Zuverlässige Antriebe für das Miniatur Wunderland:

DC-Kleinstmotoren bewegen die „Welt“

Zu den neuesten Abschnitten gehört der Flughafen Knuffingen Airport, ein originalgetreuer Nachbau des Hamburger Flughafens. Bild: Miniatur Wunderland

Kleine, leistungsfähige Antriebe sind heute in den unterschiedlichsten Sparten gefragt, von der Industrieautomation bis hin zur Medizin- und Weltraumtechnik. Die verschiedenartigen Anwendungen haben allerdings durchaus Gemeinsamkeiten, denn zuverlässige und sichere Funktion, Genauigkeit, lange Lebensdauer, Anpassungsfähigkeit und Energieeffizienz gehören praktisch überall zu den grundlegenden Forderungen. Das gilt auch für eher exotische Einsatzbereiche: Im Miniatur Wunderland in Hamburg beispielsweise tragen zahlreiche DC-Kleinstantriebe dazu bei, dass die Besucher auf rund 1300 Quadratmetern unterschiedlichste Regionen und Kulturen unserer Erde im Kleinformat und in wenigen Stunden erkunden können.

Im Miniatur Wunderland in Hamburg können Besucher auf rund 1300 Quadratmetern unterschiedlichste Regionen und Kulturen unserer Erde im Kleinformat und in wenigen Stunden erkunden. Bild: Miniatur Wunderland

Im Miniatur Wunderland in Hamburg können Besucher auf rund 1300 m² Regionen und Kulturen der Erde im Kleinformat erkunden.
Bild: Miniatur Wunderland

Das Miniatur Wunderland in der Hamburger Speicherstadt ist weit mehr als eine große Modelleisenbahn. Neben den 930 Zügen, die täglich mehrere Hundert Kilometer zurücklegen, sorgen knapp 9.000 Autos, viele Schiffe und über 200.000 Miniatur-Einwohner, dafür, dass die Besucher viele facettenreiche Szenenbilder im Maßstab 1:87 betrachten können: Polizisten stellen Radarfallen auf und jagen Kriminelle, die Feuerwehr ist immer wieder im Einsatz, die Bewohner besuchen große Feste oder Trauerfeiern. Zu den neuesten fertiggestellten Abschnitten gehört der Flughafen Knuffingen Airport, ein originalgetreuer Nachbau des Hamburger Flughafens. Von der Technikhalle bis zur Flugabfertigung überrascht der Airport mit vielen liebevollen Details: 40 Mini-Flugzeuge werden von einem Start- und Landekatapult in die Luft befördert und rollen, gesteuert von einem Satellitensystem, über das Rollfeld .

Die Technik im Verborgenen

Die Gründer des Miniatur Wunderlandes: Gerrit und Frederik Braun. Bild: Miniatur Wunderland

Die Gründer des Miniatur Wunderlandes: Gerrit und Frederik Braun.
Bild: Miniatur Wunderland

Gerrit Braun, der das Miniatur Wunderland mit seinem Bruder Frederik ins Leben gerufen hat, erläutert das Vorgehen: „Einer unserer Grundsätze war es schon immer, sich jeder technischen Herausforderung zu stellen, egal wie aussichtslos sie am Anfang erscheinen mag. Mit dieser Einstellung haben wir es geschafft, Effekte zu kreieren, die die Besucher immer wieder zum Staunen bringen.“ Rund 335.000 Lichter, die dank einer eigens entwickelten Lichtsteuerung dynamisch an- und ausgehen, sorgen für eine nahezu perfekte Tag- und Nachtsimulation. Viele der Fahr- und Flugzeuge werden per Computer automatisch gesteuert oder können mit den über 200 Tastern von den Besuchern in Bewegung gesetzt werden.

Mit einem Motordurchmesser von 15 Millimetern und einer Motorlänge von 17 Millimetern ist dieser eisenlose DC-Kleinstmotoren sehr kompakt und wiegt lediglich 18 g. Bild: FAULHABER

Mit einem Motordurchmesser von 15 Millimetern und einer Motorlänge von 17 Millimetern ist dieser eisenlose DC-Kleinstmotoren sehr kompakt und wiegt lediglich 18 g.
Bild: FAULHABER

Bei vielen dieser Aktionen sind DC-Kleinstmotoren aus dem Hause FAULHABER, die treibende Kraft. „Wir setzen verschiedene Baugrößen entsprechend der jeweiligen Antriebsaufgabe ein“, erläutert Systemtechniker Mathias Stamm. Bei den Flugzeugmodellen des Airports Knuffingen beispielsweise finden Motoren der Serie 1717 Verwendung. Auch die kleine Feuerwehr des Flughafens und viele der Züge werden von diesen Motoren angetrieben. Die kompakten Kraftpakete erreichen ein Dauer-Drehmoment 2,8 mNm bei einem Motordurchmesser von lediglich 17 Millimetern. Dadurch lassen sie sich auch bei den beengten Einbauverhältnissen in den Modellen gut integrieren. Außerdem benötigen sie nur sehr geringe Anlaufspannungen, sind gegenüber Spannungsschwankungen tolerant und arbeiten mit einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 87 Prozent. Damit eignen sie sich besonders für akkugestützte Einsatzfälle wie in der beschriebenen Anwendung. Zudem erleichtert die lineare Charakteristik der Motoren die Regelung. Für Kleinstmotoren gibt es im Miniatur Wunderland aber noch viele weitere Einsatzbereiche. Bei der Bewegung von Rolltoren beispielsweise fiel die Wahl auf einen noch kleineren Motor: „Der Motor der Baureihe 1524 mit lediglich 15 mm Durchmesser ist dabei innen liegend integriert und dreht das Tor nach oben“, beschreibt Stamm.

Zuverlässige Antriebe mit geringem Trägheitsmoment

DC-Kleinstmotoren mit Edelmetallkommutierung. Bild: FAULHABER)

DC-Kleinstmotoren mit Edelmetallkommutierung.
Bild: FAULHABER)

Die DC-Kleinstmotoren unterscheiden sich von herkömmlichen Ausführungen hauptsächlich durch den Rotor. Dieser ist nicht auf einen Eisenkern gewickelt, sondern besteht aus einer freitragenden, in Schrägwicklung hergestellten Kupferspule. Der leichte Rotor überzeugt durch ein geringes Trägheitsmoment und rastmomentfreien Lauf, was wiederum der Dynamik zugute kommt. Bei Motoren mit kleiner Leistung haben sich die Edelmetall-Kommutierungssysteme zudem wegen ihres geringen Übergangswiderstands bestens bewährt.
Von diesen Eigenschaften lässt sich natürlich auch in vielen anderen Anwendungen profitieren. Die Kleinstmotoren stehen mit Durchmessern von 6 bis 22 mm zur Verfügung und werden ergänzt durch eine umfangreiche Auswahl an Standardkomponenten wie hochauflösenden Encodern, Präzisionsgetrieben und Steuerungen. Für besondere Anforderungen lassen sie sich zudem modifizieren. Zu den häufigsten Anpassungen gehören beispielsweise Vakuumtauglichkeit, Erweiterung des Temperaturbereichs, modifizierte Wellen, andere Spannungstypen sowie kundenspezifische Anschlüsse oder Stecker. Dementsprechend breit gefächert ist das Anwendungsspektrum; es reicht von der Medizin- und Kameratechnik bis hin zu Robotik oder beliebigen Automatisierungsaufgaben.

Guter Support sorgt für Erfolg

Im Miniatur Wunderland konnten die Motoren vor allem durch ihre Zuverlässigkeit überzeugen: „Sie sind qualitativ sehr hochwertig und laufen wartungsfrei“, betont Mathias Stamm. Zum anderen ist es aber auch der professionelle Support, der ihn überzeugt. „Wir nehmen eher kleine Mengen ab“, so Stamm. „Trotzdem können wir bei Fragen direkt auf den telefonischen Support des Herstellers zugreifen.“

Auch bei einer besonderen Aktion im englischen Fernsehen konnte das Miniatur Wunderland 2011 dank FAULHABER-Technik punkten. Der bekannte BBC-Moderator James May war in seiner Sonntagabend-Show „Toy Stories“ im Miniaturzugrennen gegen ein Team des Miniatur Wunderlands angetreten. Die Aufgabe lautete, die historische, neun Meilen lange Eisenbahnstrecke von Bideford nach Barnstaple mit einer Modelleisenbahn als Schnellster zurückzulegen. Für die Show hatten sich die Verantwortlichen des Miniatur Wunderlands einen besonderen Gag einfallen lassen. „Wir entwickelten einen Zug, der mit Biotreibstoff angetrieben wurde. Den ließen wir auf halber Strecke dramatisch explodieren, aber mit einer anderen Bahn erreichten wir das Ziel als Erster“, freut sich Gerrit Braun. Die Zugmaschinen für dieses Rennen wurden vorher mit FAULHABER-Kleinstmotoren ausgerüstet, um der anspruchsvollen Aufgabe gewachsen zu sein.

Über FAULHABER
Die FAULHABER-Gruppe mit ihren 1.700 Mitarbeitern ist spezialisiert auf Entwicklung, Produktion und Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu 200 Watt Abgabeleistung. Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren, DC Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. Die Marken der FAULHABER-Gruppe gelten weltweit als Zeichen für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik, Bestückungsautomaten, Präzisionsoptik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie Robotik. Vom leistungsstarken DC-Motor mit 200 mNm Dauerdrehmoment bis zum filigranen Mikroantrieb mit 1,9 mm Außendurchmesser umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25 Millionen Möglichkeiten, ein optimales Antriebssystem für eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten ist zugleich die Basis für Modifikationen, um auf besondere Kundenwünsche hinsichtlich Sonderausführungen eingehen zu können.

Titelbild: Miniatur Wunderland

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Dipl Ing. (BA) Andreas Seegen

Leiter Marketing bei FAULHABER

Ellen-Christine Reiff

Ellen-Christine Reiff

Studium der deutschen Philologie, danach tätig bei Theater und Fernsehen, seit 1986 freie Journalistin beim Redaktionsbüro Stutensee mit Schwerpunkt Optoelektronik, elektrische Antriebstechnik, Elektronik und Messtechnik.

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