Suche passenden Linear Motor

Hallo,

im Rahmen meiner Bachelorarbeit entwickle ich ein compression device für die Untersuchung von Zellgerüsten. Ziel ist es, ein 4mm großen mit Zellen bewachsenen Keramikwürfel, der in etwa 5 MPa aushält, zusammen zu drücken und das Zellverhalten zu untersuchen.

Nun bin ich auf der Suche nach einem passenden Motor, der über 5 Tage eine Dauerbelastung von ca. 100N aufbringen kann. Der Motor soll möglichst klein sein und eine sehr kurze (nicht mehr als 1-2mm notwendig) lineare Bewegung verwirklichen. Diese lineare Bewegung sollte möglichst genau steuerbar sein (das Ausfahren soll im Mikrometerbereich einstellbar sein).

Ich bin nun etwas überfragt einen den Anforderungen entsprechenden Motor zu finden. Zuerst dachte ich an lineare Hybridschrittmotoren, nach erkundigen jedoch wurde mir gesagt, dass diese für Dauerbelastung nicht geeignet sind, da sie auf Dauer an Leistung nachgeben. Gibt es Piezomotoren die solch eine Kraft auf Dauer aufbringen können?

Hat jemand zufällig eine Idee und kann mir einen Tipp geben, welche Art an Motoren für dieses Projekt geeignet sein könnten?

Vielen Dank im Voraus!
 
Wieviel darf es denn kosten?
Studentenbudget?
Wenn du über dem Würfel eine Platte federgestützt lagerst und auf die Platte einen Eimer stellst in den stetig Wasser tropft, wird die Platte auch im Micrometerbereich zugestellt!
Soll es elektronisch sein, dann doch ein Schrittmotor mit selbsthemmendem Schneckenradgetriebe oder einer Bremse welche die Positio hält!

 
Das Budget ist angeblich nicht beschränkt! Generell soll das ganze unbedingt elektronisch ablaufen.

Danke für die schnelle Antwort! Ich werde mich dann mal über die Variante mit dem Schneckenradgetriebe informieren.
 
Vielen Dank!!

Bei genau den Linearaktuatoren von Microstep hatte ich angerufen und mir wurde gesagt, dass bei längerer Belastung am Stück die angegebene Kraft extrem abnimmt (mit ca. einem Verlust von 60% ist wohl zu rechnen!). Deshalb habe ich diese Art der Motoren ausgeschlossen und hatte Angst, dass dies bei anderen Motoren auch der Fall sein könnte.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Imho ist ein Motor ein „ Beweger “ (aus dem lateinischen: motor)
und damit ist das der falsche Bauteil zum ...
... über 5 Tage eine Dauerbelastung von ca. 100N aufbringen
Ich würde über ein Schneckengetriebe an einem Kniehebel ziehen:
Da sind für wirklich heftige Kräfte über kleinem Hub nur minimale Antriebskräfte erforderlich
und selbst die "leistet" im statischen Zustand die Selbsthemmung des Getriebes!
 
Super, danke für den Tipp!

Noch eine Frage dazu (sorry, ich bin absolut neu in diesem Gebiet): Funktioniert Ihr Vorschlag nur mit Ziehen? Ich kann wegen Sterilität nichts weiteres am Würfel anbringen, sodass ich nur über aktives Drücken des Würfels gegen einen festen Körper arbeiten wollte. Der Würfel wird sich generell in einer kleinen Biokammer befinden.
 
Das Ziehen ist (meiner Einschätzung nach) auf den Hebelarm bezogen, natürlich könntest du in diesem Fall auch drücken, kommt ja auf das selbe raus.
Statt Kniehebel könntest du den E-Motor auch direkt an die Schnecke flanschen. Das ist dann aber nicht (wie von dir oben beschrieben) mit einem
Linearmotor umsetzbar.
Falls dieser nicht zwingend notwendig ist, sondern eine Kombination aus normalen E-Motor, Schneckengetriebe und bspw. Zahnstange ausreichend
ist, kann man mit diesem Aufbau auch super Druckversuche machen (bei welchem Drehmoment kommt welcher Druck an der Zahnstange auf).
Bei solchen Aufbauten ist ein Versuch zur Kraftermittlung immer aussagekräftiger als eine reine theoretische Berechnung unter Berücksichtigung von Haft - bzw. Gleitreibungskoeffizienten.
Zwecks Sterilität müsste man sich bei einem solchen Aufbau weniger Gedanken machen müssen.

Ich hoffe ich konnte dir weiterhelfen.
 
Super, vielen Dank für die ganzen Tipps! Ich werde mich die Tage mal zu den Ausführungen mit Schneckengetriebe schlauer machen, da kenne ich mich noch nicht so aus.

Generell ist nicht unbedingt ein Linearmotor notwendig, das war nur mein erster Gedanke um eine Bewegung nach vorne zu realisieren! Hauptsache es wird elektrisch ausgeführt, da ein weiterer Student in seiner Arbeit an der Programmierung (eines steuerbaren Druckprofils) der Motoren für das compression device arbeitet!
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Funktioniert Ihr Vorschlag nur mit Ziehen?
Nein, das bezog sich auf eine etwaige Gewindespindel, Zahnstange o.Ä.
die bei Zugbelastung zarter ausfallen kann als bei Druck - Knickung!

Alternatif könntest du deinen Würfel auch einfach mit einem HEBEL belasten,
an dessen langem Arm du mittels Gewichten feinfühligst die Kraft einstellen kannst
und auch großzügig übersetzt den Weg!
 
Nun habe ich mich ein wenig in die Funktion von Schneckengetrieben eingelesen.
Bei der Suche nach einem passenden bin ich mir jetzt aber doch noch unsicher. Meine Annahmen wären:

Wenn ich mit 100N auf den Würfel drücken möchte und dabei nur ein kurzer Weg von 1mm nach vorne bewegt wird, dann würde mir ja ein Drehmoment von 100N*1mm=0,1Nm reichen. Das sollte dann ja kein Problem darstellen.
Damit es möglich ist, den Druck in ganz kleinen Schritten nach und nach zu erhöhen, denke ich benötige ich ein Getriebe mit möglichst hohem Übersetzungsverhältnis, sodass sozusagen ein Zahnradschritt in möglichst viele Zahnradschritte übertragen wird. Ist das richtig oder verstehe ich da etwas falsch? Ich bin mir etwas unsicher, welches Übersetzungsverhältnis notwendig wäre.
 
Zuletzt bearbeitet:
Stell dir eine Kinderwippe vor, aber eine Seite mit ganz kurzem Arm und die andere mit sehr langem Arm. Unter die seite mit kurzem Arm legst du deinen Würfel und die Seite mit langem Arm hebst du an. Jetzt wirst du festtellen, das du deine Seite viel weiter anheben kannst um eine kleine Bewegung auf der kurzen Seite zu erzielen. Dafür ist die Kraft welche auf den Würfel wirkt um ein Vielfaches höher als du auf deiner Seite aufbringen mußt. Das Kräfteverhältnis entspricht dabei exakt dem Verhältnis der Armlängen!
 
Top