Compacte lineaire technologie in testapparatuur voor elektromotoren bestand tegen continu gebruik

De auto-industrie richt zich steeds meer op het thema elektromobiliteit. En dit heeft ook gevolgen voor de hele ontwikkelings- en toeleveringsketen. Elektrische motoren en accu's en andere e-componenten moeten bijvoorbeeld 100% worden getest, waarbij de elektrische specificaties zoals overspanning, stroomniveaus en contact maken centraal staan.
Om dergelijke tests in productielijnen te integreren, zijn nieuwe testsystemen en ideeën voor de optimale integratie van de machines in de productieomgeving nodig.
Dit is waar MCW Systemtechnik GbR, opgericht in 2017, om de hoek komt kijken. De kerncompetenties van MCW omvatten elektrische planning en het mechanische ontwerp van machines en (test)systemen, evenals de bouw van schakelkasten.
Het bedrijf heeft de zogenaamde "Multiplexer" ontwikkeld, een apparaat dat de elektrische aansluiting van testobjecten zoals tractiebatterijen op verschillende meetapparaten automatiseert (afb. 1). De multiplexer kan elektromotoren aansluiten op drie meetapparaten en onder andere laagohm- en weerstandsmetingen, een hoogspanningstest en een kortsluittest uitvoeren. Twaalf tests worden in minder dan 60 seconden uitgevoerd.
Het voordeel is duidelijk: het systeem versnelt het testen aan het einde van de lijn en vermindert tegelijkertijd de slijtage van de dure testapparatuur.
Een bijzondere uitdaging in het ontwerp was echter de hoge snelheid waarmee elk testsample het proces doorloopt. De prestaties en levensduur van de lineaire modules voor contact maken en contactloos maken zijn hier cruciaal. Het hoge aantal lineaire bewegingen is het gevolg van de korte testcycli van de end-of-line test. In een jaar maakt een multiplexer ongeveer 500.000 contacten en contactverwijderingen. Naast de levensduur moet echter ook de aanzienlijke kracht die nodig is om de connectoren te koppelen en ontkoppelen niet worden onderschat.
Tot slot moet de multiplexer zo compact mogelijk zijn in het toepassingsgebied en in een 19-inch rek passen. Dit beperkt vooral de totale breedte en de keuze aan bewegende componenten.

In hun zoektocht naar een geschikt lineair systeem voor het aan- en afkoppelen stuitten de MCW ontwerpers op ons modulaire aandrijftechnologiesysteem, dat in een directe vergelijking met een kogelomloopgeleiding de optimale oplossing voor de klant bleek te zijn.
Voor de (relatief lange) horizontale beweging wordteen drylin® lineaire module SHT gebruikt, waarin een spindel met schroefdraad van roestvrij staal wordt gecombineerd met ronde assen van aluminium en een moer van een geleidingsschroef en met lagerelementen van een iglidur® hoogwaardig polymeer (fig. 2). De materiaalcombinaties zorgen voor een nauwkeurig en wrijvingsarm, slijtvast en - heel belangrijk - smeermiddelvrij lineair proces. Om de gewenste snelheid te bereiken, wordt een spindel met steile schroefdraad gebruikt.
De zeer korte verticale slagbeweging voor het inbrengen in de connector wordt ook uitgevoerd met een drylin® SHTlineaire module, die in dit geval is uitgerust met twee sledes en een omgekeerde spindel (afb. 1). De drylin® eenheden blijken ook voordelig te zijn door hun compacte ontwerp en voldoen aan de krappe ruimtevereisten in de toepassing.
Om een korte cyclustijd te bereiken en het gebruik van de dure aangesloten meetapparatuur te maximaliseren, zijn er twee schakeleenheden in elke multiplexer, waarvan de onderste is gemonteerd "overhead". Terwijl het ene systeem meet, kan het andere contactloos werken, zodat er geen dode tijden zijn. De drylin® lineaire modules bewijzen zich ook
met betrekking tot het hoge aantal cycli. Het gezamenlijke ontwerp toonde aan dat de drylin® modules SHT bij uitstek geschikt zijn voor de korte testcycli en ongeveer 500.000 contacten en contactverwijderingen.
Tot slot komt ook de kabelrups op de compacte drylin® lineaire modules SHT uit ons programma (afb. 3) en heeft zich in de praktijk met de eveneens hoge technische eisen bewezen.