Schlanke Präzisionskugellager bewegen Hightec im All

Details: Veröffentlicht: 16.03.2024; Zuletzt aktualisiert: 16.03.2024; Zugriffe: 979

Im Bereich der Präzisionslager stellt die Rodriguez GmbH mit ihren Kaydon „Realislim“ Dünnringlagern eine Schlüsseltechnologie für die Luft- und Raumfahrt zur Verfügung. Diese spezialisierten Wälzlager haben zum Erfolg der Mars-Mission im Jahr 2021 beigetragen, indem sie es dem Nasa Rover Perseverance ermöglichten, seine Aufgaben effizient und zuverlässig zu erfüllen. Die Präzisionskugellager eignen sich aber auch für weitere Anwendungen der anspruchsvollen Branche.

Inhalt

Präzisionskugellager: Kompakt, präzise, leicht
Lageranspruch in der Luft- und Raumfahrt
- Beratung – Engineering – Maßanzug
- Dünnringlager von Rodriguez
Häufig gestellte Fragen

Präzisionskugellager: Kompakt, präzise, leicht

Kaydon Dünnringlager sind für ihre kompakte Bauweise und ihr leichtes Gewicht bekannt. Sie bieten die erforderliche Präzision und Leistungsfähigkeit für den Einsatz im Weltraum. Ihre Zuverlässigkeit wurde über Jahrzehnte hinweg unter Beweis gestellt, was sie nicht zum ersten Mal zu einer idealen Wahl für diesen anspruchsvollen Einsatzbereich machte.

Von Roboterarm bis Werkzeugkarussell

Diese auf mehreren Ausführungen basierenden Dünnringlager finden vielseitige Anwendung im Rover Persevance, wie im Hauptroboterarm, dem Probensammelturm, dem Werkzeugkarussell und der Baugruppe für die Probenhandhabung. Die Kaydon Lager sind entscheidend für die Bewegungsmechanismen des Rovers, ermöglichen die präzise Manipulation von Instrumenten und tragen zur Sammlung wertvoller Daten bei.

Durch die Anpassung verschiedener Modelle der Kaydon Dünnringlager an die spezifischen Anforderungen der Mars Mission wurde eine optimale Funktionalität bei minimierter Baugröße und Gewicht erreicht. Für Raumfahrtmissionen, bei denen jedes Gramm zählt, ist das von größter Bedeutung, ebenso wie die Zuverlässigkeit. Schließlich ist eine Reparatur oder ein Austausch auf dem Mars keine Option.

Dünnringlager auf Mars-Mission

Die Wahl von Kaydon Dünnringlagern für die Mars-Mission basiert auf ihrer bewährten Leistungsfähigkeit in früheren Projekten, einschließlich der Phoenix Mars Lander Mission im Jahr 2008. Damals erfüllten die kompakten, leistungsstarken Lager sogar den extremen Kriterien der NASA. Für diese Mission wurde der Roboterarm mit Hand so optimiert, dass er sich im Weltraum direkt von der Erde aus fernsteuern ließ.

Dabei standen höchste Präzision und eine strenge Gewichtsreduzierung des Vorgängermodells im Fokus. Durch konsequente Materialeinsparung konnte das Gewicht um 26 kg auf 14 kg reduziert werden. Für die Hohlwelle des Antriebs wurde ein in den Außendurchmesser vom Gelenk passendes Lager benötigt, indem im Innern die Kabel geführt werden sollten.

Der Roboter wurde auf dem Mars u. a. zur Entnahme der Bodenproben eingesetzt. Die Lager müssen dazu sehr hohe Kräfte aufnehmen können, denn um die Eisschicht zu durchbrechen und in eine Tiefe von etwa 50 cm zu graben, ist eine Kraft von mehr als 45 kg erforderlich. Für diese Anforderung qualifizierte sich eine Dünnringlager Sonderausführung der Ultra Slim-Reihe: Diese speziellen Lager sind aus wärmebehandeltem 440C-Edelstahl gefertigt. Der Werkstoff wurde zudem gehont, was für eine extrem glatte Oberfläche und ein besseres Laufverhalten sorgt.

Die zusätzliche Wärmebehandlung gestattet den Einsatz bei extremer Kälte. Die Roboterarm-Gelenke halten so Temperaturen von bis zu -108 °C stand. Die Lager werden mit einem Spezialschmierstoff mit niedriger Ausgasung befettet. Dieser wird bei großer Kälte nicht zu zäh und verdampft auch nicht in der dünnen Atmosphäre auf dem Mars.

Präzisions-Produkte auf der ISS

In der anspruchsvollen Umgebung des Weltraums haben sich Kaydon Dünnringlager als zuverlässige Komponenten auch in vielseitigen weiteren Anwendungen etabliert.

Ein bemerkenswertes Beispiel hierfür ist ihr Einsatz in einem Roboterarm an der Außenwand der Internationalen Raumstation (ISS), der etwa 400 km über der Erdoberfläche schwebt. Dieser Roboter ist bekannt unter dem Namen Caesar (Compliant Assistance and Exploration Space Robot) und wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt. Er verfügt über einen ausfahrbaren Arm von 3 m Länge, der durch sieben Gelenke flexibel gesteuert wird.

In diesen Gelenken kommen die Reali-Slim Dünnringlager von Kaydon zum Einsatz. Sie tragen radiale und axiale Lasten effizient und sind sehr platzsparend. Das frühere Projekt Rokviss (Robotic Components Verification on the ISS), ebenfalls vom DLR geleitet, setzte bereits zwischen 2005 und 2010 auf die Leistungsfähigkeit der Dünnring-Schrägkugellager von Kaydon und ermöglichte so reibungslose und präzise Bewegungsabläufe im Weltraum.

Lageranspruch in der Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrtindustrie bieten Kaydon Dünnringlager innovative Lösungen für weitere Herausforderungen: Ein herausragendes Beispiel dafür ist ihre Anwendung in einem Micro Laser Communication Terminal, das von einem deutschen Technologieunternehmen entwickelt wurde.

Dieses Terminal, konzipiert für die Kommunikation zwischen kleinen Flugobjekten, zeichnet sich durch eine hochpräzise Grob-Ausrichtungseinheit aus, die durch eine kompakte Glaskuppel geschützt wird. Für die Azimutachse waren Kugellager erforderlich, die nicht nur präzise und schnell, sondern auch leicht und kompakt sind, um den anspruchsvollen Anforderungen an Präzision bei minimaler Reibung und geringem Gewicht gerecht zu werden.

Durch sein Know-how als Anbieter erstklassiger Antriebslösungen leistete Rodriguez einen entscheidenden Beitrag: Die Ultra-Slim Dünnringlager erfüllten alle Erwartungen. Diese Lager in den Abmessungen 60 x 66 x 2,5 mm werden aus hochwertigem Edelstahl hergestellt. Sie erwiesen sich als ideale Lösung für Anwendungen, die sowohl eine exzellente Präzision als auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Ihre inzwischen bewährte Anwendung in den Laserkommunikationsterminals hat nicht nur ihre Zuverlässigkeit unter Beweis gestellt, sondern auch signifikant zur Verbesserung der Ausrichtgenauigkeit der Systeme beigetragen.

Beratung - Engineering - Maßanzug

Mit ihrer umfassenden Expertise in der Anpassung von Lösungen für spezielle Anwendungen bieten die Experten von Rodriguez maßgeschneiderte Beratung und Unterstützung bei der Auswahl. Ihre tiefgreifenden Kenntnisse ermöglichen es ihnen, Kaydon-Dünnringlager präzise nach individuellen Kundenbedürfnissen zu optimieren.

Zu den spezialisierten Anpassungen im Design gehören die Feinabstimmung von Vorspannungen, die Anwendung von Spezialfetten oder die Bereitstellung von fettfreien Lagern sowie die Implementierung von Korrosionsschutzbeschichtungen. Zudem gewährleistet der Einsatz von hochwertigen Materialien für Wälzkörper und Käfige, wie PEEK, Edelstahl und Teflon, die Funktionalität und Langlebigkeit der Lager in anspruchsvollen Umgebungen.

Dünnringlager von Rodriguez

Die Kompaktheit und das Leichtgewicht der Kaydon Dünnringlager erfüllen nicht nur die Anforderungen im in der Luft- und Raumfahrt oder im Roboter Zeitalter oftmals besser als herkömmliche Kugellager. Mit den Alleskönnern im Minimal-Querschnitt, welche von Rodriguez angeboten werden, lassen sich in vielen Anwendungen Platz und Gewicht von mehr als 80 % einsparen – und zwar bei hoher Leistungsfähigkeit und Präzision. Hier finden Sie Neuentwicklungen, Infos und weitere Anwendungen von Dünnringlagern.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Präzisionslager?

Ein Präzisionslager ist eine hochgenaue Komponente, die in mechanischen Systemen von Maschinen eingesetzt wird, um reibungsarme Bewegung zwischen zwei Teilen zu ermöglichen. Es zeichnet sich durch sehr enge Toleranzen in der Fertigung aus, was eine hohe Laufgenauigkeit, Steifigkeit und Zuverlässigkeit bei der Dreh-Bewegung oder Linearbewegung gewährleistet.

Wo werden Präzisionslager eingesetzt?

Präzisionslager sind in verschiedenen Anwendungen erforderlich, wo Geräte und Systeme Präzision, geringe Reibung und Langlebigkeit erfordern. Beispiele sind in der Luft- und Raumfahrt, im Werkzeugmaschinenbau, in der Medizintechnik oder in Hochgeschwindigkeits-Anwendungen zu finden.