Inhaltsverzeichnis
1. Egal, wie spezifisch die Anforderungen sind
2. Vorausschauend agieren statt reagieren
3. Außergewöhnliche Lösungen erarbeiten
4. Gewindetriebe ermöglichen Weltraumrendezvous
5. Shuttle-Service ins All mit dem Dream Chaser
6. Extreme Bedingungen in der Raumfahrt
7. Kugelgewindetrieb als ideales Funktionselement
8. Überzeugende Technik: Hard-Inox-P-Behandlung
9. Von der Einzelanfertigung bis zur Serie
Wenn der Himmel in der Dämmerung dunkel ist und die ISS von der Sonne beschienen wird, kann man sie von der Erde aus sehen. Die internationale Space Station leuchtet wie ein heller Stern. In einer Höhe von 400 km fliegt sie mit einer solchen Geschwindigkeit, dass sie der Erdanziehungskraft trotzt. Der Gewindeprofi Eichenberger bestätigt mit dem im Folgenden beschriebenen Projekt einmal mehr, dass er Anwenderwünsche und Leistungsanforderungen mit Lösungen verbindet, denn drei seiner Kugelgewindetriebe meistern das Andocken an der ISS im Orbit.
Egal, wie spezifisch die Anforderungen sind
Konstrukteure stehen regelmäßig vor der Aufgabe, für die Realisierung linearer Bewegungen die jeweils passende Antriebstechnik festzulegen. Oft sind hohe Zustellgenauigkeiten und oszillierende Bewegungen hoher Frequenz bei kleinen Hüben oder hoher Dynamik im Dauereinsatz zu bewältigen. Sicherheit und Zuverlässigkeit stehen im Mittelpunkt. Häufig stellt geringer Bauraum bei großer Belastung eine Herausforderung dar. Die Wartungs- und Lebensdauer und nicht zuletzt die Kosten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Anforderungen an mechanische Antriebselemente und die Ansprüche in den jeweiligen Anwendungsfeldern steigen in gleicher Weise.
Kugelgewindetriebe (KGT) gehören in vielen Branchen zu den am häufigsten genutzten Antriebssystemen. Die Vorteile liegen in ihrem hohen Wirkungsgrad und ihrer Energieeffizienz. Eichenbergers Spindeltechnologie, das Gewinderollen (Kaltumformung der Mantelfläche runder Teile), vereint hohe Tragfähigkeit und Kraftdichte mit enormer Dynamik und Präzision bei maximaler Laufleistung.
Vorausschauend agieren statt reagieren
Bei Eichenberger steht der Anwender im Fokus: Aktiv zuhören und nachfragen, beraten, entwerfen, bauen, testen, optimieren, produzieren. Nur durch den gezielten Austausch von Informationen und Ideen können Bedürfnisse in vollem Umfang verstanden und umgesetzt werden. So passt der Gewindeprofi die Produkte und seine Wertschöpfungskette dem stetig steigenden internationalen Wandel an. Der Gewindespezialist lebt „Vorausschauendes Agieren statt Reagieren“ als Bestandteil seiner Firmenkultur. Seine maßgeschneiderten Kugelgewindetriebe sind überall im Einsatz: von der Medizin-, Elektro- und Fahrzeugtechnik, über die Automatisierung bis hin zur Luft- oder sogar der Raumfahrt.
Außergewöhnliche Lösungen erarbeiten
Die vielfältigen Aufgabestellungen der Anwender haben den Gewinderoller aus dem Schweizerischen Burg über fast sieben Jahrzehnte hinweg zu einem erfahrenen und gefragten Spezialisten gemacht. Bei Eichenberger ist eine rationelle, schnelle Fertigung die Regel. Prototypen, falls nötig inklusive Gewinderoll-Werkzeug, können innerhalb kurzer Zeit hergestellt werden. Das ist nur möglich, weil Entwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement und Vertrieb inhouse perfekt ineinandergreifen. Dank diesem Faktor lässt sich flexibel und wettbewerbsfähig produzieren. Auf Anfrage werden heute außergewöhnliche Lösungen erarbeitet. Im wirtschaftlichen Kaltrollverfahren wird das Unmögliche realisiert.
Gewindetriebe ermöglichen Weltraumrendezvous
Nicht selten nehmen Lösungen für exotische Sonderanwendungen ihren Anfang in inspirierenden Gesprächen. Mit einem weltweit führenden Anbieter von Produkten für die Raumfahrtindustrie wurde 2015 in Burg ein Projekt gestartet. Ziel dieser Zusammenarbeit ist, ab 2020 Ankopplungen während eines Weltraumrendezvous zwischen der ISS und dem neuartigen, wiederverwendbaren Raumgleiter Dream Chaser durchzuführen. Die zu „300 % sichere“ und funktionsfähige Docking-Einheit ist dabei zentral. Als Herzstück im Innern dieses Ankopplungssystems sind drei starke, korrosionsbeständige Kugelgewindetriebe mit Endkappen-Kugelrückführung, Carry Typ KGE, 16 × 16, vorgesehen. Beim Space-Shuttle-Service gilt Zuverlässigkeit als oberstes Gebot. Die Robustheit und Belastbarkeit in der schroffen, unwirtlichen Orbit-Umgebung spielt eine wesentliche Rolle. In gleicher Weise ist minutiöse Genauigkeit entscheidend.
Shuttle-Service ins All mit dem Dream Chaser
Auf der Spitze der Trägerrakete Atlas V startet das neue Raumfahrzeug in die erdnahe Umlaufbahn. Es fliegt mit oder ohne Crew und kann auf jedem normalen Flughafen landen. Bis zu sieben Astronauten haben in dem Raumgleiter Platz. Der Dream Chaser könnte beispielsweise als Forschungsplattform dienen, Personen oder Fracht ins All transportieren oder zum aktiven Entfernen von Weltraumschrott aus der Umlaufbahn genutzt werden. Mit der Docking-Einheit, in der Kugelgewindetriebe Carry für einen präzisen, sicheren Ankopplungsvorgang bürgen, ist es dem Traumjäger möglich, an die ISS, die bewohnte Station im Orbit, anzudocken. Das fliegende Labor braucht bei 28.800 km/h in der Schwerelosigkeit nur 92 min, um die Erde einmal zu umrunden. Astronauten, die auf der Station leben und arbeiten, erleben somit jeden Tag 16 Sonnenauf- und -untergänge.
Extreme Bedingungen in der Raumfahrt
Die erste große Hürde nach dem strapaziösen Raketenstart mit extremer Beschleunigung und Vibration bringt das Vakuum mit sich. Es beeinflusst alles, was flüssig ist oder verdampfen kann. Darunter fallen auch Schmiermittel. Fette, die auf der Erde fest sind, verdampfen im Vakuum, weshalb bewegliche Teile trotz hoher Lebensdaueranforderungen ohne eine Schmierung auskommen müssen. Eine weitere Herausforderung stellen die Temperaturextreme dar. Die Temperatur der Bauteile in einer Erdumlaufbahn hängt von dem Material ab, das bestrahlt wird. Bei der Dockingstation wird von -50 bis +90 °C ausgegangen. Außerdem belasten ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen, Teilchen mit hoher Energieladung und atmosphärische Atome das Material, das so anfälliger für Korrosion wird. Eichenberger beweist, dass die besonderen Leistungsmerkmale des Inox-Kugelgewindetriebs Carry mit dem integrierten Hochleistungskunststoff in der Kugelrückführung die aggressive Umgebung im Weltall funktionssicher sowie korrosions- und verschleißfrei überstehen.
Kugelgewindetrieb als ideales Funktionselement
Durch das Gewinderollen im Kaltrollverfahren entstehen sehr genaue Geometrien von hoher Oberflächengüte. Beim Gewindewalzen werden die Längsfasern des Materials, anders als beim Schleifen, Fräsen oder Drehen, nicht zerschnitten, sondern umgelenkt. Es entsteht eine komprimierte, glatt rollierte, äußerst belastbare Oberfläche, die für eine lange Lebensdauer der Spindel zwingend ist. Die Rauheitswerte um Rz 1,0 auf den Gewindeflanken bringen einen großen Vorteil. Der Rollreibungskoeffizient beträgt bei Stahlkugeln etwa 0,0013 gegenüber von Gleitreibung Stahl auf Stahl (geschmiert) 0,1 bis 0,05. Die hervorragenden Gleiteigenschaften des kaltgerollten Kugelgewindetriebs sorgen für minimalen Abrieb und bieten wenig Angriffsfläche für Verschmutzung. Das geräuscharme Abrollen der Kugeln wird dadurch zum Kinderspiel.
Überzeugende Technik: Hard-Inox-P-Behandlung
Das Erfüllen der hohen Anforderungen in Bezug auf die Oberflächenhärte und Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl konnte mit der neuartigen Hard-Inox-P-Behandlung erreicht werden. Bei diesem Verfahren wird die Leistungsfähigkeit des Randgefüges von korrosionsbeständigem Stahl durch Hochtemperaturaufstickung deutlich gesteigert (die Oberflächenhärte erreicht 550 bis 750 HV mit einer Einhärtungstiefe von 0,1 bis 1,0 mm). Der große Nutzen liegt in der Erhöhung der Lebensdauer und Wertbeständigkeit. Die Kunst besteht darin, dem Verzug und den Maßänderungen trotz Hochtemperaturbehandlung Herr zu werden. Es gilt die perfekte Kombination von Härte und Präzision zu erreichen.
Von der Einzelanfertigung bis zur Serie
Eichenbergers Anspruch ist es, die Grenzen der kaltgerollten KGT immer wieder neu auszuloten. Kompetenz geht über Wissen hinaus, oder anders gesagt, Kompetenz ist Problemlösungswissen. Jeder neu entwickelte Spindeltrieb wird ins Sortiment des Gewinderollers aufgenommen. Im Laufe der Jahrzehnte entstand so eine riesige Auswahl an Kugel- und Gleitgewindetrieben. bec
Detaillierte Informationen zu den Kugelgewindetrieben mit Endkappen-Kugelrückführsystem:
hier.pro/tLRar
Hannover Messe 2019: Halle 16, Stand F08
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