (= Magnetbahn + Spulenteil) an. Die Linearmotoren bestehen aus Motorspulen und Magnetschienen und bieten unvergleichliche Vorteile und Merkmale zur Verbesserung der Systemleistung und -effizienz:

• hohe Geschwindigkeit
• hohe Beschleunigung
• keine oder sehr geringe Rastkraft
• geringes Betriebsgeräusch
• hohe Steifigkeit
• verschleiß- und wartungsfrei
• langer Verfahrweg

Wir bieten in unserem Portfolio verschiedene Größen und Typen von Linearmotoren in einem Kraftbereich von 3N bis 16.000N, sowie verschiedene Kühloptionen wie natürliche Konvektion, Luft- und Wasserkühlung an.

MACCON bietet eine Vielfalt von Elektromotorentypen an. Mit diesen Motoren oder mit leicht angepassten Ausführungen lassen sich viele typische und atypische Anwendungen realisieren. Allerdings kommt es häufig vor, dass der Anwender Produkte fordert, die bisher am Markt nicht zur Verfügung stehen. Typischerweise geht es um die Merkmale:

• Abmessungen
• verbesserte Leistungswerte
• besondere Versorgungsbedingungen
• spezielle Umweltforderungen
• mechanische und elektrische Schnittstellen
• Integration von mehreren Komponenten in ein neues Produkt
• besondere Zusatzfunktionalität
• höhere Zuverlässigkeit oder Redundanz

Dafür bieten wir unseren Kunden den Entwurf und die Fertigung von kundenspezifischen Motoren (auch Individualmotoren oder Sondermotoren oder kundenspezifische Antriebe genannt) und Antriebselektronik. Die wichtigsten Motorentypen sind:

• Innenläufermotoren
• Aussenläufermotoren
• Linearmotoren
• Weltraummotoren

Bausatzmotoren, auch bekannt als Einbaumotoren oder Kitmotoren, sind Motoren ohne eigenes Gehäuse und eigene Lagerung. Es sind in anderen Worten die Aktivteile eines Motors. Der Kunde bekommt als Bausatz einen Rotor und einen Stator. Somit kann der Kunde den Motor flexibel in seine eigene Mechanik oder Anwendung integrieren. In vielen Fällen sind Bausatzmotoren als Torquemotoren ausgelegt. Torquemotoren sind Motoren, dessen Geometrie speziell auf hohe Momente statt auf hohe Leistungsabgabe hin optimiert ist. Die Bauform des Torquemotors ist daher eher kurz mit großem Durchmesser. Damit die Kupferverluste und elektrischen Zeitkonstanten klein bleiben, haben diese Motoren auch mehr Pole als konventionelle Servomotoren. Es gibt eine Reihe von Gründen, diese moderne Antriebstechnik einzusetzen - sowohl für rotatorische als auch für lineare Bewegungen.

Beweggründe / Motivation Bausatzmotoren einzusetzen

Unter anderem werden aus folgenden Gründen Bausatzmotoren eingesetzt:

• Verzicht auf ein Getriebe d.h. der Torquemotor wird zum „Direktantrieb“
• hohe Beschleunigungen
• hohe Drehmomente
• hohe Dynamik (Verhältnis Max./Min. Geschwindigkeit)
• bessere Steifigkeit und Dämpfung
• bessere Genauigkeit bzw. Wiederholbarkeit
• höhere Zuverlässigkeit
• hoher Wirkungsgrad
• gutes, einheitliches Verhalten über einen weiten Temperaturbereich
• keine Verschleißteile, längere Lebensdauer
• weniger Lärm
• Hohlwelle
• kurze Motorlänge bzw. kleiner Motorquerschnitt
• Baugröße bzw. -form

Die Hauptmotivation für den Einsatz von Torquemotoren bleibt aber die Servoperformance. Diese ist praktisch immer besser als bei einem konventionellen Servoantrieb mit Untersetzung durch ein getrenntes Getriebe. Die Begründung liegt in der extrem steifen mechanischen Verbindung zwischen Motor und Last, die mit einem Torquemotor realisiert werden kann.

Für die Kommutierung, die digitale Geschwindigkeitsregelung und den Positionierbetrieb unserer Motoren setzen wir Weg- und Winkelmesssysteme bzw. –sensoren ein. Besonders spezialisiert sind wir auf elektrische Encoder. Ein elektrischer Encoder wird auch als kapazitiver Encoder bezeichnet.

Die wichtigsten Merkmale sind:

• kapazitives Messprinzip
• geringe axiale Baulänge
• unempfindlich gegen Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Störungen
• rotatorische und lineare Bauformen
• Geber und Auswerteelektronik befinden sich auf einer Leiterplatte
• absolute Winkel- bzw. Wegmessung in einem Geber

Vorteile kapazitiver Encoder gegenüber magnetischer oder optischer Encoder

Die Hauptvorteile der kapazitiven Drehgeber-Technologie können wie folgt zusammengefasst werden:

• unempfindlich gegen Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Störungen
• keine Glassscheibe, keine Lichtquelle bzw. kein Lichtempfänger, daher hohe Zuverlässigkeit
• unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen (-40 bis +85°C)
• vakuumtaugliche Versionen möglich (z.B. für den Weltraumeinsatz)
• unempfindlich gegen Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, Schock und Vibration
• der Hohlwellenrotor benötigt keine Eigenlagerung und kann direkt auf die Achse montiert werden
• wegen des „holographischen“ Messprinzips, das das Signal über die volle Wirkfläche des Gebers ableitet, ist die Genauigkeit weniger montageempfindlich als bei optischen Gebern
• viel genauer als Resolver, typisch besser als +/-0,02°; höhere Auflösung: 14 bis 22 Bit
• geringe Leistungsaufnahme
• kurze Bauform, typisch 10mm
• große Hohlwellen möglich
• wegen der verwendeten Leiterplattentechnologie ist diese Technik skalierbar und für den Großserieneinsatz gut geeignet.

Anwendungsbereiche

Der Encoder ist aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften für die verschiedensten, anspruchsvollen Aufgaben aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigungstechnik, Automotive, Medizin und Robotik geeignet.

Immer höhere Anforderungen an Dynamik, Genauigkeit und Gleichlauf haben auch in der linearen Antriebstechnik neue Lösungsansätze erforderlich gemacht. Ähnlich wie die Torquemotoren als rotative Direktantriebe wurden deshalb auch lineare Direktantriebe entwickelt, bei denen die Last direkt mit dem bewegten Teil des Motors gekoppelt wird - ohne mechanische Übertragungsglieder. Durch diese steife mechanische Kopplung ergeben sich die selben Vorteile wie in der rotatorischen Direktantriebstechnik und es werden völlig neue Maschinenkonzepte möglich.

Gegenüber Linearsystemen, die von rotatorischen Motoren angetrieben werden, kennen Linearmotoren keine Weglängenbeschränkung. Das stationäre Magnetassembly kann aus Standardschienen zu beliebigen Längen zusammengesetzt werden. Weil der bewegte Wicklungskopf für jeden beliebigen Weg verwendet werden kann, gibt es keine Einbußen in der Performance in Abhängigkeit vom Weg.
Spindelsysteme dagegen haben kritische Grenzen in der Geschwindigkeit und die Trägheit wächst mit der Länge des Verfahrweges. Geschwindigkeitsbegrenzungen, hohe Trägheit und geringe Steifigkeit sind die Hauptnachteile anderer Systeme im Vergleich zu Linearmotoren bei längeren Verfahrwegen.

Wir bieten verschiedene Familien von eisenlosen und eisenbehafteten Linearmotoren als Bausatz (= Magnetbahn + Spulenteil) an. Die Linearmotoren bestehen aus Motorspulen und Magnetschienen und bieten unvergleichliche Vorteile und Merkmale zur Verbesserung der Systemleistung und -effizienz:

• hohe Geschwindigkeit
• hohe Beschleunigung
• keine oder sehr geringe Rastkraft
• geringes Betriebsgeräusch
• hohe Steifigkeit
• verschleiß- und wartungsfrei
• langer Verfahrweg

Wir bieten in unserem Portfolio verschiedene Größen und Typen von Linearmotoren in einem Kraftbereich von 3N bis 16.000N, sowie verschiedene Kühloptionen wie natürliche Konvektion, Luft- und Wasserkühlung an.