Voltario induktive Ladefläche

Einfach drauf fahren und losladen: induktive Ladeflächen. - Bild: Voltario

Ladesäulen machen den Stadtraum nicht gerade schöner, und selbst in der Garage möchte man gern auf die klobigen Kabel und Stecker verzichten. Das berührungslose induktive Laden mit Spulen im Garagenboden oder dem Straßenbelag kommt ohne solche optische und mechanische Belästigung aus – leider zu einem hohen Preis, in mehrfachem Sinne: Um die Spulen wirklich verschwinden zu lassen, muss man den Boden aufreißen und wieder herrichten; die maximale Leistung beträgt derzeit meistens drei Kilowatt, was zu langen Ladezeiten führt; beim Laden geht im Vergleich zum Kabelkontakt ein erheblicher Teil des Stroms verloren, und dieser Anteil wird noch größer, wenn man nicht ganz exakt über der Spule geparkt hat.

Wie Volterio die Probleme von induktiven Ladestationen löst

Mit der Technik von Volterio werden alle diese Probleme elegant umgangen. Im „Ruhezustand“ liegt das Ladegerät als unauffällige, gerade mal sechs Zentimeter hohe Konstruktion auf dem Boden. Zum Laden parkt man mit dem Auto einfach darüber. Nun fährt teleskopartig ein Roboterarm aus. An seinem Ende befindet sich ein Stecker, der sein Gegenstück am Unterboden des Autos ansteuert. Zuvor haben sich beide Komponenten per verschlüsselter Drahtloskommunikation verständigt.

Da der konisch-runde Stromträger kein Stecker im herkömmlichen Sinn ist, findet er den vollen Kontakt auch dann, wenn das Fahrzeug die Parklücke nur suboptimal getroffen hat. Für die gezielte Ansteuerung sorgt ein Ultraschall- System. Die Verbindung wird in weniger als 15 Sekunden hergestellt. Dabei genügt es, wenn sich der Anschluss in einem 50x50 Zentimeter großen Feld befindet, das Auto darf auch schräg stehen. Die ganze Einheit lässt sich zudem ganz im Boden versenken, wenn etwa eine Garage oder ein Parkplatz neu gebaut werden.

Die Ladeleistung eines Ladegeräts mit Heimanschluss beträgt 22 Kilowatt, womit auch die größten Autobatterien in vier bis fünf Stunden aufgeladen werden können. Die Technik ist aber dafür ausgelegt, bis zu 100 Kilowatt Gleichstrom zu bewältigen, was die Ladezeit auf eine Stunde senkt. Die Idee für Volterio stammt aus einer Masterarbeit, die Christian Flechl 2014 an der Technischen Universität Graz (Österreich) abgeschlossen hat.

Motoren müssen sehr klein, aber stark sein

Heute ist er Geschäftsführer der Volterio GmbH, und sein Produkt steht kurz vor dem Start der Serienproduktion. Bei der Entwicklung des Prototyps kam es nicht zuletzt auf die drei Motoren an, die den Roboterarm auf ebenso vielen Achsen bewegen: „Wir wollten eine möglichst flache Einheit bauen, also ging es im Gerät von Anfang an sehr eng zu“, erinnert sich der junge Diplomingenieur. „Zugleich sind doch erhebliche Gewichte zu bewegen, die Motoren müssen daher – in Verbindung mit dem passenden Getriebe – bei minimalem Volumen ein hohes Drehmoment und eine hohe Geschwindigkeit erreichen.“

Warum Voltario auf Faulhaber-Antriebe setzt

Auf Faulhaber ist er durch Internetrecherche recht schnell gestoßen, denn für die geforderte Spezifizierung gibt es nicht viele Angebote auf dem Markt. „Der Austausch mit anderen Experten hat mir bestätigt, dass ich dort an der richtigen Adresse bin, und das gleiche gilt für die folgende Zusammenarbeit. Faulhaber hat das ganze Projekt mit eingehender technischer Beratung, passender Motorauswahl und den Motoren gesponsert.“

In den Prototypen wurden DC-Kleinstmotoren mit Planetengetriebe und passendem Motion Controller eingebaut. Darüber hinaus hat Faulhaber zu Testzwecken weitere Antriebe ausgewählt und zur Verfügung gestellt. Die hohe Motorleistung der Baureihe CR beruht auf einer sehr stabilen Graphitkommutierung mit geringem Verschleiß, leistungsstarken Neodym- Magneten und einem besonders hohen Kupferanteil in der Wicklung.

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Bald auch Faulhaber Antriebe im Laderoboter

Das Ladegerät ist für etwa 20.000 Zyklen ausgelegt; dafür wird nur rund ein Prozent der Lebensdauer der Antriebe benötigt. Wichtig ist auch ihre ausgezeichnete Robustheit, denn die Volterio- Einheit soll auch nach längerem Stillstand und bei ungemütlicher Witterung zuverlässig funktionieren. Der Prototyp hat sich in ausgiebigen Testreihen bestens bewährt, die Technologie ist den konkurrierenden Konzepten in entscheidenden Aspekten deutlich überlegen.

Davon haben sich auch mehrere Hersteller von Premium-Autos überzeugen lassen. Sie sind schon dabei, die Serienfertigung der Ladegeräte zu organisieren. Derweil wendet sich Volterio neuen Aufgaben zu: „Automatisierte Ladevorgänge können vielfältig eingesetzt werden“, sagt Christian Flechl. „Das gilt für den gesamten Bereich der Logistik sowie für alle fahrerlosen Fahrzeuge. Auch an E-LKWs wird inzwischen gearbeitet. Wir entwickeln die passenden Laderoboter dazu, weiterhin mit wertvoller Unterstützung von Faulhaber.“

  • Kleinstmotoren sind echte Superstars: Tausende Meter tief auf dem Meeresgrund sorgen sie mit einer Kombination aus hoher Drehmomentdichte und präzisen Bewegungen die volle 360°-Ausrichtung von Ozeanboden-Seismometern.

    Kleinstmotoren sind echte Superstars: Tausende Meter tief auf dem Meeresgrund sorgen sie mit einer Kombination aus hoher Drehmomentdichte und präzisen Bewegungen die volle 360°-Ausrichtung von Ozeanboden-Seismometern. So tief wie sie dort hinab tauchen... - Bild: Faulhaber

  • ...fliegen sie hoch hinauf: Dank ihres geringen Gewichtes und ihrer Zuverlässigkeit im Langzeitbetrieb werden kleine Schrittmotoren auch für Anwendungen in der Weltraumforschung verbaut - zum Beispiel in Satelliten.

    ...fliegen sie hoch hinauf: Dank ihres geringen Gewichtes und ihrer Zuverlässigkeit im Langzeitbetrieb werden kleine Schrittmotoren auch für Anwendungen in der Weltraumforschung verbaut - zum Beispiel in Satelliten. - Bild: Faulhaber

  • In der Industrie verstecken sich die kleinen Kraftpakete unter anderem in automatischen Löt- und Schweißgeräten: Ob Kolben-, Induktions- oder Laser-Löten bzw. -Schweißen, oft wird das Zusatzmittel per Draht an die Fügestelle zugeführt. Die Schwierigkeit: einerseits muss immer eine reproduzierbare Länge Zusatzmittel an Ort und Stelle kommen, andererseits darf der Draht sich nicht stauchen oder knicken. Eine per gesteuertem Kleinstmotor betriebene, automatische Drahtzuführung löst das Problem zuverlässig.

    In der Industrie verstecken sich die kleinen Kraftpakete unter anderem in automatischen Löt- und Schweißgeräten: Ob Kolben-, Induktions- oder Laser-Löten bzw. -Schweißen, oft wird das Zusatzmittel per Draht an die Fügestelle zugeführt. Die Schwierigkeit: einerseits muss immer eine reproduzierbare Länge Zusatzmittel an Ort und Stelle kommen, andererseits darf der Draht sich nicht stauchen oder knicken. Eine per gesteuertem Kleinstmotor betriebene, automatische Drahtzuführung löst das Problem zuverlässig. - Bild: Faulhaber

  • Mikromotoren bringen aber auch die Leiterplattenbestückung in Schwung: Moderne Massenelektronik wird heute fast ausschließlich auf Bestückautomaten gefertigt. Bei diesen oft schnelllebigen Produkten ist im wahrsten Wortsinn Zeit gleich Geld. Deshalb sind bei den eingesetzten Produktionsmaschinen besonders zwei Dinge sehr wichtig: möglichst hohe Stückzahlen und geringste Umrüstzeiten. Für den Hersteller solcher Automaten bedeutet dies, bei einfacher Handhabung im Dauerbetrieb Höchstleistung sicherzustellen. Diese Forderung lässt sich nur dann erfüllen, wenn die komplexen mechanischen Abläufe äußerst präzise und reproduzierbar ablaufen. Hier sind Kleinstmotoren gefragt, die höchste Funktionalität auf kleinstem Raum bieten.

    Mikromotoren bringen aber auch die Leiterplattenbestückung in Schwung: Moderne Massenelektronik wird heute fast ausschließlich auf Bestückautomaten gefertigt. Bei diesen oft schnelllebigen Produkten ist im wahrsten Wortsinn Zeit gleich Geld. Deshalb sind bei den eingesetzten Produktionsmaschinen besonders zwei Dinge sehr wichtig: möglichst hohe Stückzahlen und geringste Umrüstzeiten. Für den Hersteller solcher Automaten bedeutet dies, bei einfacher Handhabung im Dauerbetrieb Höchstleistung sicherzustellen. Diese Forderung lässt sich nur dann erfüllen, wenn die komplexen mechanischen Abläufe äußerst präzise und reproduzierbar ablaufen. Hier sind Kleinstmotoren gefragt, die höchste Funktionalität auf kleinstem Raum bieten. - Bild: Faulhaber

  • Ohne Stuhl sitzen: Die Schweizer Start-up-Firma Noonee hat eine ebenso einfallsreiche wie einfache Lösung entwickelt, um Beine und Rücken zu entlasten – den Stuhl ohne Stuhl. Anders als bei anderen Exoskelett-Konzepten halten die Akkus des „Chairless Chair“ nicht wenige Stunden, sondern viele Tage - nicht zuletzt wegen des sparsamen Energieverbrauchs von leistungsfähigen Kleinstmotoren.

    Ohne Stuhl sitzen: Die Schweizer Start-up-Firma Noonee hat eine ebenso einfallsreiche wie einfache Lösung entwickelt, um Beine und Rücken zu entlasten – den Stuhl ohne Stuhl. Anders als bei anderen Exoskelett-Konzepten halten die Akkus des „Chairless Chair“ nicht wenige Stunden, sondern viele Tage - nicht zuletzt wegen des sparsamen Energieverbrauchs von leistungsfähigen Kleinstmotoren. - Bild: Faulhaber

  • Ganz nah kommen Mini-Motoren dem Menschen unter anderem in Tätowiergeräten. DC-Kleinstmotoren ermöglichen dank präzisem Gleichlauf ein verwackulungsfreies Stechen und verbrauchen obenrein so wenig Strom, dass der Einsatz von tragbaren, batteriebetriebenen Geräten möglich ist.

    Ganz nah kommen Mini-Motoren dem Menschen unter anderem in Tätowiergeräten. DC-Kleinstmotoren ermöglichen dank präzisem Gleichlauf verwacklungsfreies Stechen und verbrauchen obenrein so wenig Strom, dass der Einsatz von tragbaren, batteriebetriebenen Geräten möglich ist. - Bild: Faulhaber

  • Verwacklungsfreiheit ist auch hier gefragt: Moderne elektronische Kameras eröffnen völlig neue Möglichkeiten in der Fotografie vor Ort und der nachträglichen Bildbearbeitung. Verbindet man die heute mögliche hohe Auflösung und schnelle Aufnahmefrequenz mit einem „Drehteller“, so lassen sich problemlos sogenannte Panorama-Aufnahmen erstellen. Voraussetzung dafür ist neben dem hochwertigen Aufnahmegerät auch die optimale Kamera- bzw. Objek¬tivausrichtung über den Schwenkbereich. Hier bietet eine kompakte Kameraführung mit Kleinmotorantrieb optimale Ergebnisse bei kleinstem Stauraum der Ausrüstung.

    Verwacklungsfreiheit ist auch hier gefragt: Moderne elektronische Kameras eröffnen völlig neue Möglichkeiten in der Fotografie vor Ort und der nachträglichen Bildbearbeitung. Verbindet man die heute mögliche hohe Auflösung und schnelle Aufnahmefrequenz mit einem „Drehteller“, so lassen sich problemlos sogenannte Panorama-Aufnahmen erstellen. Voraussetzung dafür ist neben dem hochwertigen Aufnahmegerät auch die optimale Kamera- bzw. Objek¬tivausrichtung über den Schwenkbereich. Hier bietet eine kompakte Kameraführung mit Kleinmotorantrieb optimale Ergebnisse bei kleinstem Stauraum der Ausrüstung. - Bild: Faulhaber

  • Klettern ohne zweiten Mann: Ein führender Hersteller von Absturzsicherungen hat den weltweit ersten automatischen Sicherungspartner auf den Markt gebracht: Mit Hilfe des Sicherungssystems können Berufskletterer bei Arbeiten im Korrosionsschutz, bei der Wartung von Telekommunikationsmasten, im Freileitungsbau oder auf Kranauslegernder die Höhe auch ohne zweiten Mann sicher erklimmen. Zwei leistungsfähige DC-Kleinstmotoren spielen dabei eine Schlüsselrolle.

    Klettern ohne zweiten Mann: Ein führender Hersteller von Absturzsicherungen hat den weltweit ersten automatischen Sicherungspartner auf den Markt gebracht: Mit Hilfe des Sicherungssystems können Berufskletterer bei Arbeiten im Korrosionsschutz, bei der Wartung von Telekommunikationsmasten, im Freileitungsbau oder auf Kranauslegernder die Höhe auch ohne zweiten Mann sicher erklimmen. Zwei leistungsfähige DC-Kleinstmotoren spielen dabei eine Schlüsselrolle. - Bild: Faulhaber

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    Leistungsstarke DC-Kleinstmotoren stecken auch in der myoelektrischen Handprothese Bebionic und sorgen dafür, dass diese problemlos, schnell und kräftig zu packen kann und dabei die Greifkraft konstant beibehält. In jedem einzelnen Finger steckt ein eigens konstruierter Kleinstmotor mit einem Gewicht von gerade einmal elf Gramm. - Bild: Faulhaber

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    Zu den verrücktesten Verstecken von Kleinstmotoren zählt nicht zuletzt dieses Objekt: Der Uhrenbeweger. Hochwertige mechanische Uhren sind meist mit Automatikgetrieben ausgestattet, die das Aufziehen normalerweise durch die Bewegung ihres Trägers bewerkstelligen. Das funktioniert natürlich nicht, wenn eine Uhr unbewegt im Schrank liegt, was bei mehreren Uhren in einer Sammlung unvermeidlich vorkommt. Ein Uhrenbeweger hält die nicht getragenen Chronometer beständig in Gang - dank schonendem Antrieb von Kleinst-Motoren. - Bild: Faulhaber