Maschinenkonstrukteure, die eher konventionellen Ansätzen folgen, setzen beim Design einer neuen Maschine in der Regel auf handelsübliche Motoren mit Gehäuse. Gelegentlich ändert ein Konstrukteur die Abmessungen oder Wicklungen eines Standardmotors oder eine Kombination aus beidem, um ihn an einen Anwendungsbereich anzupassen. Eine Alternative zur kundenspezifischen Anpassung eines Servomotors besteht darin, einen gehäuselosen Motor zu verwenden und direkt in die Maschine zu integrieren.
Gehäuselose Motoren bestehen aus einem Rotor- und Statorsatz, der in Kombination mit einem Rückführelement wesentliche Vorteile bietet, wenn er direkt in die Aktuatoren der Maschine integriert wird. Die Montage eines gehäuselosen Motors mag zunächst schwierig erscheinen. Tatsächlich ähnelt der Prozess jedoch den bekannten Montageanforderungen im Maschinenbau.
Warum sollte ein Maschinenkonstrukteur eine gehäuselose Motorlösung einer herkömmlichen Gehäusekonstruktion vorziehen? Eine gehäuselose Motorausführung ist unter Berücksichtigung der folgenden Punkte sinnvoll:
- Leistungsoptimierung
- Umweltfaktoren
- Aftermarket-Geschäft
- Schutz des geistigen Eigentums
- Systemkostenreduzierung
Leistung: Die Integration eines gehäuselosen Motors in eine Maschine bietet mehrere Vorteile. Die direkte Integration des Motors in ein rotierendes Wellenelement kann die Trägheit des Gesamtsystems reduzieren. Eine verringerte Trägheit reduziert auch das Drehmoment, das zum Beschleunigen und Abbremsen des Motors erforderlich ist. Dies wiederum führt zu verbesserter Dynamik und Anregelzeiten und somit zu einer erhöhten Systembandbreite. Gehäuselose Motoren haben ähnliche Wicklungsoptionen wie Standardmotoren und können darüber hinaus für eine optimierte Performance angepasst werden. Die Optimierung der Maschinenleistung bietet dem Maschinenbauer Vorteile, um seine Maschine von der Konkurrenz abzuheben.
Umgebung: Ein Maschinenkonstrukteur muss möglicherweise aufgrund des Designs der Antriebs-Aktuatoren bestimmte Anforderungen an die Umgebung berücksichtigen. Beispielsweise kann der Einbau eines gehäuselosen Motors in ein abgedichtetes Gehäuse, das für andere mechanische und Umgebungselemente erforderlich ist, zu einer Vereinfachung des gesamten Maschinendesigns führen. Standardmotorausführungen mit Gehäuse sind in der Regel für eine industrielle Umgebung ausgelegt und können werkstypische Faktoren wie Staub und Hitze bewältigen. Wenn jedoch andere Umgebungsbedingungen auftreten, wie extreme Hitze oder Kälte, Vakuum, Strahlung oder die Reinigung mit ätzenden Mitteln, ist es erforderlich, den Motor an die spezifischen Umgebungsherausforderungen anzupassen. Für gehäuselose Motoren gibt es vielfältige Möglichkeiten, den Motor sowohl in die Maschine zu integrieren als auch an die geforderten Umgebungsbedingungen anzupassen.
Aftermarket-Geschäft: Die Integration eines gehäuselosen Servomotors in ein Maschinendesign führt zu einer proprietären Einbindung der Motion-Elemente in das vom Maschinenbauer entworfene Gesamtdesign. Die neue Konfiguration der Motorelemente „gehört“ nun dem Maschinenbauer und Endkunden müssen Ersatzteile direkt beim Hersteller kaufen. Somit wird der Aftermarket-Verkauf geschützt. Dieser häufig übersehene Vorteil bietet erhöhte Umsätze über die Lebensdauer der Maschinenkonstruktion.
Schutz des geistigen Eigentums: Ein überzeugender Grund, gehäuselose Designs in Betracht zu ziehen, besteht darin, dass ein maßgeschneidertes Servomotor-Design einzigartige funktionale Fähigkeiten bietet, die patentierbar (oder leicht zu schützen) sind.
Kostenreduzierung: Die Eliminierung der für die jeweilige Anwendung nicht benötigten Elemente der Standard-Motorausführungen mit Gehäuse kann selbst unter Berücksichtigung der Vorlaufkosten zur Senkung der Stückkosten des Motors beitragen. Bestimmte Standard-Produktmerkmale wie Dichtungs-, Anschluss- oder Rückführungselemente können in die Maschinenbaugruppen integriert werden, um zusätzliche Gehäuse, Lager, Kupplungen und andere Elemente zu vermeiden, die bei der Verwendung eines Motors mit Gehäuse erforderlich wären.
Fazit
Bei der Entscheidung, einen gehäuselosen Motor als Antriebselement einer Maschine zu verwenden, muss der Konstrukteur die Gesamtleistung der Maschine, die Montagefreundlichkeit und die Funktionsanforderungen berücksichtigen. Ein Motor ohne Gehäuse, der in ein Maschinendesign intergriert ist, kann einen Wettbewerbsvorteil gegenüber einer Standardmotorlösung mit Gehäuse darstellen und den Umsatz steigern. Wenn man die Integration eines Servomotors ohne Gehäuse in ein Maschinendesign in Betracht zieht, ist es von größter Bedeutung, einen Anbietern zu wählen, der sich durch umfassende Expertise und Designfähigkeiten auszeichnen. Mit seiner jahrelangen Erfahung fungiert Kollmorgen als Erweiterung des Konstruktionsteams seines Kunden, um die beste Lösung für die Anforderungen des Maschinenbauers zu finden.
