Frameless-Drehmomentmotoren erweitern kompakte Bewegungsanwendungen

Die neuen Baugrößen erweitern die ElectroFlux-Serie um kleinere Bauformen und richten sich an Anwendungen, bei denen Motordurchmesser, Bauraum und Drehmomentdichte wichtige Konstruktionsparameter sind. Frameless-Motoren bestehen aus getrennten Stator- und Permanentmagnet-Rotorbaugruppen anstelle eines konventionellen Motorgehäuses. Dadurch kann der Maschinenentwickler den Motor direkt in die mechanische Struktur integrieren.

In der Robotik ermöglicht diese Bauweise, Motor, Lager, Welle und weitere mechanische Komponenten als Teil derselben Antriebseinheit zu konstruieren. Der Ansatz eignet sich für Roboterachsen, Präzisionsinstrumente, optische Instrumente und kompakte rotierende Bewegungssysteme, bei denen eine Verringerung des Motorbauraums die mechanische Integration vereinfachen kann.

PCB-Anschluss am Stator und direkte Integration
Nach Angaben von Allient Inc. verwenden die neuen Motoren mit 25 mm und 38 mm einen PCB-Anschluss am Stator. Diese Ausführung reduziert den für herkömmliche Anschlussleitungen benötigten Bauraum und kann die elektrische Integration in ein kundenspezifisches Produkt vereinfachen.

Die rahmenlose Bauweise trennt die elektromagnetischen Komponenten des Motors außerdem vom mechanischen Gehäuse. Dadurch erhalten Entwickler mehr Freiheit bei der Auslegung der umgebenden Lager, Wellenanordnung, Gehäusestruktur und Rückführungssysteme entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung.

Allient Inc. gibt außerdem an, dass die ElectroFlux-Serie erweiterte automatisierte Fertigungsprozesse nutzt, um eine hohe Drehmomentdichte zu erreichen, und kundenspezifische Konfigurationen für anwendungsspezifische Anforderungen unterstützt. Das Unternehmen hat in der Ankündigung keine Angaben zu Drehmoment, Drehzahl, Wicklung, thermischen Eigenschaften oder elektrischen Kennwerten der neuen Baugrößen von 25 mm und 38 mm veröffentlicht.

Anwendungen in Robotik und Präzisionsinstrumenten
Die kleineren Baugrößen sind für kompakte Robotik- und Präzisionsbewegungssysteme vorgesehen, bei denen der verfügbare Einbauraum die Auswahl des Motors begrenzen kann. Mögliche Systemarchitekturen umfassen Roboterachsen, optische Positioniermechanismen, Präzisionsinstrumente und andere rotierende Baugruppen, die eine direkte Integration des Motors erfordern.

Die Bedeutung des Motordurchmessers hängt jedoch von der gesamten Antriebsauslegung und nicht allein von der Motorgröße ab. Drehmoment, Dauerbetriebsfähigkeit, thermische Belastbarkeit, Spitzenbetriebsbedingungen, Wicklungsauslegung, Rotorträgheitsmoment, Drehzahl, Anforderungen an die Positionsrückführung und verfügbare Kühlung beeinflussen die Eignung eines Frameless-Motors für eine bestimmte Anwendung.

Robert Mastromattei, Chief Commercial Officer und Group President bei Allient Inc., erklärte, dass die Ergänzung um 25-mm- und 38-mm-Baugrößen weitere Möglichkeiten für die Integration von Motoren in platzbeschränkte Konstruktionen bietet und dabei Anforderungen an Baugröße, Leistung und Flexibilität berücksichtigt.

Frameless-Motortechnologie für kompakte Robotik
Frameless-Drehmomentmotoren werden in der Robotik eingesetzt, weil der Verzicht auf ein konventionelles Motorgehäuse, eine integrierte Welle und integrierte Lager ermöglicht, diese Komponenten in die mechanische Struktur des Roboters zu integrieren. Dadurch kann die Anzahl separater Antriebskomponenten reduziert und die Gestaltung kompakter Antriebseinheiten flexibler ausgelegt werden.

Vergleichbare Produkte zeigen die Bandbreite verfügbarer Ausführungen. Die Frameless-Motorenfamilie TBM2G von Kollmorgen umfasst beispielsweise Baugrößen von 50 mm bis 115 mm und ist unter anderem für Anwendungen wie kollaborative Roboter ausgelegt, mit Konfigurationen für einen Betrieb bei 48 V Gleichspannung und darunter.

Auch andere Hersteller bieten kleinere Frameless-Motoren an. DINGS Motion führt beispielsweise rahmenlose bürstenlose Motoren mit Durchmessern von 25 mm und 38 mm und veröffentlicht dafür Spitzendrehmomente von 0,105 Nm beziehungsweise 0,76 Nm. Diese Angaben zeigen, warum der Motordurchmesser allein keinen direkten Leistungsvergleich ermöglicht. Für eine Bewertung müssen unter anderem Baulänge, Wicklung, thermische Bedingungen, Drehzahl, Strom und Betriebszyklus berücksichtigt werden.

Zusätzlicher Kontext:
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht in der ursprünglichen Produktankündigung enthalten waren.

Die Einführung von Frameless-Motoren mit 25 mm und 38 mm ordnet die neuen Baugrößen von Allient Inc. in ein etabliertes Segment kompakter Motoren ein. DINGS Motion veröffentlicht beispielsweise rahmenlose Motorvarianten mit 25 mm und 38 mm sowie Spitzendrehmomenten von 0,105 Nm und 0,76 Nm. Kinco Robotics veröffentlicht ebenfalls Frameless-Drehmomentmotoren mit Stator-Durchmessern von 25 mm und 38 mm, darunter Modelle mit Spitzendrehmomenten von 0,222 Nm beziehungsweise 1,05 Nm.

Diese Werte sollten nicht als direkter Leistungsvergleich mit den neuen ElectroFlux-Baugrößen betrachtet werden, da Allient Inc. in der Ankündigung keine entsprechenden Angaben zu Drehmoment, Drehzahl, Baulänge, Strom, thermischen Eigenschaften oder Betriebszyklen veröffentlicht hat. Ein aussagekräftiger Vergleich erfordert einheitliche Prüfbedingungen und eine einheitliche Definition von Dauer- und Spitzendrehmoment.

Für kompakte Robotikanwendungen gehören daher Außendurchmesser, axiale Baulänge, Dauer- und Spitzendrehmoment, Betriebsdrehzahl, Wicklungstemperatur, Spannung, Strom, Rotorträgheitsmoment, thermischer Widerstand, Kompatibilität mit Rückführungssystemen und mechanische Integrationsanforderungen zu den relevanten Auswahlkriterien. Veröffentlichte Beispiele verschiedener Hersteller zeigen, dass sich diese Parameter auch bei Motoren mit ähnlichem Nenndurchmesser erheblich unterscheiden können.

Die Erweiterung der ElectroFlux-Serie um 25-mm- und 38-mm-Baugrößen vergrößert damit das von Allient Inc. angegebene Angebot für kompakte Bewegungsanwendungen. Für eine detaillierte Leistungsbewertung sind jedoch die technischen Spezifikationen der jeweiligen Konfigurationen erforderlich.

Bearbeitet von Sucithra Mani, Redakteurin bei Induportals – angepasst durch KI.

www.allient.com