Eine FGL () ist ein Werkstoff, der sich nach einer starken Verformung an eine ihm zuvor eingeprägte Ursprungsform erinnern kann. Die Gestaltänderung einer FGL beruht auf einer Phasenumwandlung der Kristallstruktur. Die Triebkraft für die Rückverformung kann thermischer oder mechanischer Natur sein. Grundlage für die Realisierung von Aktoren bildet der thermische Effekt. Dieser Formgedächtniseffekt wird durch die Zufuhr von Wärmeenergie ausgelöst, indem es im Material zu einer Phasenumwandlung von Martensit (Tieftemperaturphase) in Austenit (Hochtemperaturphase) kommt. Die Stellkraft/der Stellweg nimmt annähernd linear zu, sobald die Starttemperatur für die Austenitumwandlung überschritten wurde. Die Rückumwandlung beginnt bei der Martensit-Starttemperatur. Der elektrische Widerstand ändert sich äquivalent. Diese Widerstandsänderung kann man als integrierte Sensorfunktion verwenden, um den Zustand des Stellantriebes zu überwachen und Positionen zu regeln. Ein Formgedächtnisdraht von 2 mm Durchmesser und 1 m Länge kann eine Last von über 100 kg 60 mm anheben. Bei einem Drahtgewicht von 25 g ist dies das 4000-Fache des eigenen Gewichts. Mit FG-Antrieben zielt man darauf, das Gewicht von mechatronischen Systemen zu reduzieren. Denn vor allem die steigende Anzahl an mechatronischen Systemen ist für die hohe Gewichtszunahme von Kraftfahrzeugen verantwortlich. Formgedächtniselemente positionieren sich auf dem Markt der Antriebssysteme als Konkurrenten von Elektromagneten oder von Elektromotoren, wenn sie für Linearbewegungen eingesetzt werden. Hinsichtlich Gewicht, Geräuschemission und Bauraum besitzen FGL-basierte Systeme deutliche Vorteile. Wegen längerer Rückstellzeiten bieten sich FG-Aktoren aber vor allem in Bereichen an, die von großen Stellkräften und niedrigen Schaltfrequenzen gekennzeichnet sind. Die Gewichtsersparnis resultiert nicht nur aus dem Arbeitsvermögen des FG-Materials, sondern auch aus dessen Fähigkeit, sensorische Funktionen zu übernehmen. Die Regelung der FG-Elemente erfolgt dabei über deren eigene elektrische Widerstandskurve. Das Entriegelungssystem einer Tankklappe besteht aus einem Elektromotor und einem Metallgestänge. Das FGL-System ist auch hier eine Alternative. Der Aktor ist direkt am Tankklappengehäuse angebracht. Neben dem kompakten Aufbau zeichnet sich der Aktor durch seine geräuschlose Arbeitsweise und sein Leistungsgewicht aus. Bei einem Gewicht von 9 g kann er Lasten von bis zu 900 g anheben. Das Entriegelungssystem ist um mehr als 90 % leichter als das konventionelle Antriebssystem.


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    Titel :

    Intelligente Werkstoffe für umweltfreundliche Antriebe


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    2 Seiten, 3 Bilder



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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