Magnetic Brake II

Die Aktivitäten der Menschheit im Weltraum nehmen ständig zu. Moderne Satelliten und andere Raumfahrzeuge sind mit einer großen Anzahl von Drehantrieben ausgestattet. Zum Blockieren von Drehbewegungen, z. B. beim Fixieren von Antennen oder Solarpanels in ihrer Ausrichtung, können herkömmliche Bremsen auf Reibungsbasis oder mit mechanischer Verriegelung wegen der Gefahr von Kaltverschweißung oder Abrieb nicht verwendet werden. Der herkömmliche Ansatz verwendet Schrittmotoren, die aufgrund der magnetischen Reluktanz ein inhärentes Rastmoment aufweisen. Die Größe des Schrittmotors wird jedoch manchmal nicht durch das erforderliche Nenndrehmoment, sondern durch das erforderliche Bremsmoment bestimmt. Dadurch werden diese Aktuatoren unnötig groß und schwer.

Das Projekt MagneticBrake II hat ein neuartiges Konzept einer magnetischen Bremse erarbeitet, die mit einem einfachen Stromimpuls ein- und ausgeschaltet werden kann. Das besondere daran: In keinem der stabilen Zustände – weder im verriegelten noch im entriegelten Zustand – wird Energie verbraucht. Das Funktionsprinzip ist einfach: Über einen Permanentmagneten wird ein magnetischer Fluss erzeugt, der durch die Verzahnung eine stabile Rastposition erzeugt. Damit ist ein Energieloses Halten gewährleistet. Durch eine spezielle Konstruktion des Permanentmagneten ist es möglich, diesen durch einen kurzen Stromimpuls in einer Spule, den Magnetischen Fluss ein- und auszuschalten. Wenn kein magnetischer Fluss zu gegen ist, kann der Rotor ohne Widerstand verstellt werden. Ein zweiter Strompuls schaltet danach den magnetischen Fluss des Permanentmagneten wieder ein und die Bremse ist wieder verriegelt.