Algemeen

Krachtige piëzohydraulische actuator

piëzohydraulische actuator
Siemens ontwikkelde een compacte maar krachtige piëzohydraulische actuator (foto: Siemens).

Onderzoekers van Siemens hebben een kleine, maar krachtige piëzohydraulische actuator ontwikkeld. Deze is ongeveer 90 mm lang, maar kan een kracht uitoefenen van meer dan 150 N (15 kgf). De actuatoren kunnen dienen voor het bewegen van ventielen of kleppen en zouden in de robotica kunnen worden gebruikt.

Het ontwerp combineert piëzomechanica met hydrauliek. Een elektrische spanning zorgt voor een kleine uitzetting van een piëzokristal en een intern hydraulisch systeem zet deze kleine beweging om in een slag van 20 mm. Ten opzichte van zuiver elektromagnetische actuatoren verliezen ze niet aan efficiëntie als ze klein zijn.

Een ander voordeel van de nieuwe actuator zit in de metalen behuizing: alle hydraulische olie zit in het systeem en heeft alleen maar een elektrische spanning nodig, maar geen toevoer van vloeistof. Bovendien is de actuator beschermd tegen invloeden van stof, vochtigheid of chemicaliën.

Piëzo-elektrische kristallen worden onder andere gebruikt voor de bediening van inspuitventielen voor verbrandingsmotoren. Een van de voordelen is hun dynamiek: door hun grote stijfheid en lage massa reageren ze nagenoeg zonder vertraging. Conventionele hydraulische systemen moeten eerst de hydraulische vloeistof in het leidingsysteem op druk brengen voordat een mechanische beweging mogelijk is.

Piëzohydraulische actuator

De door Siemens ontwikkelde piëzohydraulische actuator heeft een hoge stijfheid en heeft voldoende aan 6 mm³ hydrauliekolie. Het ingekapselde hydraulische systeem bestaat uit drie aan elkaar gekoppelde metalen balgen, die in axiale richting kunnen uitzetten en met terugslagventielen met elkaar zijn verbonden. Wordt het piëzokristal aangestuurd, dan zet de middelste kamer uit, levert daar druk en opent daarmee het ventiel in de volgende kamer, waar een aandrijfstang aan de voorzijde zit. De instromende olie zorgt voor geringe uitzetting van de balg, waardoor de aandrijfstang naar buiten beweegt.

De ontwikkelaars bereiken een slag van in totaal 20 mm met behulp van een gepatenteerde geïntegreerde oplossing. Ze sturen het piëzokristal aan met een hoogfrequente zaagtandspanning, waardoor de snelle kleine uitzettingen worden opgeteld tot de gelijkvormige beweging van de aandrijfstang.

Dit concept heeft twee voordelen: als men de omgekeerde spanningsvorm aansluit, draait de pomprichting om en daardoor ook de beweging. Bovendien houdt actuator een eenmaal ingestelde slag stabiel vast. Actuatoren, die een conventionele aandrijving gebruiken voor het overbrengen, kunnen op de lange termijn door trillingen niet overleven.

Toepassing

Het systeem is een verdere ontwikkeling van een piëzohydraulische actuator, die het concern heeft gerealiseerd voor de klepbediening van grote verbrandingsmachines als gasturbines. De ontwikkelaars zien ook toepassingsmogelijkheden in de robotica, bij de bediening van vleugelflaps van vliegtuigen of in de medische en clean room techniek.

  • Nog sneller producten ontwikkelen met SolidWorks 2022

    SolidWorks 2022 bestaat uit een serie flexibel te gebruiken en aanpasbare oplossingen voor ontwerp, documentatie, informatiemanagement en validaties. (Foto: Dassault Systèmes) Dassault Systèmes introduceert SolidWorks 2022, een nieuwe versie van de applicaties voor 3D-ontwerp en engineering. Het bevat veel nieuwe en verbeterde functies voor het… Lees verder →

  • Volkswagen opent nieuw lab voor ontwikkeling en productie accucellen

    Schematische voorstelling: Van idee tot productie (Beeld: Volkswagen)Volkswagen Group Components heeft in Salzgitter (Duitsland) één nieuw laboratoria voor celonderzoek en -ontwikkeling in Europa geopend. Met dit nieuwe lab breidt de onderneming haar expertise in accutechnologie verder uit en zet ze een volgende stap in de… Lees verder →

  • Miljoenen investeringen voor verdere ontwikkeling Lightyear One

    Momenteel onderzoekt Lightyear verschillende opties, zowel publiek als privaat, voor verdere fondsenwerving voor het massamarktmodel van Lightyear, die naar verwachting in 2024 in productie zal gaan. (Foto: Lightyear)Lightyear, het high-tech bedrijf dat ‘s werelds eerste lange-afstands zonneauto ontwikkelt, heeft tot op heden in 2021 110… Lees verder →

  • Schroefveerkoppelingen verhogen de levensduur van straatfrezen

    Schroefveerkoppeling van Torsion Control Products voor inzet bij asfaltfrezen (Foto: TCP)Door hun speciale torsieflexibiliteit zijn veerkoppelingen van Torsion Control Products (TCP) geschikt voor de toepassing in mobiele machines in de wegenbouw waarbij moderne dieselmotoren worden toegepast. Voor een fabrikant van straatfrezen ontwikkelde TCP een oplossing… Lees verder →

  • SPS 2021 Neurenberg gaat on-site en digitaal

    Van 23-25 november 2021 worden in Neurenberg ongeveer 750 exposanten verwacht op SPS 2021. Zelfs in tijden van COVID-19 staat SPS (Smart Production Solutions) op de kalender van de automatiseringsindustrie. Na een succesvol pilot event in München zijn sinds 1 augustus 2021 weer beurzen toegestaan… Lees verder →

  • Bosch Rexroth opent klanten- en innovatiecentrum in Ulm

    Bosch Rexroth demonstreert het potentieel van modulaire en sterk gedigitaliseerde productie op een oppervlakte van ongeveer 500 vierkante meter (Foto: Bosch Rexroth).Bosch Rexroth opent zijn klanten- en innovatiecentrum in het Science Park in Ulm. De in 2019 aangekondigde nieuwbouw is voltooid. Met het nieuwe centrum… Lees verder →

  • Schneider Electric introduceert online selfserviceportaal voor machinebouwers

    Schneider Electric introduceert mySchneider voor machinebouwers. (Foto: Schneider Electric)Schneider Electric introduceert mySchneider voor machinebouwers: een online portaal voor zakelijke partners die actief zijn in de machinebouw en industriële automatisering. Met dit nieuwe platform biedt het bedrijf partners een vereenvoudigde en gepersonaliseerde digitale ervaring afgestemd op… Lees verder →

  • Hoog presterende miniatuur NSK kogelomloopspindels

    De nieuwe kogelomloopspindels zijn onder meer geschikt in apparatuur voor de halfgeleiderindustrie, waar uitzonderlijk hoge eisen worden gesteld aan doorloopsnelheid en nauwkeurigheid bij de chipmontage. (Foto: NSK)NSK Linear Motion Control heeft een nieuwe serie hogesnelheid miniatuur kogelomloopspindels geïntroduceerd. De serie biedt een aantal voordelen voor… Lees verder →

  • Vitesco investeert in productie 800V elektromotoren

    De toevoeging van 800 V-motortechnologie voor het EMR4-platform maakt het portfolio verder compleet. (Foto: Vitesco)Vitesco Technology, leverancier van moderne aandrijftechnologieën en elektrificatieoplossingen zet een nieuwe stap met betrekking tot zijn 800V-technologieroadmap. Na de introductie van een 800V-omvormer een half jaar geleden, bereidt het technologiebedrijf nu… Lees verder →

  • Dana introduceert elektrische e-Powershift transmissie

    Dana versnelt elektrificatie van ondergrondse mijnbouwvoertuigen met een elektrische e-Powershift transmissie. (Foto: Dana)Dana introduceert de nieuwe Spicer Electrified e-Powershift-transmissie, een modulaire en flexibele oplossing met twee snelheden. Het zorgt voor power take-off voor geëlektrificeerde mijnbouwvoertuigen. De e-Powershift-transmissie vereenvoudigt de elektrificatie van de mijnbouwindustrie. De transmissie… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven