Rotatorischer Mikroaktor auf Basis des Gerotor-Prinzips mit neuartiger fluidischer Steuerung

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In zahlreichen Anwendungen werden Sensoren bereits mit Mikroaktoren kombiniert und bilden zusammen regelbare Mikrosysteme. Allerdings ist die Variantenvielfalt der Sensoren wesentlich größer als die der Mikroaktoren, sodass eine große Motivation zur Entwicklung von Aktorsystemen für bisher wenig betrachtete Anwendungen besteht. In diesem Beitrag wird ein neuartiger hydraulischer Mikroaktor vorgestellt, der auf dem Prinzip eines Gerotor-Motors basiert. Die Entwicklung dieses Motors ist durch eine Fragestellung aus der Medizintechnik – genauer aus der minimal-invasiven Herzchirurgie – inspiriert. Hier wird ein robuster, rotatorischer Antrieb mit geringer Drehzahl benötigt, der einen Außendurchmesser von maximal 8 mm hat. Bei der Gegenüberstellung verschiedener Aktorprinzipien zeigten sich die Vorteile eines hydraulischen Antriebs. Maßgeblich für die letztendliche Wahl des Gerotor-Prinzips ist dessen einfacher Aufbau als Grundvoraussetzung für die Miniaturisierbarkeit. In den folgenden Abschnitten wird die Konzeptionierung des rotatorischen Mikroaktors erläutert, dessen Funktionalität mit Hilfe eines Makromodells mit einem Außendurchmesser von 50 mm nachgewiesen wurde. Abschließend wird eine Designoptimierung für einen Mikroaktor mit einem Außendurchmesser von 10 mm präsentiert.