Das Liebherr-Produktsegment Komponenten und mtex Antenna Technology vereinen ihr Fachwissen, um mit den Antennen für das Very Large Array der nächsten Generation (ngVLA) den Blick in die unendlichen Weiten des Alls zu richten. Das ngVLA wird die größte Radioastronomieanlage der nördlichen Hemisphäre sein. Die Azimutverstellung der Antennen wird durch dreireihige Rollenlager mit einem Durchmesser von drei Metern und perfekt darauf abgestimmte Drehantriebe ermöglicht. Zusätzlich sorgen Zahnkranzsegmente zusammen mit den Antrieben für eine genaue Elevationsverstellung der Antenne. Das Zusammenspiel von Großwälzlagern und Antrieben garantiert eine exakte Steuerung und Positionierung der Antennen für die Erforschung des Universums.
Die Antennen der neuen Generation mit einem Durchmesser von je 18 m werden in einem klar definierten Muster in ganz Nordamerika positioniert. Das Areal mit insgesamt 244 Antennen wird sich über etwa 1000 km erstrecken. Die spezielle Anordnung der Antennen wird dabei für einen optimalen Datenempfang aus dem Kosmos sorgen.
Präzision im Handumdrehen: die nahtlose Synergie dreier Elemente
Entscheidend für den Betrieb einer ngVLA-Antenne sind die darin verbauten Komponenten wie das Großwälzlager, zwei Zahnkränze und die Azimutantriebe. Das Großwälzlager wird für die Azimutverstellung verwendet, um eine genaue Positionierung der Antenne zu ermöglichen. Der Durchmesser der Rollendrehverbindung beträgt 3,3 m. Dabei beläuft sich ihr Gewicht auf 4128 kg, um für mehr Stabilität zu sorgen; ihre Rundlaufgenauigkeit von 0,1 mm in axialer und 0,05 mm in radialer Richtung übernimmt eine entscheidende Rolle für die Präzision. Das Großwälzlager ist spielfrei konstruiert und eignet sich dadurch ideal für die Azimutverstellung der Antenne.
Als Ergänzung zum Großwälzlager ist der Zahnkranz von einer großen Bedeutung für die Elevationsverstellung der Antenne, wobei er die hohen Anforderungen an die Verzahnungsqualität erfüllt. Die zwei Zahnkranzsegmente, die jeweils an den Seiten der horizontalen Antennendrehachse positioniert sind, sorgen für ihre exakte Elevationsverstellung.
Zudem ermöglicht die Interaktion der Azimutantriebe mit dem Großwälzlager ein hohes Maß an Präzision, in welcher sich die Satellitensysteme um die Turmachse drehen. Der Schlüssel ist ein geringes Verdrehspiel und eine erhöhte Steifigkeit der Planetengetriebe. Diese Optimierungen stellen sicher, dass der Verstellmechanismus des Gesamtsystems mit maximaler Genauigkeit arbeitet und so langfristig eine exakte Positionierung gewährt.
Die Elevationsverstellung, die für die Neigung von Satellitenschüsseln zuständig ist, nutzt die gleichen Antriebe wie die Azimutverstellung, jedoch mit einem angepassten Übersetzungsverhältnis. Das Zusammenspiel der beiden Verstellsysteme ist für eine exakte Antennenausrichtung unabdingbar.
Rigorose Tests als Erfolgsvoraussetzung
Um die Präzision des Azimut-Lagers zu gewährleisten, unterzog Liebherr-Components das Lager dem sogenannten „Wobble-Test“. Am Standort in Biberach wurden dabei ausgewählte Positionen mehrmals angefahren, um somit die größtmögliche Genauigkeit im Betrieb zu messen und sicherzustellen.
Vor der Markteinführung testet der Hersteller die Prototypen auf Herz und Nieren in einem umfassenden Testprogramm, einschließlich Steifigkeitstests, um sicherzustellen, dass die Azimut- und Elevationsantriebe die höchsten Industriestandards nicht nur erfüllen, sondern übertreffen. Das über Jahrzehnte aufgebaute Fachwissen ist entscheidend für das Zusammenwirken von Großwälzlager, Zahnkranz und Drehantrieben als Komponenteneinheit.
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