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- Gruner hat einen linearen Spindelantrieb mit einem Schallleistungspegel von 30 dB(A) für Bodenluftauslässe, Drallluftdurchlässe sowie Weitwurfdüsen zum Belüften, Heizen und Kühlen in lärmempfindlichen Räumen entwickelt.
- Der geringere Schallleistungspegel wird durch niedrige Drehzahlen des BLDC-Motors, die spezielle Gewindeform und die große Kontaktfläche des Spindelgewindes zum Endrad erzielt.
- Der Antrieb verfügt über ein hohes stromloses Haltemoment. So wird eine höhere Energieeffizienz als mit herkömmlichen Modellen erzielt, die zum Erreichen derselben Haltekraft einen Haltestrom benötigen.
Gruner hat einen Spindelantrieb Abb. 2 entwickelt, der sich besonders für die Installation in lärmempfindlichen Bereichen eignet und sich zudem durch einen geringen Energieverbrauch auszeichnet. Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer Abb. 3, Geschäftsführer der Gruner AG: „Der neue lineare Spindelantrieb besteht aus einer Spindel und einem Getriebe mit bürstenlosem DC- beziehungsweise BLDC-Motor und Positionssteuerung.“
Dabei wird der BLDC-Motor (Brushless DC Motor, bürstenloser Gleichstrommotor) durch die Positionssteuerung angesteuert und das Getriebe übersetzt diese Drehbewegung bis zum Endrad, also der Spindel, wo sie in eine Hubbewegung umgewandelt wird. Im Endrad sind Gewindegänge eingebracht, die die ebenfalls mit einem Gewinde versehene Spindel vor- und rückwärts bewegen.
Antriebsinterne Spindelfixierung
Bisherige Spindelantriebe benötigten dazu eine separate externe Fixierung der Spindel, um zu verhindern, dass diese eine Drehbewegung macht. Spreitzer: „Nur so ergibt sich eine Hub-Zug-Bewegung. Das ist wie bei einer Schraube mit Mutter. Die Mutter muss festgehalten werden, damit die Schraube gedreht und damit festgezogen werden kann.“
Beim neuen Modell von Gruner ist die Fixierung antriebsintern verbaut. Damit wird der Aufwand für den Anwender verringert und eine kompaktere Bauweise mit zentrischer Montage möglich. Daneben verfügt der Antrieb über eine hohe stromlose Haltekraft von mindestens 100 N: Die Selbsthemmung wurde so gewählt, dass der Steigungswinkel der Spindel etwas kleiner als der Reibungswinkel ist. Somit kommt die Mutter selbstständig zum Stillstand, wenn sie nicht mehr angetrieben wird. Bei herkömmlichen Modellen wird dagegen ein Haltestrom von 1 bis 2 W benötigt.
Zudem war die Positionssteuerung bei früheren Spindelantriebmodellen nicht in der Lage, selbstständig Endpositionen zu erkennen und den Antrieb abzuschalten. Mit der Neuentwicklung ist es nun möglich, neben einer VAV-Einstellung (variabler Volumenstrom) auch eine einfache Positionierung vorzunehmen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Endlagen nun automatisch registriert werden und der Antrieb sich intern abschaltet, wenn diese erreicht werden. Für die stetige Ansteuerung muss der Antrieb nur in einer Einmessfahrt die Hublänge lernen.
Niedriger Schallleistungspegel
Die größte Herausforderung bei der Entwicklung war das richtige Design für die Spindel und ihr Gewinde, da beides für die Funktion des Antriebs entscheidend ist. Spreitzer: „Es musste eine Balance zwischen bester Effizienz beziehungsweise Kraftübertragung und hoher Haltekraft, also großer Hemmung, gefunden werden. Ebenso ist die Wahl des Gewindes entscheidend für den Schallleistungspegel und damit die Geräuschentwicklung bei der Positionierung.
Der neue Spindelantrieb zeichnet sich im Vergleich zu anderen linearen Antrieben durch eine deutlich leisere Hub-Zug-Bewegung aus, seine Lautstärke liegt bei 30 dB(A) und damit 5 dB unter der üblicher Antriebe. Der Effekt beruht letztlich auf einer Kombination aus sehr geringen Drehzahlen beim BLDC-Motor und der Gewindeform beziehungsweise der Tatsache, dass in einem Spindelgewinde mehr als ein Gewindegang Kontakt zum Endrad hat. Der Schallleistungspegel reduziert sich im Vergleich zu einem Hubantrieb, bei dem weniger Kontakt der Hubstange zum Endrad existiert, drastisch.
Damit eignet sich der Antrieb besonders für den Einsatz in lärmempfindlichen Umgebungen, wie Theater, Fernseh- und Tonstudios, Schlaf- sowie Ruhebereichen, wo bislang häufig auf eine zusätzliche Schallisolation zurückgegriffen werden musste, um den Geräuschpegel weiter zu senken.
Der neue Spindelantrieb kann an verschiedene Anforderungen individuell angepasst werden. So lässt sich die Ansteuerung beispielsweise für eine VAV-Anwendung, für eine 2-/3-Punkt- sowie für eine einfache, stetige Ansteuerung auslegen. Spreitzer: „Aus der Hub-Zug-Bewegung kann auch eine Drehbewegung werden. Diese Variante haben wir eigens für Bodenluftauslässe entwickelt. DR
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