Un sofisticado actuador piezohidráulico de tan solo 9 cm de largo que puede aplicar una fuerza de más de 150 Newtons (equivale a 15 Kg de peso). Se puede utilizar en operaciones con válvulas y alerones, en robótica, etc…

Actuador piezohidráulico de Siemens en miniatura.

Actuador piezohidráulico de Siemens en miniatura.

Descripción del actuador piezohidráulico.

El concepto combina piezas mecánicas e hidráulicas. Una tensión provoca pequeñas deflexiones en un cristal piezoeléctrico y un sistema hidráulico interno combina estos pequeños movimientos para generar un aumento de dos centímetros. Los actuadores electromagnéticos genuinos pierden eficacia si son muy pequeños. Otra ventaja del nuevo accionamiento es su caja metálica, lo que garantiza que todo el fluido hidráulico necesario está contenido en el sistema para que sólo tenga que ser alimentado con electricidad y no con líquido. Por otra parte, está protegido contra las influencias externas, como el polvo, la humedad y los productos químicos.

Cómo funciona el sistema de detección.

Cristales piezoeléctricos se expanden en una dirección determinada tan pronto como se les aplica una tensión. Estos cristales se utilizan para impulsar válvulas de inyección en motores de combustión, por ejemplo. Una de sus ventajas es su respuesta dinámica. Debido a su gran rigidez, responden casi sin rezagarse. Por el contrario, un sistema hidráulico convencional necesita tener una bomba central, comprimir el fluido hidráulico en todos los tubos del sistema antes de que pueda generar un movimiento mecánico.

Concepto.

El actuador piezohidráulico desarrollado por el departamento de investigación global de Siemens Corporate Technology (CT) logra un alto nivel de rigidez, ya que sólo necesita seis mililitros de líquido hidráulico. El sistema hidráulico cerrado se compone de tres fuelles metálicos adyacentes que pueden expandirse a lo largo de un eje y están conectados entre sí por válvulas anti retorno. Si el cristal piezoeléctrico se excita, se expande en la cámara central, donde crea presión. Esta presión abre la válvula a la cámara adyacente, que tiene un vástago de accionamiento unido a su parte delantera. El fluido entrante se expande ligeramente al fuelle y el vástago del accionador se extiende. Usando una solución de integración patentada, los desarrolladores alcanzaron un aumento total de dos centímetros: Ellos operan el cristal piezoeléctrico con un voltaje de onda de sierra de alta frecuencia y combinan la rápida sucesión de pequeñas expansiones para crear un movimiento completamente suave del vástago del actuador.

Ventajas del sistema de detección piezohidráulico.

El concepto tiene dos ventajas: Si se aplica la tensión inversa en forma de onda, la dirección de bombeo y el movimiento se invierten también. Además, el accionamiento mantiene su extensión una vez que se ha fijado. Por el contrario, los accionadores utilizados en engranajes convencionales para transmitir energía no pueden soportar vibraciones y otras influencias a largo plazo.

Últimos detalles.

El sistema es un desarrollo posterior de un accionamiento piezohidráulico que CT creó para controlar las válvulas de motores de combustión a gran escala, como las turbinas de gas. Según los desarrolladores, el nuevo accionamiento también puede ser utilizado en otras aplicaciones tales como robots, el funcionamiento de alerones de aeronaves, y en cuartos limpios y tecnología médica.


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