Forschung für den Transfer

Mit pfiffigen Ideen überzeugen die Maschinenbauer Dipl.-Ing. Joachim Breidert und Dipl.-Ing. Sebastian Jansen (Lehrstuhl für Maschinenelemente und Konstruktionslehre, Prof. Dr. Ewald Welp): Verblüffend einfach realisierten sie einen lautlosen kleinen Motor, dessen Kern ein Formgedächtnisdraht ist, und einen Winkelmesser, der auch bei Stromausfall zuverlässig funktioniert. Kosmak und iLiros zeigen Alternativen der Mess- und Antriebstechnik auf.

Lautlos und ruckfrei lüften

Herzstück von Kosmak (Konfigurierbarer Smart-Material Aktor) ist ein halbmeterlanger Formgedächtnisdraht, der sich bei Erhitzung durch Strom zusammenzieht. Dadurch dreht er eine Scheibe, die an seinem Ende befestigt ist: Die Linearbewegung wird zur Rotation. Lautlos und ruckfrei lassen sich so z. B. Lüftungsklappen in Autos bewegen. Um die Stellung der Scheibe gegen den Zug einer Rückstellfeder auch ohne Strom zu halten, rastet am Ende der Bewegung ein Hebel ein. Der Strom wird abgeschaltet und der Draht dehnt sich wieder aus. Soll sich die Scheibe wieder zurückdrehen, läuft das ganze von neuem ab: Der Draht zieht sich zusammen und löst den Rasthebel, so dass die Feder die Scheibe zurückdreht. Kosmak ist etwa so groß wie eine Streichholzschachtel und so schwer wie ein sechsseitiger Brief.

Mechanischer Speicher

Auch bei Stromausfall funktioniert iLiros (integrierter Linear-Rotations-Sensor). Er misst Drehwinkel – z. B. von Werkzeugschlitten oder Lenkrädern im Auto – auf 0,7° genau, auch über eine einzelne Umdrehung hinaus. Der Trick: iLiros besteht aus einer Mutter, die sich auf einer Achse befindet. Eine Umdrehung der Achse ist durch einen so genannten Gray-Code in 512 Schritte unterteilt. Eine Leuchtdiode durchstrahlt den Code aus schwarzen und lichtdurchlässigen Feldern, so dass ein Lichtsensor die genaue Winkelposition erfassen kann. Bei jeder Umdrehung wandert die Mutter auf der Achse außerdem genau einen Millimeter nach oben oder unten, dreht sich dabei aber nicht. Auch ihre Position ist mit Hilfe eines Codes erfassbar. Aus beiden Informationen lässt sich dann der Absolutwinkel auch über 360° hinaus errechnen. Fällt der Strom aus, funktioniert iLiros wie ein mechanischer Speicher. Auch wenn sich die Winkelposition während des Energieausfalls ändert, hat iLiros beim Einschalten sofort wieder den exakten Winkel parat.

RUBIN 2/2001 erschienen

Den vollständigen Beitrag lesen Sie in RUBIN 2/2001, wo Sie auch folgende Themen finden: Magnetes Geheimnis; Partnerwahl mit (r)evolutionärem Trick; Vom Fremdkörper zum biologisch aktiven Implantat; „Kurz eingenickt“ – die Folgen für Mensch und Gesellschaft; „Eigenlob stinkt, Herr Schröder“; Kunstsprache optimiert: Weil der Zweck die Sprache formt; in der Rubrik „Studieren und forschen“: Gold und Silber scheibchenweise. RUBIN ist in der Pressestelle der RUB für 5 DM erhältlich.

Weitere Informationen

Dipl.-Ing. Joachim Breidert (Kosmak), Dipl.-Ing. Sebastian Jansen (iLiros), Lehrstuhl für Maschinenelemente und Konstruktionslehre, Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-24055 (Breidert) /-26314(Jansen), Fax: 0234/32-14159, Email: breidert@lmk.ruhr-uni-bochum.de, jansen@lmk.ruhr-uni-bochum.de