Ventilaktoren / Magnete
Die heutige, fluid-mechatronische Antriebstechnik ist ohne den Einsatz moderner elektrohydraulischer oder elektropneumatischer Ventile nicht mehr denkbar. Ihre Aufgabe ist es, fluidtechnische Größen wie Druck und Volumenstrom nach einer elektrischen Vorgabe einzustellen. Sie sind daher für die Digitalisierung fluid-mechatronischer Antriebssysteme unverzichtbar. Der elektromechanische Umformer als Kernkomponente des Ventils hat die Aufgabe, eine dem elektrischen Sollwert entsprechende Position oder Kraft zu erzeugen. Da das Übertragungsverhalten dieser Wandler in hohem Maße durch Nichtlinearitäten und komplexe domänen-übergreifende Wechselwirkungen geprägt ist, stellt ihre Entwicklung nach wie vor eine nicht-triviale Aufgabe dar. Darüber hinaus sind die Anforderungen an diese Stellelemente in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gestiegen und erfordern neue Lösungsansätze, z. B. im Hinblick auf Funktionsintegration und weiterführende Miniaturisierung. Neben den klassischen elektro-magneto-mechanischen Wandlen gehören auch neuartige Wandlerprinzipien zu diesem Forschungsschwerpunkt der Professur.
Ausgewählte Projekte
Untersuchungsobjekte
- Propotional- und Schaltmagnete
- Tauchspulen
- Piezoaktoren
- magnetische Formgedächtnislegierungen
Hauptarbeitsfelder / Fragestellungen
- Gestaltung und Dimensionierung neutraler und polarisierter Magnetkreise
- Erhöhung der Leistungsfähigkeit, Reduktion von Bauraum und Materialeinsatz
- sensorlose Positionsbestimmung
- alternative Materialien und Herstellungsverfahren
Methoden
- Simulation mit verteilten Parametern (Feldsimulation: Magnetik, Thermik)
- Simulation mit konzentrierten Parametern (Systemsimulation)
- numerische Optimierung
- experimentelle Analyse z. B. am Magnetkraft-Hub-Prüfstand
Sensorlose Positionsbestimmung
- Sensorgerechte Aktorkonstruktion, weiterlesen ...
- Geräuschreduzierung und Energieeinsparung von Dosierpumpen mittels Positionsschätzung, weiterlesen ...
- Zustandsüberwachung an elektromagnetisch betätigten Ventilen, weiterlesen ...
Alternative Materialien & Technologien
- Feldbasierte Topologieoptimierung elektromagnetischer Ventilaktoren, weiterlesen ...
- Neuartige Prozessventile aus magnetischen Polymerverbundstoffen, weiterlesen ...
Smart Materials
- SMFA - Smart Micro Fluidic Actuator, weiterlesen ...
- sms2.0 - Smart Magnetic Shape memory valves, weiterlesen ...