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Gleichwohl Voice Coil Regler in vielen Zweigen der Industrie und Medizintechnik unentbehrlich sind, ist zumeist nur Experten die genaue Verwendung geläufig. Die folgenden Absätze dienen entsprechend dazu, auch Laien die grosse Bedeutung dieser so elementaren Antriebsart nahezubringen.
Voice Coil Regler: Begriffsklärung & Aufgabe
Schwingspulen oder Tauchspulen: So lautet die deutsche Übersetzung der hier im Zentrum stehenden Motoren, die ihre Wirkung mit vergleichsweise viel Kraft auf relativ kleinem Bauraum entfalten. Die Bezeichnung im Englischen wird auf die offensichtlichen Parallelen mit einem Lautsprecher zurückgeführt. Ein Voice Coil setzt sich aus zwei essentiellen Bestandteilen zusammen. Im Zentrum steht dabei die Spule, im englischen Sprachraum ‘Coil’ genannt, die um einen zumeist aus Kunststoff bestehenden Träger und einen Zylinder mit Permanentmagneten ergänzt wird. Kraft und Richtung des aktiven Elementes der Schwingspule stehen in direkter Verbindung zur sogenannten Lorentz-Kraft, sprich der Kraft und Richtung des Stroms. Effektiv genutzt werden Schwingspulenregler vor allem im Rahmen der Ausführung von rotatorischen (RVCA) und linearen (LVCA) Bewegungen.
Vorteile der Voice Coil Regler auf einen Blick
Der grosse Pluspunkt der Schwingspulenregler besteht in der Fähigkeit, innerhalb kürzester Zeit sehr hohe Beschleunigungen zu erzielen. Zurückzuführen ist dies auf das geringe Gewicht der Spule. Zusammen mit einer möglichst leichten Last lässt sich dieser Effekt noch steigern. Wie der Begriff bereits vorschlägt, kommen Voice Coil Regler besonders häufig in Verbindung mit Lautsprechern zum Einsatz. In der Praxis bedeutet dies ein Anbringen der Drahtspule, bestehend aus Former, Kragen und Wicklung an der Spitze des Lautsprecherkegels. Entsprechend dient die Spule hier durch die Reaktion eines Magnetfeldes auf den durch ihn fliessenden Strom als Antriebskraft. Werden die Schwingspulen zusammen mit Linearmotoren eingesetzt, so kann ihre Aufgabe beispielsweise in einem Bewegen der Köpfe in Festplattenlaufwerken bestehen. Gemäss dem ursprünglichen Prinzip sorgen sie auch hier zusammen mit der Erzeugung von mehr Kraft für die Bewegung über eine längere Strecke hinweg.
Spezielle Voice Coil Regler für unterschiedliche Einsatzgebiete
Abweichungen in der Ausführung von Schwingspulenreglern sind in erster Linie von dem jeweiligen Anwendungsbereich abhängig. Zur Option stehen Modelle mit und ohne Gehäuse. Die zuletzt genannte Variante findet unter anderem bei der Herstellung von medizinischen Geräten, die der Lebenserhaltung dienen, Verwendung, zumal sie einen passgenauen Einbau ermöglichen und sich folglich als ausgesprochen ökonomisch erweisen. Beispiele sind Laborgeräte, Pumpen, Sauerstoffkonzentratoren, Beatmungsgeräte und Zentrifugen. Die Ultraschall-Elastographie, Blutdiagnostik sowie die Fokussierung in der Endoskopie sind weitere potentielle Anwendungsgebiete.
In der Industrie erfolgt der Einsatz von Schwingspulenreglern vornehmlich beim optischen Scannen und Fokussieren, bei der Lichtstrahlsteuerung- und stabilisierung, der Druck- und Durchflussregelung sowie in Verbindung mit Linearpumpen und Verdichtern. Darüber hinaus ist eine Vielzahl weiterer Anwendungsgebiete wie Einspritz- und Ventilsteuerung, Punktschweisstechnik und Radarantennen-Antrieb denkbar.
Für den Betrieb von Voice Coil Reglern werden in erster Linie analoge oder digitale Servoregler für bürstenbehaftete Servomotoren verwendet.
Zusammengefasst zeichnen sich Schwingspulenregler durch eine Vielzahl an positiven Eigenschaften aus. Dazu zählen unter anderem Direktantrieb, hohe Dynamik und minimales Trägheitsmoment. Darüber hinaus arbeiten sie ohne Abrieb, sind verschleissfrei und weisen keinerlei Wirbelstromverluste auf. Ebenfalls unentbehrlich für eine Fülle von Bereichen sind sie aufgrund ihrer überdurchschnittlich hohen Beschleunigungswerte sowie ihrer gleichermassen hohen Positionier- und Wiederholgenauigkeit.