Online Magazin für Konstruktion und Entwicklung

Hier finden Sie alles, was der Konstrukteur für seine Konstruktion und der Entwicklungsingenieur für seine Neuentwicklung vom Entwurf bis zur Qualitätssicherung in der Fertigung brauchen wie Produktneuheiten, deren Anwendungen, neue Technologien oder Forschungsergebnisse. Unternehmensmeldungen sowie Themen zu technologischen und Megatrends aller industriellen Branchen vervollständigen unser Angebot an Industrie News. Los geht's mit den Nachrichten.

Unternehmensmeldungen

Sensilo Werk Neubau von Jumo schreitet voran
Jumo errichtet im Technologiepark ein Werk für die Fertigung von Temperatur- und Drucksensoren mit einer Produktionsfläche von rund 13 000 m². Mit rund 50 Mio. Euro ist der Neubau die größte Investition in der Geschichte des Unternehmens.
3DExperience Word 2024 in Dallas
Zur 3DExperience World 2024 im Februar feierte Dassault Systèmes in Dallas, Texas, das 25-jährige Jubiläum der Veranstaltung. Das alljährlich stattfindende Anwendertreffen unterstützt die globale Community in der Entwicklung zukunftsfähiger Produkte und Prozesse.
Michael Koch GmbH bezieht neue Werkhalle
Im „Fabrikle“ von Michael Koch steht nun mehr Platz für die Montage kunden- und maschinenspezifischer sicherer Bremswiderstände zur Verfügung. Die neue moderne Halle wurde kürzlich von den Mitarbeitenden "im Sturm erobert".
Elon Musk verklagt OpenAI wegen Profitorientierung
Elon Musk reicht Klage gegen OpenAI und Geschäftsführer Sam Altman ein und wirft ihnen Vertragsbruch vor, das ursprünglich als gemeinnütziges konzipierte Unternehmen jetzt profitorientiert agiert.
Murat Simsir stärkt strategische Unternehmensführung bei Montech
Murat Simsir hat am 1. Januar 2024 die Position als CSO bei Montech übernommen. Der ehemalige Leiter Verkauf und Projektmanagement stärkt nun als Teil der Geschäftsleitung die strategische Unternehmensführung des Unternehmens.
FACHGEBIETE

Industrie News für Ihre Konstruktion und Entwicklung aus den Fachgebieten

Schaltschrank

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Auf zum intelligenten Antriebsstrang für Predictive Maintenance

Das Modul Roba-brake-checker oder die drehmomentmessende Wellenkupplung von Mayr sorgen für intelligente Sicherheit in der smarten Produktion.

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Kunststoffe

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Die ersten 100 Igus Fahrräder gehen auf die Straße

Die ersten 100 Igus Urban Bikes gehen auf die Straße und in Köln wird eine eigene Produktion mit einer Kapazität von 10.000 Fahrrädern aufgebaut.

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Kupplungen

Kupplungen

Drehmoment messende Wellenkupplung

Die smarte Stahl-Lamellenkupplung Roba-drive-checker von Mayr kann mehr als nur Drehmomente übertragen und Wellenversatz ausgleichen.

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Robotik

Robotik

Roboter für das Kabel-Handling programmieren

Artiminds Robotics stellt als Aussteller im Application Park der Hannover Messe eine Kabel-Handling-Anwendung zur präzisen Kabelsatzmontage vor.

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BRANCHENSPECIALS

Industrie News für Ihre Konstruktion und Entwicklung aus den Branchen

Lebensmitteltechnik

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Schmier- und Dichtungsoptimierte Linearführung

Schaeffler präsentiert Linearführungen für die Lebensmitteltechnik mit optimierten Dichtungen, Abstreifer und Langzeitschmiereinheit.

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Mobile Arbeitsmaschinen

Mobile Arbeitsmaschinen

Flexibel anpassbares Gateway für die Agrartechnik

IFM Electronic stellt auf der Hannover Messe das Isobus Gateway vor, welches für landwirtschaftliche Geräte konzipiert und spezifisch anpassbar ist.

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Energietechnik

Energietechnik

All Electric Society – Zukunftsbild der Konnektivität

Harting gibt auf der Hannover Messe Preview einen Ausblick auf die Hannover Messe und zeichnet das Zukunftsbild einer „All Electric Society“.

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Umrichter

Umrichter

Zertifizierter Servoregler mit Profisafe-Schnittstelle

Wittenstein stellt auf der Logimat einen sicherheitszertifizierte Servoregler mit Profisafe-Interface und integrierter Sicherheitskarte für FTS vor.

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MESSESPECIALS

Industriemesse News

Hannover Messe zweigt Energie für nachhaltige Industrie
Als ein vernetztes industrielles Ökosystem demonstrieren die Aussteller unter dem Leitthema Energizing a sustainable Industry, wie durch den Einsatz von Elektrifizierung, Digitalisierung und Automatisierung Klimaneutralität erzielt werden kann.
Control Messe 2024 | Branche freut sich schon auf Stuttgart
Die Control 2024, die bedeutende internationale Fachmesse für Qualitätssicherung, findet vom 23. bis 26. April in Stuttgart statt. Sie Messe legt einen besonderen Fokus auf Automatisierung und Digitalisierung.
SPS Nürnberg: Jetzt in 16 Hallen!
Die SPS – Smart Production Solutions vom 14. bis 16.11. 2023 verzeichnet ein deutliches Wachstum der Messe im Vergleich zum Vorjahr und ist auf dem Weg zum Vor-Corona-Niveau.

Am 11. Februar ist der Europäischen Weltraumbehörde ESA ein historischer Schritt gelungen: Sie hat ihre erste wiederverwendbare Raumfähre ins All geschossen und sicher zur Erde zurückgeholt. Beim Höllenritt durch die Atmosphäre spielten spezielle Rollengewindetriebe von SKF eine im wahrsten Sinne des Wortes wegweisende Rolle.

SKF ESA Raumfaehre IXV

Inhalt

Auf dem Weg zur wiederverwendbaren Raumfähre

Eigentlich wollte die ESA ihr Intermediate Experimental Vehicle (IXV) schon im November vergangenen Jahres testen. Zu diesem Zeitpunkt hätte jedoch kaum jemand davon Notiz genommen, denn zeitgleich bereitete sich eine andere ESA-Mission darauf vor, das erste Raumfahrzeug überhaupt auf einem Kometen zu landen: „Rosetta“ und ihr Lander „Philae“ hätten dem IXV nach ihrer über zehnjährigen Anreise also definitiv die Show gestohlen.

Zwar ist der Touchdown auf einem 510 Millionen km entfernten Felsbrocken zweifelsohne spektakulär, doch ist das IXV für die ESA nicht minder bedeutend. Schließlich soll die unbemannte Drohne den Europäern den Weg zu einer wiederverwendbaren Raumfähre ebnen. Der erste Schritt ist nun gemacht: Dank spezieller Rollengewindetriebe von SKF ist die Fähre sicher im Pazifik gewassert.

Architekt des IXV ist Thales Alenia Space – Italy (TAS-I). Für dieses Projekt hat TAS-I rund 20 Subunternehmen unter Vertrag genommen, darunter auch Sabca (Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques), einen belgischen Luft- und Raumfahrtspezialisten. „Bislang müssen wir in Europa noch viel technisches Know-how für Wiedereintrittssysteme hinzukaufen“, erläutert Sabca-Projektleiter Didier Verhoeven.

Vor diesem Hintergrund seien Projekte wie das IXV enorm wichtig, um den Europäern für die Zukunft mehr Unabhängigkeit in der Raumfahrt zu sichern. „Die in der Wiedereintrittsphase durchgeführten Versuche sowie die bei den kommenden Flügen gewonnenen Erkenntnisse werden uns dabei helfen, unsere Position als bedeutender Player in diesem strategisch wichtigen Bereich zu stärken“, ist Verhoeven überzeugt.

Für seinen Jungfernflug im All war das IXV von einer Vega-Trägerrakete auf eine suborbitale Reise katapultiert worden. 320 km oberhalb des Weltraumbahnhofs Kourou in Französisch-Guayana hat sich das mit Sensoren vollgestopfte Raumschiff von der Rakete gelöst und ist weiter gestiegen – bis auf eine Höhe von rund 450 km. Von diesem Scheitelpunkt aus stürzte der rund 2 t schwere Gleiter von der Größe eines Kleinwagens wieder zur Erde zurück. Dabei beschleunigte er auf ein Tempo von gut 27.000 km/h.

1600 °C bei 27.000 km/h

SKF ESA Raumfaehre AktuatorDas Problem dabei: Sobald ein Flugkörper mit dieser Geschwindigkeit auf die obersten Schichten der Atmosphäre trifft, bricht die Hölle los. So musste der Hitzeschild des IXV mehr als 20 min lang Temperaturen von über 1600 °C standhalten, um zu verhindern, dass sich der ESA-Hoffnungsträger in einen „Meteoritenregen“ auflöst.

Ebenso wichtig ist es beim Wiedereintritt, dass in diesem Inferno aus Hitze und Vibrationen die Steuerung des Raumfahrzeugs einwandfrei funktioniert: Lassen sich die erforderlichen Manöver nicht wie berechnet ausführen, drohen die gleichen Konsequenzen wie bei einem unzureichenden Hitzeschutz.

70 kN zum Lenken

Aus diesem Grund haben Verhoeven & Co. in ihrer Fabrik in Haren unweit von Brüssel ein besonderes Augenmerk auf die Aktuatoren geworfen, die die Steuerung der Lenk-Klappen am Heck des IXV sicherstellen. Beim heißen Ritt durch die Atmosphäre müssen diese Klappen nicht nur schnell und hochpräzise sondern auch extrem robust und zuverlässig funktionieren. Beispielsweise ist es erforderlich, dass beide Klappen jeweils mit einer Kraft von rund 35 kN ihre definierten Positionen halten, damit die Drohne in jeder Phase des Wiedereintritts auf der gewünschten Bahn durch die Atmosphäre rasen kann.

Die von Sabca entwickelten Aktuatoren werden mit Hilfe von Computern gesteuert und per Elektromotor angetrieben. „Die von uns für das IXV gebauten Aktuatoren haben ihre Wurzeln quasi in einer Sonderkonstruktion“, so Projektleiter Verhoeven: „Im Prinzip entstammen sie der Schubvektorsteuerung, die wir bereits für den Antrieb der Zefiro-Düsen in der Vega-Trägerrakete entwickelt hatten. Diese Steuerung haben wir nun an die Erfordernisse des IXV angepasst.“

Hintergrund dieses Ansatzes war ursprünglich der begrenzte Etat: Aus Kostengründen galt es, möglichst viele vorhandene Komponenten wiederzuverwenden. Inzwischen setzen sich mechatronische Lösungen in der Raumfahrttechnik aber ohnehin immer mehr durch. „In der Zeit, als wir an der Ariane-5-Trägerrakete gearbeitet haben, waren noch hydraulische Stellantriebe das Mittel der Wahl“, erinnert sich Verhoeven. „Heute lässt sich in der Luft- und Raumfahrtindustrie jedoch ein deutlicher Trend hin zu elektromechanischen Aktuatoren beobachten. Ergo haben wir diese Lösung nicht nur für die Vega-Rakete sondern auch für das IXV gewählt.“

Multitalent Rollengewindetrieb

SKF ESA Raumfaehre RollengewindetriebKern dieser elektromechanischen Aktuatoren sind hochleistungsfähige Rollengewindetriebe. Dass Sabca und Verhoeven dabei auf ein Produkt aus dem Hause SKF vertrauen, ist das Ergebnis einer maßgeschneiderten Entwicklung: „Die Ingenieure von SKF haben den Rollengewindetrieb so ausgelegt, dass er exakt unseren Anforderungen entspricht.

Wir waren also ziemlich sicher, dass er den enormen Vibrationen standhält, schnell und akkurat arbeitet und dabei hilft, die Klappen optimal in Position zu bringen“, so Verhoeven. „Denn Robustheit, Kraft, Schnelligkeit und Präzision sind von entscheidender Bedeutung, um während der Wiedereintrittsphase durch symmetrische beziehungsweise asymmetrische Verstellung der Klappen für den richtigen Neigungs- beziehungsweise Rollwinkel des IXV zu sorgen.“

Das bedeutet auch: Obwohl es sich bei den SKF Rollengewindetrieben um vergleichsweise kleine Teile des gesamten Systems handelt, mussten sie im Herzen der Aktuatoren doch eine extrem verantwortungsvolle Aufgabe erfüllen.

Zum anspruchsvollen Job dieser Linearantriebe gehörte – so paradox es klingen mag – auch deren absolute Bewegungslosigkeit. Tatsächlich spielte das „Bremssystem“ der Aktuatoren bereits beim Start der Rakete eine bedeutende Rolle: Die Halterungsfedern des Systems mussten so beschaffen sein, dass sie den enormen Vibrationen insbesondere beim Zünden der Triebwerke standhalten. Weder beim Abheben von der Erde noch im All durfte es zu einer sogenannten Kaltverformung kommen, die womöglich das Lösen der Bremse verhindert und damit später - beim Wiedereintritt in die Atmosphäre - dazu geführt hätte, dass die Klappen ihre nun unverzichtbare Beweglichkeit einbüßen.

1000-fach geprüft

SKF ESA Raumfaehre ScabcaEntsprechend gewissenhaft haben Projektleiter Verhoeven und seine Kollegen das System getestet: „Wir haben die Bremse mit einem speziellen Fett geschmiert und sie dann in über 1000 Zyklen unter Vakuumbedingungen geprüft.

Es gab keinen einzigen Fall von Kaltverformung.“ Außerdem seien die Aktuatoren samt Bremsen von 2013 bis Anfang 2014 vielen weiteren Klima-, Vakuum-, Schock- und Schwingungstests unterzogen worden, ohne dass dabei ernstzunehmende Probleme auftauchten.

Am Flugtag hat Didier Verhoeven natürlich trotzdem mit erhöhtem Puls gen Himmel geblickt und sämtliche verfügbaren Infos aus dem Kontrollzentrum gespannt verfolgt. Rund 100 min lang hatten die ESA-Experten so viele Daten wie möglich gesammelt, bevor das IXV im pazifischen Ozean aufsetzte. „Wir sind stolz, an diesem Projekt beteiligt zu sein.

Es ist der erste Schritt auf einem sehr langen Weg, an dessen Ende hoffentlich eine europäische bemannte Weltraummission und deren sichere Rückkehr zur Erde steht“, so Verhoeven abschließend. Umso glücklicher sei er, dass das mit den Klappen – auch dank SKF – so wunderbar geklappt habe.

Quellenangabe: Dieser Beitrag stammt aus dem Hause SKF.

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