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Fokus www markttechnik de Nr 38 2024 24 sich relativ stark zusammen können also im wahrsten Sinne des Wortes »viel bewegen« Ein 20 mm langer Stack mit einem Querschnitt 10 mm × 10 mm kann bis zu 12 Nerzeugen wie Schneider an einem Development-Board zeigt Dabei verändert sich die Stacklänge um rund 8 Prozent Besonders wichtig Die Stacks nehmen nur sehr wenig elektrische Leistung auf Das Grundprinzip der Technik ist schon lange bekannt Konrad Röntgen hatte es bereits beschrieben »Doch erst in den letzten Jahren konnte dieses Grundprinzip in ein für die Praxis taugliches Produkt umgesetzt werden wie wir es in diesem Jahr als Erster weltweit auf der CES in Las Vegas gezeigt haben« freut sich Schneider Denn ganz einfach ist das nicht Damit ein Aktor auf Basis von elektroaktiven Polymeren funktioniert müssen mehrere Dinge zusammenkommen Erstens muss das Polymer-Material selbst in der geeigneten Qualität zur Verfügung stehen Diese Materialien zu entwickeln und in der erforderlichen Qualität im industriellen Maßstab zu liefern sind nur Hersteller in der Lage die sich sehr gut in den Materialwissenschaften auskennen Zweitens muss das Material zu einem Stack zusammengesetzt werden an dem die Spannung angelegt wird und der sich unter Spannung zusammenzieht bzw ohne Spannung wieder ausdehnt Dazu ist eine ausgeklügelte Produktionstechnik erforderlich die es bisher nicht gab Drittens ist eine auf diesen Anwendungsfall speziell zugeschnittene Elektronik erforderlich Denn damit der Stack sich im Aktor-Betrieb bewegt muss eine sehr hohe Spannung angelegt werden Rund 800 Vsind erforderlich die ja erst einmal aus der Batteriespannung generiert werden müssen »Deshalb haben wir drei Spezialisten auf ihren Gebieten um einen Tisch versammelt die sich an der Entwicklung der neuen Technologie beteiligen Das Material entwickelt hat Momentive Performance Materials Hersteller von Silikon-Elastomeren Die Schweizer Dätwyler die auf Basis der Silikone von Momentive beispielsweise Dichtungen herstellt baut gerade eine industrielle Produktion für die DEA-Stacks auf BSC Computer entwickelt die elektronische Schaltung zur Ansteuerung der Stacks« erklärt Schneider Dazu hat BSC Computer die Hochspannungselektronik die Electronic Control Units ECUs entwickelt Keine leichte Aufgabe weil es dafür keine Standardkomponenten gibt die aus dem Regal genommen und einfach zusammengeschaltet werden können So hat BSC Computer den Transformator entwickelt der die hohen Spannungen erzeugen kann um die Kondensatoren zu laden Darin besteht laut Schneider ein wesentlicher Trick der gesamten Schaltung »Der 10 mm × 10 mm × 20 mm große Stack ist praktisch ein 50-nF-Kondensator für die Bewegung benötigen wir kaum Leistung deshalb arbeiten die Aktoren auf Basis der dielektrischen Elastomer-Aktoren so energieeffizient « Die Stacks selbst kann Dätwyler mit ganz unterschiedlichen Querschnitten und Längen produzieren sodass sich die Endprodukte auf ein weites Spektrum unterschiedlicher Einsatzszenarien anpassen lassen Auch das Schaltungskonzept der ECUs ist so ausgelegt dass sich das Gesamtsystem – ECUs mit angeschlossenen DEA-Stacks – parametrisieren lässt Die Kalibrierung erfolgt zukünftig automatisch Die Längen der aktuellen Stacks liegen zwischen 5 mm und bis zu 50 mm je größer ihre Fläche umso mehr Kraft kann aufgebracht werden Die Möglichkeiten die sich ihnen bieten sind genauso vielfältig wir BSC bietet mit seinem Development Kit BSCiDEA eine einfache Möglichkeit die DEA Technologie zu testen und eigene Entwicklungen zu starten Bi ld W EK A Fa ch m ed ie n Andreas Schneider „ BSC Computer beschäftigt sich nicht nur mit den DEA-Modulen selber sondern mit dem Aufbau des IoT-Gesamtsystems von den Stacks über die Kombination mit den ECUs bis zu den Endprodukten den Gateways der Cloud-Anbindung bis zur App-Entwicklung “