Met behulp van een nieuwe techniek ontwikkeld door aandrijfsysteemingenieurs van de Universiteit van Saarland, elektromagnetische kleppen kunnen de hoeveelheid vloeistof die ze afgeven nauwkeurig regelen en elektromagnetische deursloten kunnen soepel en stil sluiten. Het enige dat de ingenieurs in Saarbrücken nodig hebben, is een magnetisch doorlaatbare metalen bout die beweegt in een spoel van gewonden koperdraad en hun sensorvrije, controlemethode waarvoor patent is aangevraagd. Met behulp van deze combinatie, Professor Matthias Nienhaus en zijn team zijn in staat om de schoot in elke gewenste positie te houden zonder dat er extra positiesensoren nodig zijn. Simpelweg door de elektrische stroom te analyseren die door de spoel vloeit, het team kan bepalen waar de bout zich bevindt en kan zijn positie onmiddellijk aanpassen.

Het onderzoeksteam stelt hun systeem tentoon op de Hannover Messe van 23 tot 27 april op de Saarland Research and Innovation Stand (hal 2, Stand B46) waar ze het potentieel van hun sensorvrije technologie zullen demonstreren door deze te gebruiken om een ​​stalen bal zwevend te houden.

De elektromagnetisch gestuurde kleppen en sloten die tegenwoordig algemeen verkrijgbaar zijn, werken zeker snel, maar ze hebben ook de neiging om slechts twee bedrijfstoestanden te hebben:'aan' en 'uit'. Indien, bijvoorbeeld, een elektromagnetisch deurslot wordt geactiveerd, de bout wordt krachtig in de sluitplaat gedreven. Wanneer het slot spanningsloos is, de bout wordt teruggetrokken door een veer. Deze apparaten meer laten doen, zoals ervoor zorgen dat een klep een tussenliggende halfopen positie behoudt of een vergrendelingsbout nodig hebben om minder abrupt te sluiten, heeft, tot nu toe, een kostbare exercitie geweest met extra sensoren en een complex besturingssysteem.

Een nieuwe aanpak ontwikkeld door aandrijfsysteemspecialist professor Matthias Nienhaus en zijn team van de Universiteit van Saarland biedt nu een manier om meer controle over elektromagnetische kleppen en vergrendelingen te krijgen zonder dat er extra sensoren nodig zijn. Met deze nieuwe technologie, de borgbout kan zo gemaakt worden dat deze zacht in de sluitplaat komt en elke gewenste tussenpositie precies vasthoudt. Het apparaat is niet langer alleen een tweestatensysteem, maar kan meer fungeren als een waterkraan waarbij de mate waarin het apparaat 'aan' of 'uit' staat continu variabel is.

De enige informatie die de onderzoekers nodig hebben, is die van de elektrische stroom die de beweging van de bout regelt. "We volgen hoe de stroom die in de spoel vloeit in de loop van de tijd verandert. we registreren de schommelingen in de elektrische stroom over een bepaalde periode en analyseren ze. Deze stroomschommelingen veranderen afhankelijk van de positie van de bout. Hierdoor kunnen we precies bepalen waar de bout zich op een bepaald moment bevindt. Weten waar de bout is, betekent dat we een effectief middel hebben om de beweging ervan te controleren, ", legt Matthias Nienhaus uit.

Echter, de onverwerkte signalen die de onderzoekers in eerste instantie opnemen, bevatten veel te veel ruis om zinvolle informatie over de status van het apparaat te geven. "We egaliseren de ruwe signalen met behulp van onze nieuwe integratiemethode die nu wordt gedekt door een octrooiaanvraag, " legt professor Nienhaus uit.

Met behulp van hun nieuwe methode, de aandrijfsysteemingenieurs in Saarbrücken zijn in staat om een ​​schoon meetsignaal uit te filteren. "Het is een beetje alsof je continu de gemiddelde snelheid berekent wanneer de snelheid van de auto waarin je rijdt van het ene moment op het andere varieert, ", zegt Nienhaus. Met de resultaten kunnen de onderzoekers de positie van de bout in de spoel nauwkeurig bepalen. "Onze methode levert ons een meetsignaal op dat vrijwel ruisvrij is. We gebruiken het signaal om de bout te positioneren waar we hem nodig hebben, en we kunnen het zelfs een beetje voorbij het uiteinde van de spoel plaatsen, " hij voegt toe.

Het team zal dit jaar op de Hannover Messe demonstreren wat ze bedoelen met 'high-precision control'. De demonstratie, waarbij een stalen bal zo nauwkeurig wordt bestuurd dat deze op een volledig vooraf bepaalde manier op en neer kan drijven, onderstreept niet alleen de technische bekwaamheid van het team, het toont ook het potentieel van de nieuwe technologie. "De demonstratie toont duidelijk de snelheid en precisie van onze nieuwe besturingstechnologie. We jongleren effectief met een stalen bal met niets meer dan het eigen stroomsignaal van het apparaat - zonder dat er extra positiesensoren nodig zijn, ", zegt Matthias Nienhaus.