El ámbito de aplicación para accionamientos y reductores se extiende a través de muchos ámbitos parciales técnicos. En este contexto, el reductor que se encuentran en cada vehículo solo supone un pequeño, aunque importante, ámbito de aplicación parcial. La totalidad de la industria de la automatización requiere siempre nuevas soluciones individuales apropiadas para determinadas problemáticas. Pero siempre se trata de llevar a cabo vías, que un determinado componente debe establecer, de tal forma que se obtenga un resultado muy concreto.
Accionamiento directo – Unidad sin reductor
Cuando entre la unidad accionadora y la salida final ya no existe una transmisión mecánica en forma de un reductor, hablamos de accionamiento directo. El motor, como unidad accionadora, debe entonces ser capaz de facilitar un momento para con un número de revoluciones determinado para el accionamiento. Dado que el reductor se suprime en el accionamiento directo, aquí el momento de inercia de masa de todas las masas individuales rotantes es menor que en unidades de accionamiento equiparables con reductores conectados de forma intermedia.
Como ejemplo clásico de la utilización de un accionamiento directo se puede considerar el motor de alto par. Este motor sincrónico de alta polaridad trabaja con un número de revoluciones relativamente pequeño, pero genera simultáneamente un momento par alto.
Servoaccionamientos como construcción de ayuda en la medicina
El término «servoaccionamiento» se refiere a accionamientos eléctricos que pueden ser configurados para un elevado ámbito de revoluciones. Una característica especial de este grupo de accionamientos es la posibilidad de elegir una curva característica de momento par adaptada a una determinada problemática. La estructura de servomotores permite la selección de adecuados puntos de funcionamiento o de trabajo de un curva característica de momento par. Gracias a estas ventajosas características los servoaccionamientos se utilizan frecuentemente para máquinas de embalaje o en el ámbito de la robótica. Precisamente en estas áreas de problemáticas lo determinante suele ser un movimiento de las cargas en el punto preciso a lo largo de una trayectoria predeterminada. Otro ámbito de aplicación de servomotores se encuentra en el ámbito de la técnica de la medicina. El exoesqueleto es una construcción auxiliar para personas con alguna discapacidad física. De forma eficiente, el exoesqueleto (también llamado esqueleto exterior) da soporte a nivel de motricidad fina a determinadas funciones corporales. A la persona con discapacidad se le facilitan de esta manera movimientos cotidianos que siempre se repiten, de forma que esta sensible construcción se convierte en una valiosa ayuda para sus usuarios. Esto se aplica especialmente al exoesqueleto activo, que necesita una alimentación de energía propia para el funcionamiento de su servoaccionamiento.
Reductor según el principio del reductor armónico
Este tipo de reductor especial permite, gracias a su construcción especial, consistente en tan solo tres componentes esenciales, a saber, Wave Generator, Flexispline y Circular Spline, grandes transferencias de altas revoluciones a bajas revoluciones. Otro criterio decisivo para los reductores armónicos Harmonic Drive® es la completa ausencia de juego que ofrece el componente CPL-2A de Harmonic Drive AG.
El accionamiento del reductor armónico Harmonic Drive® se realiza a través de un Wave Generator situado céntricamente, cuyo contorno externo tiene forma elíptica. Sobre este contorno en forma de elipse hay colocado un fino cojinete de bolas especial que, en el área elástica, es el receptor de las deformaciones del contorno elíptico durante su rotación. Estas deformaciones elásticas se transmiten al Flexspline, que está provista de un dentado en su contorno externo. El dentado externo del Flexspline se introduce en el dentado interno del tercer componente esencial, el Circular Spline. La cantidad de dientes del Circular Spline suele ser dos dientes mayor que el del dentado externo del Flexspline. De esta forma, un giro completo del Wave Generator solo conlleva un pequeño giro parcial del Circular Spline en dos dientes. Sin embargo, si se detiene el Circular Spline, un giro completo del Wave Generator conlleva un giro parcial del Flexspline, si bien en la dirección de giro contraria.
Resumen de componentes del reductor armónico Harmonic Drive®
Accionamientos para la técnica aeroespacial
Gracias a la característica especial de la total ausencia de juego del reductor armónico, los accionamientos mencionados son adecuados para su uso en naves de la técnica aeroespacial. Como ejemplos destacables cabe mencionar aquí la guía automática de parasoles para la alimentación de energía, así como unidades para la corrección del curso de naves mediante propulsores. También el posicionamiento preciso de antenas puede ser realizado con el reductor armónico. Dado que en la técnica aeroespacial en las unidades de accionamiento también hay que tener en cuenta posibles precisiones de repetición, la característica de la completa ausencia de juego es un importante garante para el cumplimiento de estas necesarias funciones.
Accionamientos mediante reductores planetarios
El nombre de «reductor planetario», también denominado reductor de ruedas planetarias, se basa en que las ruedas dentadas concretas, denominadas ruedas planetarias, desarrollen, además de un giro propio, también una rotación alrededor de una rueda central, denominada rueda solar. Con reductores planetarios se pueden transmitir pares de torsión. También se pueden conseguir elevadas transmisiones con pocas ruedas dentadas. En los reductores planetarios, el accionamiento y la salida se realizan sobre el mismo eje. En la versión básica de una reductor planetario, estas ruedas dentadas está situadas sobre tres ejes. En el primer eje está situada la rueda solar, sobre la que suele producirse el accionamiento del motor. El segundo eje está pensado para el almacenamiento del portador de planetas con ruedas planetarias. El tercer eje, con su posicionamiento coaxial, ayuda a los demás ejes para la recepción de la rueda hueca con dentado interior. En este dentado interior se introducen los dientes de las ruedas planetarias. Durante el funcionamiento, el eje es detenido con la rueda hueca, si bien esto no es algo que deba suceder siempre. Cuando el eje es detenido con el soporte planetario, se habla también de un reductor fijo.
Una aplicación muy habitual de reductores planetarios se encuentra en cada vehículo en forma de reductor diferencial. Este reductor sirve, en los trayectos curvos, para que se produzca la necesaria compensación de las ruedas, que siguen el radio interno, frente a aquellas que se mueven sobre el radio externo. Otra aplicación, muy conocida, de reductores planetarios se encuentra en el cambio de buje de bicicletas.
Reductores especiales según especificaciones individuales de clientes
A este ámbito parcial de los reductores que requieren siempre un acercamiento individual pertenece especialmente el sector de la robótica. Como representante de la automatización, en el marco del mencionado sector se trata de realizar movimientos efectivos no solo sobre determinadas trayectorias espaciales. Además, la regulación de la velocidad momentánea del componente a mover juega un papel decisivo. Los movimientos y retrasos que se produzcan y las fuerzas de masa dinámicas derivadas de ello deben ser tenidas en cuenta en todas las reflexiones.
Técnica de accionamiento como pilar portador de la automatización
El campo de la técnica de accionamiento es extraordinariamente variado y requiere, mediante problemáticas frecuentemente ramificadas, un alto grado de experiencia y de relación con la praxis. Por este motivo, a veces es imprescindible sustituir sistemas estandarizados por soluciones adaptadas al caso individual. En tales casos especiales, es necesaria una combinación de varios componentes que afectan tanto a los accionamientos como a los reductores. Mediante el empleo de reductores especiales, como por ejemplo los reductores conforme al principio de reductor armónico que se utilizan en la ingeniería aeroespacial, este tipo de accionamiento es absolutamente actual. En el transcurso de la creciente automatización, la técnica de accionamiento será también en el futuro de enorme relevancia, y tendrá una influencia decisiva en el mundo de la técnica.