Auslegungsmethoden für neuartige, energieeffiziente, geschlossene Dehnstoffaktoren mit hoher Kraftwirkung

Ziel dieses Projektes ist es, die wirtschaftliche Herstellung von Aktoren zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang werden Aktoren auf Dehnstoffbasis entwickelt.

Zielsetzung

Dehnstoffaktoren transformieren den Volumenzuwachs des Dehnstoffs in eine gerichtete Bewegung oder Kraft. Im Vordergrund des Projektes steht hierbei, steife Paraffinaktoren mit hohen erreichbaren Stellkräften zu qualifizieren und Auslegungsmethoden für eine Aktorgestaltung und eine kombinierte umformende und fügende Herstellung zu entwickeln.

Der zu verfolgende Gestaltungsansatz sieht Dehnstoffaktoren vor, deren Gehäuse den Dehnstoff vollständig umschließen (Abbildung [1]). Als Dehnstoff kommt Paraffin zum Einsatz. Bei der Umwandlung von der festen zur flüssigen Phase unterliegt Paraffin einem Volumenzuwachs von 15 Prozent und mehr. Aufgrund der hohen Volumenausdehnung und einer geringen Kompressibilität kann Paraffin in abgeschlossenen Gehäusen einen hohen Druck erzeugen. Dieser wird für eine reversible Auslenkung des Aktorgehäuses genutzt. Mit den Arbeiten im Rahmen des Projekts sollen Grundlagen für eine neue Produktarchitektur von günstigen Aktoren mit hohen realisierbaren Kräften geschaffen werden. Demonstratoraktoren könnten z.B. die in autonomen Fertigungssystemen zahlreich anfallende Stellaufgaben aufwandsminimiert erledigen (Abbildung [2]). Im Fokus der ersten Phase des vierjährigen Gesamtvorhabens steht die Funktionsverifikation des Aktorprinzips. Dazu sind die Gehäuseentwicklung sowie die Gehäusefertigung erforderlich.

Das Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen dankt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Unterstützung bei der Durchführung dieses Projekts (GR 1818/65-1).

Deutsche Forschungsgemeinschaft