Intelligente Elektronik im Antrieb sicher eingehaust

Autor / Redakteur: Wilfried Schmitz * / Kristin Rinortner

Ein maßgefertigtes Aluminiumdruckgussgehäuse schützt die intelligente Elektronik eines innovativen Stellantriebs und fungiert gleichzeitig als Motorflansch für den Getriebeanbau.

Firmen zum Thema

Der MovingCap-Stellantrieb von Fullmo: In dem schwarzen Gehäuseaufsatz von CTX steckt die intelligente Elektronik, mit deren Hilfe Antriebsabläufe direkt in den Motor programmiert werden können.
Der MovingCap-Stellantrieb von Fullmo: In dem schwarzen Gehäuseaufsatz von CTX steckt die intelligente Elektronik, mit deren Hilfe Antriebsabläufe direkt in den Motor programmiert werden können.
(Bild: CTX)

Die Fullmo GmbH aus Markdorf am Bodensee entwickelt und vertreibt Steuerungs- und Antriebssysteme für den Maschinen- und Anlagenbau. Der Schwerpunkt des jungen Unternehmens liegt dabei auf der elektrischen Antriebstechnik in Verbindung mit einer intensiven Unterstützung und Betreuung der Kunden.

Zu den jüngsten Entwicklungen der Markdorfer zählt der MovingCap, eine Antriebslösung für kleine Elektromotoren, die vor allem in Druck-, Verpackungs- und Sondermaschinen sowie automatisierten Zutrittssystemen Verwendung findet.

Bildergalerie

Die Antriebslösung macht aus einem Standard-Elektronikantrieb ein hocheffizientes und variables Antriebsaggregat. „Da der intelligente Elektronikaufsatz eine eigene Ablaufsteuerung beinhaltet, können komplette Kundenapplikationen direkt in den Motor programmiert werden“, erläutert Markus Heggelbacher, der als geschäftsführender Gesellschafter bei Fullmo tätig ist.

Diese Verlagerung der Intelligenz in den Antrieb entlastet übergeordnete Steuerungen. Zudem bieten die von dem Hersteller selbst erstellten Programme und Abläufe einen einfachen, aber wirksamen Schutz vor Plagiaten. Der Elektronik-Aufsatz MovingCap ist eine „all-in-one“-Lösung und ein idealer „Zuarbeiter“ für direktangetriebene, dynamische Linearmotoren.

Einteiliges Druckgussgehäuse für die Elektronik

Das Konzept des Unternehmens aus Markdorf für den intelligenten Stellantrieb sah zunächst die prozesssichere Unterbringung der Elektronik in einem kompakten, jedoch mehrteilig gefrästen Gehäuse vor. „Eine von uns initiierte Machbarkeitsstudie zeigte jedoch, dass aufgrund der Stückzahlnachfrage ein einteiliges Druckgussgehäuse die wirtschaftlichere Alternative sein würde, obwohl die Herstellung eines speziellen Gusswerkzeugs vergleichsweise kostenintensiv ist. Mit einem solchen Gehäuse hätten sich laut unserer Untersuchung die Anzahl der Teile sowie die Beschaffungs- und Montagekosten deutlich reduzieren und damit die Wirtschaftlichkeit des MovingCaps wesentlich steigern lassen“, erklärt Heggelbacher.

Finanziert wurde die Machbarkeitsstudie zu dem Stellantrieb übrigens über einen Innovationsgutschein des baden-württembergischen Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft. Das Bundesland fördert damit kleine innovative Unternehmen, die weder Personal für Forschung und Entwicklung bezahlen noch externe Leistungen wie Marktrecherchen, Machbarkeitsstudien oder die Prototypenerstellung in größerem Umfang finanzieren können.

Auf der Basis der durchgeführten Studie überarbeitete Fullmo die ursprüngliche Konzeptidee und zog CTX als Spezialisten für maßgeschneiderte Elektronikgehäuse hinzu. „Wir benötigten den Expertenrat hinsichtlich der Material- und Oberflächengüte sowie der Verarbeitbarkeit und Veredelungsmöglichkeiten von Aluminiumdruckgussgehäusen. Außerdem mussten wir sicherstellen, dass das fertige Prozessorgehäuse den Umweltbedingungen und Anforderungen im Maschinenbau absolut gerecht wird“, sagt Heggelbacher.

Ziel war es, ein möglichst harmonisches und optisch ansprechendes Gehäuse zu schaffen, in das die bereits existierende Leiterplatte unkompliziert integriert werden konnte. Da das Elektronikgehäuse gleichzeitig auch als Motorflansch für den Anbau unterschiedlicher Getriebe beziehungsweise die direkte Installation an die Kundenapplikation fungieren sollte, stellten die Entwickler von Fullmo hohe Anforderungen an die Gehäuseoberfläche und die vorzusehenden Bohrungen.

Oberflächenbearbeitung und Veredlung

Als Lieferant metallischer Elektronikgehäuse stand CTX bei der Konzeption des Gehäuses nicht nur beratend zur Seite, sondern konnte auch mit dem geeigneten Gussgehäuse dienen.

Neben den bereits genannten Vorgaben spielten bei der Auswahl auch Material, Stabilität, Baugröße und Optik eine wichtige Rolle. Das Ergebnis waren Aluminiumdruckgussgehäuse, die nach dem Guss einer CNC-Präzisionsbearbeitung unterzogen wurden, um an den Anbauflächen die erforderliche Oberflächenpräzision zu erreichen.

Aus optischen Gründen wurden die Gehäuse anschließend pulverbeschichtet. Zudem stattete CTX die Prozessorgehäuse nach Zeichnungsvorgabe mit Bohrungen für die diversen Anschlüsse aus. Für die Herstellung von Gehäusen aus Aluminiumdruckguss sind spezielle Werkzeuge beziehungsweise Gussformen erforderlich.

Da deren Anfertigung sehr kostenintensiv ist, lohnte sie sich nur, wenn wie bei Fullmo größere Stückzahlen benötigt werden. „CTX hat uns bestmöglich bei der Entwicklung und Umsetzung der MovingCap-Gehäuse unterstützt. Das Ergebnis war eine absolut bedarfsgerechte und gleichzeitig wirtschaftliche Lösung“, zieht Heggelbacher Bilanz.

Auf die jeweilige Applikation zugeschnittene Druckgussgehäuse für elektronische Bauteile wie der MovingCap-Prozessoraufsatz gehören ebenso zum umfassenden Produktspektrum von CTX wie maßgeschneiderte Frontplatten, Gehäuseteile in Profil- oder Stanzbiegetechnik sowie technische Aluminiumteile.

Die extrudierten oder Druckgussgehäuse können wie im Fall von Fullmo einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen und wahlweise eloxiert, lackiert, chromatiert oder pulverbeschichtet werden. Auch mit Sand oder Glasperlen gestrahlte Oberflächen sind lieferbar.

Zudem lässt sich eine teilweise oder komplette CNC-Bearbeitung der Gehäuseteile realisieren. Die Gehäuse in Stanzbiegetechnik werden aus Aluminium, Edelstahl sowie unbehandeltem oder verzinktem Stahlblech gefertigt. Auch sie können bei Bedarf oberflächenbehandelt, gestanzt, genibbelt und mit Einpressbolzen oder -buchsen versehen werden.

Diese Behandlung gilt auch für die projektspezifisch ausgeführten technischen Aluminiumteile, die auf Wunsch gelasert und/oder abgekantet und mit integrierten Gewindebolzen ausgestattet geliefert werden.

Ein abziehbarer Einkomponentenlack schützt die Oberfläche vor Schäden. Frontplatten für Gehäuse werden nach Kundenwunsch inklusive Filmerstellung und Beschriftungen in ein- oder mehrfarbigem Siebdruck oder mit Lasergravur geliefert.

Neben Gehäusen, Frontplatten und technischen Aluminiumteilen entwickelt und vertreibt das Unternehmen vor allem kundenspezifische Kühllösungen für elektronische Bauteile. Sie sind ebenso zahlreich und unterschiedlich wie ihre Applikationen und finden sich in der Automobil-, Haushalts- und Unterhaltungselektronik genauso wieder wie in industriellen Netzteilen und Computern sowie im Bereich der regenerativen Energien und der Haustechnik.

LED-Kühlung stark auf dem Vormarsch

Ein relativ junges, sich stark entwickelndes Feld ist die LED-Kühlung. Die Kühlkörper reichen von wenigen Millimeter großen und einige Gramm leichten Kühlelementen für SMD-Bauteile bis hin zu 2 m langen und 200 kg schweren Kühlkörpern für Wechselrichter in der Eisenbahntechnik. Die Kühlungsarten reichen von natürlicher Konvektion über Luftkühlung mit Gebläsen bis hin zu Wärmetransport durch Flüssigkeiten oder Heatpipes zur Kühlung von Halbleiterelementen.

* Wilfried Schmitz ist Geschäftsführer bei der CTX Thermal Solutions GmbH in Nettetal.

(ID:45179557)