Die Auswahl des geeigneten Motors ist ein entscheidender Faktor, der die Produktleistung bei der Entwicklung von Produkten beeinflusst, bei denen eine präzise Steuerung erforderlich ist – von medizinischen Geräten bis hin zu Industrieanlagen. Dennoch fragen sich sicherlich viele Ingenieure: „Welche Arten von Motoren gibt es?“ und „Welcher Motor eignet sich am besten für die Anwendungen unseres Unternehmens?“.
Motoren lassen sich je nach Funktionsprinzip und Aufbau in verschiedene Typen einteilen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und geeignete Anwendungsbereiche aufweisen.
In diesem Artikel werden die wichtigsten Arten von kleinen Präzisionsmotoren auf eine auch für Anfänger leicht verständliche Weise erläutert, und es werden wichtige Auswahlkriterien sowie die in Katalogen verwendeten Fachbegriffe vorgestellt. Da wir auch auf die von C.I. TAKIRON Corporation angebotenen hochleistungsfähigen Kleinmotoren eingehen, bitten wir Sie, diese in Ihre Überlegungen einzubeziehen.
| Unter der Aufsicht der Vertriebsgruppe für elektronische Bauteile der C.I. TAKIRON Corporation Dieser Artikel wurde auf der Grundlage der hochentwickelten technischen Kompetenz und des Fachwissens erstellt, die wir seit unserer Gründung im Jahr 1919 als führendes Unternehmen in der Kunststoffverarbeitung erworben haben.Unsere Abteilung analysiert kontinuierlich die Markttrends und neuesten Technologien im Bereich ultrakompakter, hochpräziser Mikromotoren und konzentriert sich darauf, Konstrukteuren und Entwicklern Informationen mit hohem Mehrwert zur Verfügung zu stellen. Als Expertenteam mit fundierten Kenntnissen der Produkteigenschaften unterstützen wir Sie durch die Bereitstellung präziser und praxisorientierter Inhalte bei der Lösung Ihrer Herausforderungen und bei technologischen Innovationen. |
Die wichtigsten Arten und Merkmale von Präzisionskleinmotoren
Kleine Präzisionsmotoren kommen in Bereichen zum Einsatz, in denen eine hochpräzise Steuerung erforderlich ist, wie beispielsweise in medizinischen Geräten und optischen Geräten. Wir werden uns vor allem mit Gleichstrommotoren befassen und die typischen Typen – wie Motoren mit Bürsten, bürstenlose Motoren und kernlose Motoren – sowie deren jeweiligen Aufbau und Eigenschaften näher betrachten.
Inhalt dieses Abschnitts
- Grundlegender Aufbau eines Gleichstrommotors mit Bürsten
- Merkmale von bürstenlosen Gleichstrommotoren
- Die Besonderheiten von kernlosen Motoren
Wenn Sie die Funktionsweise, die Vor- und Nachteile sowie die geeigneten Anwendungsbereiche der einzelnen Motoren verstehen, können Sie bei der Produktentwicklung fundierte Auswahlentscheidungen treffen.
Grundlegender Aufbau eines Gleichstrommotors mit Bürsten
Der bürstenbehaftete Gleichstrommotor gehört zu den grundlegendsten Motorkonstruktionen. Durch die mechanische Umschaltung der Stromrichtung mittels Bürsten und Kommutator wird eine Drehbewegung erzeugt. Aufgrund seines einfachen Aufbaus lassen sich die Herstellungskosten leicht niedrig halten, und auch die Steuerungsschaltung lässt sich vergleichsweise einfach auslegen. Er wird daher häufig für kostensensible Anwendungen sowie für die Entwicklung kleinerer Prototypen gewählt.
Da sich die Bürsten und der Kommutator jedoch bei der Drehung physisch berühren, ist ein Verschleiß unvermeidbar. Mit zunehmender Betriebsdauer nutzen sich die Bürsten ab, sodass ein regelmäßiger Austausch und eine regelmäßige Wartung erforderlich sind. Zudem entstehen an den Kontaktstellen Funken, was leicht zu elektrischen Störungen führen und die umliegenden elektronischen Schaltungen beeinträchtigen kann.Bei Anwendungen, bei denen Dauerbetrieb und eine lange Lebensdauer gefordert sind, ist eine Konstruktion erforderlich, die diese Aspekte berücksichtigt.
Merkmale von bürstenlosen Gleichstrommotoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren zeichnen sich durch ihren Aufbau ohne Bürsten und Kommutator aus. Da die Stromumschaltung durch elektronische Schaltungen gesteuert wird, gibt es keine physischen Kontaktstellen, sodass die Lebensdauer kaum durch Verschleiß beeinträchtigt wird. Dies ermöglicht einen wartungsfreien und langfristig stabilen Betrieb.
Die wichtigsten Merkmale von bürstenlosen Gleichstrommotoren sind wie folgt:
| Punkt | Merkmale* | Vor- und Nachteile* |
| Aufbau | Ohne Bürsten und Kommutator | Wenige Verschleißteile und lange Lebensdauer |
| Antriebseffizienz | Hoher Wirkungsgrad bei geringer Wärmeentwicklung | Ideal für den Batteriebetrieb |
| Geräuscharmut | Geringe Vibrationen und Geräusche | Einsatz in ruhigen Umgebungen möglich |
| Wartung | Weniger Verschleißteile als bei bürstenbehafteten Gleichstrommotoren | Wartungsfrei |
| Kosten | Elektronische Steuerungsschaltung erforderlich | Die Anschaffungskosten sind etwas höher |
* Hängt von den Antriebs- und Lastbedingungen ab.
Sie finden breite Anwendung in Produkten mit langer Betriebsdauer, wie beispielsweise Industriepumpen, Sicherheitsgeräten und Kühlventilatoren. Dies sind die Gründe, warum bürstenlose Gleichstrommotoren insbesondere für batteriebetriebene Geräte, Geräte im Dauerbetrieb sowie für Geräte in Umgebungen, in denen ein leiser Betrieb erforderlich ist, bevorzugt werden.
Die Besonderheiten von kernlosen Motoren
Kernlose Motoren zeichnen sich durch ihre einzigartige Bauweise ohne Eisenkern aus und bieten dadurch hervorragende Eigenschaften, die andere Motoren nicht aufweisen. Da kein Eisenkern vorhanden ist, tritt nahezu kein Rastmoment (ein beim Drehen auftretendes leichtes Ruckeln) auf, wodurch ein äußerst gleichmäßiger Lauf gewährleistet ist.Zudem zeichnen sie sich aufgrund ihres geringen Trägheitsmoments durch eine hervorragende Reaktionsgeschwindigkeit aus und ermöglichen ein schnelles Anlaufen und Anhalten.
Sie entfalten ihre Stärken in Anwendungsbereichen, in denen eine hohe Präzision erforderlich ist, wie beispielsweise beim Antrieb von Objektiven medizinischer Endoskope, bei der Fokussierung optischer Geräte oder bei Präzisionspumpen. Da sie vibrationsarm und äußerst geräuscharm sind, werden sie auch im medizinischen Bereich, in dem die Sicherheit der Patienten und der stabile Betrieb der Geräte im Vordergrund stehen, hoch geschätzt.Kernlose Motoren finden bei vielen Ingenieuren große Beachtung, da sie eine Option darstellen, mit der sich sowohl eine Leistungssteigerung als auch die Gewährleistung der Zuverlässigkeit der Produkte erreichen lässt.
So wählen Sie den richtigen Motor für den jeweiligen Einsatzzweck aus – wichtige Auswahlkriterien
Bei der Auswahl eines Motors müssen mehrere Faktoren wie die Einsatzumgebung, die geforderte Leistung und die Kosten umfassend berücksichtigt werden. Die an einen Motor gestellten Anforderungen unterscheiden sich je nach Anwendungsbereich – beispielsweise bei medizinischen Geräten, Industriewerkzeugen, optischen Geräten oder Sicherheitsausrüstung – erheblich.
Inhalt dieses Abschnitts
- Auswahlkriterien für medizinische und Präzisionsgeräte
- Auswahlkriterien für Industriegeräte und Werkzeuge
- Auswahlkriterien für Sicherheits- und Schutzausrüstung
Durch das Verständnis der Interpretation grundlegender technischen Daten wie Drehmoment, Drehzahl, Spannung und Leistungsaufnahme sowie der in Katalogen aufgeführten Fachbegriffe (z. B. Rastmoment, Ansprechverhalten, Wirkungsgrad) ist eine optimale Auswahl in der Praxis möglich.
Auswahlkriterien für medizinische und Präzisionsgeräte
Bei medizinischen Geräten haben die Sicherheit der Patienten und eine hochpräzise Steuerung oberste Priorität; insbesondere bei medizinischen Anwendungen wie Endoskopen und Pumpen wird ein möglichst geringes Rastmoment gefordert.Unter dem Rastmoment versteht man feine Ruckler und Vibrationen, die bei der Drehung des Motors auftreten. Ist dieses Rastmoment zu groß, erschwert dies eine präzise Steuerung und kann zu einer Belastung für den Patienten sowie zu Funktionsstörungen des Geräts führen.
Die wichtigsten Faktoren, die bei der Auswahl von Motoren für medizinische Geräte und Präzisionsgeräte zu berücksichtigen sind, lauten wie folgt:
| Auswahlkriterien | Erforderliche Eigenschaften | Begründung |
| Kogging-Drehmoment | So gering wie möglich | Präzise Steuerung und geringere Belastung für den Patienten |
| Reaktionsfähigkeit | Reagiert auf plötzliche Bewegungsänderungen | Erfordert eine präzise Positionssteuerung |
| Zuverlässigkeit | Stabiler Betrieb über lange Zeiträume | Geräteausfälle wirken sich unmittelbar auf die Patientensicherheit aus |
| Wartung | Nur selten erforderlich | Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft im medizinischen Bereich |
Da bei medizinischen Geräten sofortige Betriebsänderungen und feine Positionsanpassungen erforderlich sind, werden Motoren ausgewählt, die schnell auf Befehle reagieren können. Darüber hinaus ist eine langfristige Zuverlässigkeit unerlässlich.Da Geräteausfälle im medizinischen Bereich direkte Auswirkungen auf die Patientensicherheit haben, werden Motoren geschätzt, die nur selten gewartet werden müssen und über lange Zeiträume hinweg stabil laufen. Als Optionen, die diese Anforderungen erfüllen, werden von vielen Herstellern medizinischer Geräte kernlose Motoren und bürstenlose Motoren eingesetzt.
Auswahlkriterien für Industriegeräte und Werkzeuge
Bei Elektrowerkzeugen und akkubetriebenen Geräten werden gleichzeitig ein hohes Drehmoment, ein geringes Gewicht und eine lange Lebensdauer gefordert.Bei elektrischen Schraubendrehern und Naglern, die auf der Baustelle zum Einsatz kommen, ist eine Gewichtsreduzierung durch den Einsatz kleiner Motoren erforderlich, damit die Arbeiter die Geräte über lange Zeiträume bequem halten können, ohne dass dabei die erforderliche Kraft beeinträchtigt wird. Falls das erforderliche Drehmoment mit einem Motor allein nicht erreicht werden kann, lässt sich das Drehmoment durch den Einsatz von Getriebemotoren (Produkte, bei denen Motor und Getriebe in einem Gehäuse integriert sind) erhöhen, indem die Drehzahl verringert wird.
Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl von Motoren für Industriegeräte und Werkzeuge sind wie folgt:
| Auswahlkriterien | Erforderliche Eigenschaften | Umsetzungsmethoden |
| Drehmoment | Ein hohes Drehmoment ist erforderlich | Erhöhung des Drehmoments durch Untersetzung mit einem Getriebemotor |
| Gewicht | Geringes Gewicht | Einsatz kleiner Motoren |
| Lebensdauer | Lange Betriebsdauer | Bürstenlose Motoren usw. |
| Haltbarkeit | Sturz- und stoßfest | Robuste Konstruktion |
| Schutzleistung | Maßnahmen gegen Staub und Feuchtigkeit | Spezifikationen entsprechend der Einsatzumgebung |
C.I. Takiron bietet Getriebemotoren an, bei denen Motor und Getriebekopf optimal aufeinander abgestimmt sind, und hat die optimale Kombination bereits geprüft.
Während Stirnradgetriebe durch ihren einfachen Aufbau Kosten senken, eignen sich Planetengetriebe aufgrund ihrer kompakten Bauweise und der Möglichkeit, hohe Untersetzungsverhältnisse zu erzielen, besonders für Anwendungen, bei denen eine kompakte Bauweise erforderlich ist. Dadurch lassen sich Leistungsmerkmale zuverlässig erzielen, die mit einem Motor allein nur schwer zu erreichen wären, was wiederum zu einer höheren Zuverlässigkeit der Produkte führt.
Auswahlkriterien für Sicherheits- und Schutzausrüstung
Bei Sicherheits- und Schutzvorrichtungen wie elektronischen Schlössern und Gaswarngeräten stehen eine Niederspannungsbetätigung, Energieeffizienz und eine lange Lebensdauer im Mittelpunkt der Auswahl. Da diese Geräte häufig batteriebetrieben sind und ein häufiger Batteriewechsel für den Nutzer eine Belastung darstellt, sind Motoren gefragt, die möglichst lange funktionsfähig bleiben.
Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl von Motoren für Sicherheits- und Schutzvorrichtungen sind wie folgt:
| Auswahlkriterien | Erforderliche Eigenschaften | Vorteile |
| Betrieb bei niedriger Spannung | Betrieb ab ca. 1,0 V möglich | Optimale Nutzung der Batterielebensdauer bis zum Schluss |
| Energieeffizienz | Geringer Stromverbrauch | Geringere Häufigkeit des Batteriewechsels |
| Lange Lebensdauer | Langfristiger, stabiler Betrieb | Reduzierung der Wartungskosten |
| Zuverlässigkeit | Geringe Ausfallhäufigkeit | Werterhalt als Sicherheitsausrüstung |
Unter den Mikromotoren von C.I. Takiron gibt es Modelle, die bereits bei einer äußerst niedrigen Spannung von mindestens 1,0 V starten können und sich daher ideal für batteriebetriebene Geräte eignen. Da sie auch bei nachlassender Batteriespannung zuverlässig funktionieren, lässt sich die Batterielebensdauer bis zum Schluss optimal nutzen, wodurch die Häufigkeit von Batteriewechseln verringert wird.
Da es sich um Sicherheitsgeräte handelt, bei denen Ausfälle nicht zulässig sind, wird die Auswahl eines Motors mit hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer den Produktwert maßgeblich beeinflussen.
Die Mikromotoren von C.I. Takiron und ihre technischen Stärken
Die C.I. Takiron GmbH befasst sich mit der Entwicklung und Herstellung kompakter, leistungsstarker Mikromotoren, die in einer Vielzahl von Bereichen wie medizinischen Geräten, Industrieanlagen und optischen Geräten zum Einsatz kommen. Die von dem Unternehmen angebotenen kernlosen Motoren, bürstenlosen Motoren, Getriebemotoren und Encoder werden für ihre hohe technische Kompetenz geschätzt, die auf die jeweiligen Anwendungsbereiche optimiert ist.
Inhalt dieses Abschnitts
- Merkmale und Anwendungsbereiche von kernlosen Motoren
- Merkmale und Anwendungsbereiche von bürstenlosen Motoren
- Die Funktion von Getriebemotoren und Encodern
Hohe Zuverlässigkeit durch inländische Konstruktion und strenge Qualitätskontrolle, maßgeschneiderte Lösungen für die jeweiligen Anwendungsbereiche unserer Kunden, Unterstützung bereits ab der Entwicklungsphase sowie Flexibilität von Kleinserien bis zur Serienfertigung – diese einzigartigen Stärken des Unternehmens bilden eine solide Grundlage für die Produktentwicklung.
Merkmale und Anwendungsbereiche von kernlosen Motoren
Die kernlosen Motoren (φ4 bis φ22) von C.I. Takiron zeichnen sich durch eine einzigartige Konstruktion ohne Eisenkern aus, wodurch eine ruckfreie, gleichmäßige Drehbewegung und eine schnelle Ansprechzeit gewährleistet werden.Da sie keinen Eisenkern besitzen, zeichnen sie sich durch ein geringes Trägheitsmoment und eine extrem schnelle Reaktionszeit vom Anlaufen bis zum Stillstand aus. Da sie selbst auf geringste Änderungen der Steuerbefehle sofort reagieren können, kommen sie besonders in Anwendungen zum Einsatz, die eine präzise Positionierung und Geschwindigkeitsregelung erfordern.
Bei medizinischen Endoskopen ist es erforderlich, feinste Bewegungen im Körper präzise zu steuern, wobei eine ruckfreie und gleichmäßige Drehung unmittelbar mit der Sicherheit der Patienten und der Genauigkeit der Untersuchung zusammenhängt. Auch beim Antrieb von Objektiven in optischen Geräten trägt ein vibrationsfreier, gleichmäßiger Betrieb zur Verbesserung der Fokussiergenauigkeit und der Bildqualität bei.Darüber hinaus ermöglichen sie eine stabile Durchflussregelung in Geräten wie Präzisionspumpen und Analysegeräten, die mit geringen Mengen an Flüssigkeiten oder Reagenzien arbeiten. Die kernlosen Motoren von C.I. Takiron haben sich in Anwendungsbereichen, in denen hohe Präzision gefordert ist, bereits vielfach bewährt.
Merkmale und Anwendungsbereiche von bürstenlosen Motoren
Die bürstenlosen Motoren von C.I. Takiron (φ10 bis φ17,4) zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer, Wartungsfreiheit sowie eine geringe Vibrations- und Geräuschentwicklung aus.Da sie keine Bürsten und keinen Kommutator aufweisen, kommt es kaum zu Leistungseinbußen durch Verschleiß, sodass über einen langen Zeitraum ein stabiler Betrieb gewährleistet ist. Aus diesem Grund genießen sie in Umgebungen, in denen häufige Wartungsarbeiten schwierig sind, sowie bei Anwendungen, die einen Dauerbetrieb erfordern, hohes Ansehen.
Bei Industriepumpen sorgen sie auch in Anlagen mit lang andauerndem Betrieb für eine stabile Leistung und tragen so zur Steigerung der Produktionseffizienz bei. Bei Sicherheitsgeräten erhöhen sie die Zuverlässigkeit in Anwendungsbereichen, in denen ein einwandfreier Betrieb erforderlich ist, wie beispielsweise bei elektronischen Schlössern und Zugangskontrollsystemen.Darüber hinaus sind die geringen Vibrationen und Geräusche ein großer Vorteil bei Anwendungen, bei denen Geräuscharmut gefragt ist, wie beispielsweise bei Lüftern und Klimaanlagen. Die bürstenlosen Motoren von C.I. Takiron tragen durch ihre lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit auch zur Senkung der Lebenszykluskosten der Produkte bei.
Die Funktion von Getriebemotoren und Encodern
Die Getriebemotoren von C.I. Takiron (φ12, φ16, φ22) werden als Produkte angeboten, bei denen Motor und Getriebekopf optimal aufeinander abgestimmt sind.Getriebemotoren werden eingesetzt, um die Drehzahl zu senken und das Drehmoment zu erhöhen, wodurch sich Leistungsmerkmale erzielen lassen, die mit einem Motor allein nur schwer zu erreichen sind. Je nach Anwendungszweck können Sie zwischen Stirnradgetrieben und Planetengetrieben wählen; da die optimalen Kombinationen bereits geprüft wurden, tragen sie zu einer Verkürzung der Entwicklungszeit und einer Stabilisierung der Leistung bei.
| Punkt | Stirnräder | Planetengetriebe |
| Aufbau | Einfach und leicht herzustellen | Kompakt und mit hoher Untersetzung |
| Größe | etwas größer | Eignet sich für eine Verkleinerung |
| Kosten | relativ gering | Tendenz zu etwas höheren Kosten |
| Geeignete Anwendungsbereiche | Allgemeine Industrieanlagen | Anwendungen, bei denen kompakte Abmessungen und ein hohes Drehmoment erforderlich sind |
Darüber hinaus handelt es sich bei einem Encoder um ein Gerät, das eine genaue Rückmeldung der Position und Geschwindigkeit eines Motors ermöglicht. Durch den Einsatz von Encodern lassen sich komplexere Steuerungsvorgänge realisieren, und es wird erwartet, dass sie in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen, beispielsweise zur präzisen Bewegungssteuerung von Roboterarmen oder zur Verbesserung der Positioniergenauigkeit von Werkzeugmaschinen.
C.I. Takiron unterstützt die Produktentwicklung unserer Kunden umfassend, indem wir nicht nur einzelne Motoren, sondern auch den Mehrwert des gesamten Systems bieten.
Zusammenfassung
Es gibt eine Vielzahl von Arten kleiner Präzisionsmotoren, darunter Bürstenmotoren, bürstenlose Motoren und kernlose Motoren, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und geeignete Anwendungsbereiche aufweisen. Um bei der Produktentwicklung den optimalen Motor auszuwählen, ist eine umfassende Abwägung der Einsatzbedingungen, der geforderten Leistungsmerkmale sowie der Kosten erforderlich.
Je nach Anwendungsbereich unterscheiden sich die entscheidenden Faktoren: Bei medizinischen Geräten sind ein geringes Rastmoment und eine hochpräzise Steuerung wichtig, bei Industriewerkzeugen ein hohes Drehmoment und ein geringes Gewicht, bei Sicherheitsgeräten hingegen ein Start bei niedriger Spannung und Energieeffizienz.Ein korrektes Verständnis der in Katalogen aufgeführten technischen Daten und Fachbegriffe sowie die Auswahl eines Motors, der den Anforderungen Ihres eigenen Produkts entspricht, sind entscheidend, um die Produktleistung optimal auszuschöpfen.
Die C.I. TAKIRON Corporation verfügt über ein umfassendes Sortiment an hochleistungsfähigen Kleinmotoren wie kernlose Motoren, bürstenlose Motoren, Getriebemotoren und Encoder und kann auf eine langjährige Erfolgsbilanz in einer Vielzahl von Bereichen wie Medizin, Industrie, Optik und Sicherheit zurückblicken.Zu unseren Stärken zählen eine hohe Zuverlässigkeit durch inländische Konstruktion und strenge Qualitätskontrolle sowie die Unterstützung unserer Kunden bereits ab der Entwicklungsphase und die flexible Anpassung an die jeweiligen Anwendungsanforderungen. Durch den Einsatz optimal abgestimmter Getriebemotoren lassen sich Leistungsmerkmale zuverlässig erzielen, die mit einem Motor allein nur schwer zu erreichen wären, und wir können flexibel auf Aufträge von kleinen Losgrößen bis hin zur Serienfertigung reagieren.
Sollten Sie bei der Auswahl eines Motors vor einer Herausforderung stehen, stehen wir Ihnen als Partner zur Seite, um die Zuverlässigkeit Ihrer Produkte zu steigern und die Entwicklungszeit zu verkürzen.
Produktinformationen und Kontakt
Ausführliche Informationen zu den Mikromotoren von C.I. Takiron finden Sie auf der folgenden Website.
- Produktseite: https://cik-ele.com/
- Kernlose Motoren: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Bürstenlose Motoren: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Getriebemotoren: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Encoder: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Sollten Sie bei der Auswahl von Kleinmotoren für Ihre Produktentwicklung auf Schwierigkeiten stoßen, können Sie sich gerne über das Kontaktformular an uns wenden. Unsere technischen Berater werden Ihre Anwendungszwecke und Anforderungen mit Ihnen besprechen und Ihnen die optimale Lösung vorschlagen.
- Kontakt: https://cik-ele.com/contact/
