antriebstechnik 3/2024
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FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
AKTUATOREN<br />
DEHNSTOFFELEMENTE<br />
ALS THERMISCHER ANTRIEB FÜR<br />
STELL- UND REGELAUFGABEN<br />
01 Prinzipaufbau eines Dehnstoffelements im ein- und teilweise ausgefahrenem Zustand [3]<br />
Sie setzen thermische Energie in mechanische Energie um:<br />
Die Rede ist von thermischen Aktuatoren oder Stellantrieben. Dehnstoffelemente<br />
können dabei Stell- und Regelaufgaben übernehmen und so zur<br />
Komplexitätsreduktion und Erhöhung der Zuverlässigkeit technischer Systeme<br />
beitragen. Um sie je nach Anwendungsfall richtig auszuwählen und zu<br />
implementieren, sind grundlegende Kenntnisse ihrer Funktionsweise erforderlich.<br />
Anhand einer exemplarischen Messreihe im Labor für Getriebetechnik der<br />
Fachhochschule Südwestfalen werden Möglichkeiten und Grenzen aufgezeigt.<br />
Der Anteil an elektronischen Bauteilen in der Regelungstechnik<br />
steigt stetig. Dies führt zu immer komplexeren<br />
und empfindlicheren Systemen, welche effektiv vor zum<br />
Teil rauen Einsatzbedingungen geschützt werden müssen.<br />
Neben den Kosten steigen mit diesem Trend auch die Risiken<br />
von Fehlfunktionen und Defekten.<br />
Um der steigenden Komplexität entgegenzuwirken, können<br />
zumindest elektrische Stellantrieb, welche temperaturabhängig<br />
betätig werden, teilweise durch Dehnstoffelemente ersetzt werden.<br />
Ihr Vorteil liegt in der Handhabung: Sie werden wie passive<br />
Bauteile gehandhabt, obwohl sie als aktives Stellglied fungieren.<br />
Da ihre Funktion thermisch induziert ist, benötigen sie keine externe<br />
Regelung und elektrische Energiezufuhr. Um sie zu implementieren,<br />
sind jedoch Kenntnisse ihrer grundlegenden Funktionscharakteristik<br />
notwendig, welche im Folgenden anhand einer<br />
exemplarischen Messreihe vorgestellt werden [1][2].<br />
DEHNSTOFF ALS ANTRIEB<br />
Im Grunde bestehen Dehnstoffelemente aus vier Teilen: 1. dem<br />
Gehäuse, welches als Druckkammer fungiert, 2. dem Dehnstoff,<br />
der als Druckmedium den Antrieb darstellt, 3. einem Elastomereinsatz,<br />
welcher die Dichtfunktion übernimmt und 4. dem Kolben<br />
als Arbeitsglied, welcher zusammen mit dem Dehnstoff als<br />
48 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2024</strong>/03 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
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