Hohe Kraftdichte
Viel Kraft auf wenig Bauraum — entscheidend für ein kompaktes Gehäuse.
Antrieb: aus Rotation wird ein präziser Hub
Als aktueller Hauptansatz wird ein bürstenloser Elektromotor (BLDC) in Verbindung mit einem Planetenrollengewindetrieb untersucht. Die Rotation des Motors wird in einen präzisen linearen Hub der Druckplatte umgesetzt.
Aktuell favorisierter Ansatz — konstruktiv noch nicht festgelegt.
Funktionsprinzip
Ein Hub in fünf Schritten
- Der BLDC-Motor erzeugt Rotation.
- Der Planetenrollengewindetrieb wandelt die Rotation in linearen Hub um.
- Linearschlitten und Führung halten die Druckplatte gegen Verkanten.
- Die Druckplatte bewegt die Membran von der Mechanikseite — Auswurf.
- Der Rückhub ermöglicht die Wiederbefüllung der Kammer.
Begründung
Warum dieser Ansatz untersucht wird
Präzise Wegregelung
Der Hub lässt sich genau stellen, messen und regeln.
Wenige Zwischenstufen
Weniger mechanische Übertragungsglieder, potenziell hohe Effizienz.
Arbeitsbereich
Kraft und Hub aus der aktuellen Konzeptrechnung
| Größe | Wert | Status | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Druckplattenkraft, Hauptsystem | ca. 150–250 N | Zielwert | Designbereich |
| Hub | ca. 10–20 mm | Schätzung | abhängig von der wirksamen Membranfläche |
Hub bei 120 ml Auswurf — abhängig von der Membranfläche
| Wirksame Membranfläche | Erforderlicher Hub |
|---|---|
| 50 cm² | ca. 24 mm |
| 70 cm² | ca. 17 mm |
| 90 cm² | ca. 13 mm |
Einfache Rechnung Volumen ÷ Fläche. Die endgültigen Werte sind noch nicht konstruktiv festgelegt.
Redundanz
Notantrieb: klein, eigenständig, begrenzt
Zusätzlich zum Hauptantrieb wird ein kleinerer, unabhängiger Notantrieb untersucht — mit eigenem Motor, eigener Spindel und möglichst eigenem Kraftpfad. Er muss nicht den vollen Hub erreichen. Zielgröße ist ein Notauswurf von ungefähr 60 ml; das Ziel ist Überbrückungs- und Notbetrieb, nicht die volle Alltagsleistung.
| Frequenz | Rechnerische Förderleistung bei 60 ml |
|---|---|
| 60 / min | 3,6 l/min |
| 80 / min | 4,8 l/min |
| 100 / min | 6,0 l/min |
Grobe Rechnung aus Zielvolumen × Frequenz — kein gemessener Wert.
Verschleiß
Schmierung und Verschleißkonzept
Der Antrieb wird auf geringe Reibung, kontrollierte Führung und sehr hohe Zyklenzahlen ausgelegt. Ziel ist, Kontaktstress, Spiel, Schmierstoffalterung und Partikelbildung konstruktiv zu minimieren. Diskutiert werden:
- gekapselte Langzeitschmierung des mechanischen Antriebs
- Vermeidung von Gleitreibung, wo möglich
- weiche Beschleunigungs- und Umkehrprofile, keine harten mechanischen Endanschläge
- Partikelfänger oder Filter als optionale Ergänzung
Eine permanente Ölumlaufpumpe wurde diskutiert, ist aktuell aber kein bevorzugter Basisansatz: Sie brächte zusätzliche Wärme, Leitungen, Filter, Dichtungen und Ausfallstellen.