O+P Fluidtechnik 5/2016

INTEGRIERTE WEGMESSUNG
ACTUATOR 2016
Vom 13. bis 15. Juni 2016 findet in Bremen die 15 th
International Conference on New Actuators & 9 th
Exhibition on Smart Actuators and Drive Systems
statt. Informationen über die Kongressmesse, auf
der namhafte Referenten aus aller Welt die neuesten
Entwicklungen für die Mikro- und Nanopositionierung
sowie bei unkonventionellen Aktoren
präsentieren, finden Sie im Internet:
www.actuator.de
ANPASSBARE UND KOMPAKTE SENSORIK
SPECIAL / MESS- UND PRÜFTECHNIK
03 Das Wegmesssystem misst die Kapazitätsveränderung zwischen
Kolben und Zylinderwand bei der Kolbenbewegung
Mannheim der Universität Heidelberg die teilweise objektiv
vorhandenen, zu einem anderen Teil jedoch nur subjektiv
empfundenen Nachteile der neuen Operationstechniken zu
minimieren.
Ein Ansatz, der am 13. Juni 2016 auf der Kongressmesse Actuator
in der Messe Bremen vorgestellt wird, sind deutlich verbesserte
hydraulische Antriebe mit vollständig in die Zylinder integrierten
Wegmesssystemen. Die Forscherin Laura Comella verbindet mit
den neuen fluidtechnischen Zylindern folgende Vorteile: „Diese
Aktoren führen dazu, dass mit ihnen ausgerüstete Instrumente
genauer geführt werden können und zugleich höhere Kräfte
erzielbar sind. Außerdem können die neuen Zylinder, da ihr Wegmesssystem
komplett im Zylinder sitzt, leichter in die Kinematik
der medizintechnischen Apparate integriert werden.“ Damit ist
ein bedeutender weiterer Vorteil noch nicht angesprochen.
Comella: „Durch die systemtechnische Integration der Messtechnik
in die Hydraulik- oder Pneumatikzylinder können die in den
Körper einzuführenden ‚Roboterarme‘ schlanker gebaut werden,
wodurch für die Zugänge noch kürzere Schnitte ausreichen.“
Weit verbreitet sind in der Fluidtechnik außen an die Zylinder angeflanschte
Sensoren. Diese Bauweise vergrößert die Außen masse
der Antriebe und kollidiert so mit der Anforderung, die Operationssysteme
immer schlanker werden zu lassen. Deshalb entschieden
sich die Spezialisten des PAMB unter der Leitung von Universitätsprofessor
Dr.-Ing. Jan Stallkamp für die Entwicklung einer neuen
Positionssensorik, die präzise, kompakt genug und zugleich hoch
zuverlässig sein muss.
Heraus kam ein Wegmesssystem für fluidtechnische Zylinder,
das die Kapazitätsveränderung zwischen Kolben und Zylinderwand
misst, die sich bei der Kolbenbewegung ergibt. Diese beiden
zylindrischen, parallel zueinander liegenden Flächen verändern
ihren kapazitiven Wert proportional zur Bewegung des Kolbens
und damit zur Überlappung der als Elektroden dienenden Bauteile
des Antriebs. Deshalb können die Forscher aus jeder gemessenen
Kapazität exakt die Kolbenposition ableiten.
„Das Ergebnis ist, dass der Anbau eines externen Sensors an
den Zylinder nicht erforderlich ist“, betont Laura Comella.
Ausdrücklich weist sie darauf hin, dass die neue Wegmesstechnik
sowohl mit hydraulischen als auch pneumatischen Zylindern
verwendet werden kann. „Von Vorteil ist des Weiteren“, so
Comella, „dass sich die Sensorik problemlos an Zylinder unterschiedlichster
Größe anpassen lässt.“ Dass die neue Sensorik auf
die Medizintechnik ausgerichtet wurde, liegt daran, dass im
PAMB zurzeit neue hydraulische abwinkelbare Instrumente
entwickelt werden, deren geforderte Schlankheit sich mit konventioneller
Wegmesstechnik als nicht realisierbar herausstellte.
Noch befindet sich das neue, in den Zylinder integrierte Wegmesssystem
in der Erprobungsphase, doch die bislang erzielten
Ergebnisse lassen in naher Zukunft den positiven Abschluss der
Entwicklung erwarten.
pamb.ipa.fraunhofer.de
64 O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 5/2016