Wartungsfreier Exabotix Drohnenhangar für Profi Drohne

: Veröffentlicht: 08.01.2023; Zuletzt aktualisiert: 16.09.2023; Zugriffe: 4038

Gaspipelines mit Helikoptern inspizieren ist teuer und zeitintensiv. Als Alternative bietet das deutsche Unternehmen Exabotix ein Drohnen Team, das automatisch Inspektionsflüge durchführt. Nach den Einsätzen landet jede Profi Drohne in einem entlegenen Drohnen Hangar, ebenfalls von Exabotix. Diese Droneports sind dank Linearführung, Gehäuselager und Gleitlager von Igus wartungsfrei.

Inhalt

Inspektion mit Profi Drohne statt Helikopter
- Drohnen Teams starten zum orchestrierten Inspektionsflug
- Hangars stehen teilweise in abgelegenen Gegenden
Linearführung aus Köln macht Drohnenhangar robust

Inspektion mit Profi Drohne statt Helikopter

Viele Gaspipelines sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Denn Betreiber verlegen die kilometerlangen Trassen oft unterirdisch. Doch das bedeutet für die Rohre nicht automatisch Schutz. Ständig droht Gefahr durch Aktivitäten von Landwirten, unangemeldete Bautätigkeiten, Vegetation oder Erdrutsche. Um die Risiken bei solchen Anwendungen zu bannen, verpflichtet das Gesetz die Gerätetreiber, die Gastrassen regelmäßig visuell zu inspizieren – mindestens einmal pro Tag. Solche Jobs erledigen in der Regel Helikopter.

Das Problem: Die Einsätze verursachen enorme Kosten und nicht selten eine Lärmbelastung für Anwohner. Deswegen gehen immer mehr Betreiber dazu über, den Hubschrauber durch eine Profi Drohne zu ersetzen. Das Unternehmen Exabotix aus Bad Lauterberg bei Göttingen hat sich auf die kleinen Inspektoren der Lüfte spezialisiert. Seit 2012 realisert Exabotix Drohnen Lösungen unter anderem für Fernsehteams, Vermessungsinstitute, Katastrophenschutz, Polizei und Feuerwehr sowie neuerdings eben auch für Betreiber von Gaspipelines.

Zur Inspektion von Gaspipelines hat Exabotix die autonome Drohne HD 6-1000 PRO plus entwickelt. Die Inspektions Drohne fliegt die Pipelines ab und inspiziert sie. Bestandteil der Drohnen Lösung ist eine Software, mit der sich Flüge entlang von GPS-Punkten festlegen lassen. Während seines autonomen Flugs nimmt der Quadrocopter die Umgebung dann genau unter die Lupe. Dafür befinden sich an Bord eine farbbildgebende Mapping Kamera und eine Videoübertragung, welche die Aufnahmen verschlüsselt zum Leitstand schickt. Dort erfolgt ebenfalls automatisch die Auswertung der Kamera Aufnahmen des Inspektionsflugs. Die Software schlägt Alarm, wenn Strukturen in der Landschaft von hinterlegten Mustern abweichen. Der Betreiber kann in diesem Fall ohne große Zeitverzögerung Gegenmaßnahmen ergreifen, um die Pipeline zu schützen.

Drohnen Teams starten zum orchestrierten Inspektionsflug

Doch Pipelines sind oft mehrere Hundert Kilometer lang. Die Reichweite einer elektrisch angetriebenen Drohne ist begrenzt. Die HD 6-1000 PRO plus Drohne hat derzeit eine Reichweite von 18 km. Deshalt hat Exabotix in regelmäßigen Abständen Drohnen Hangars entlang der Trasse aufgestellt. Von diesen Droneports starten und landen mehrere Quadrocopter zur Inspektion ihres jeweiligen Streckenabschnitts.

„Unser Drohnenhangar ermöglicht es Betreibern von Gaspipelines, einen ganzen Schwarm an Inspektions Quadrocoptern vollständig autonom aus der Ferne agieren zu lassen“, sagt Sam Cegarra, Ingenieur bei Exabotix. Da eine einzelne Drohne nur wenige Kilometer fliegt, kann sie geeignete Wetterfenster besser ausnutzen, die das System für jeden Standort automatisch abruft. „Es wäre nicht sinnvoll, mehrere Kilometer am Stück zu fliegen, da man so nicht sicherstellen kann, dass die Drohne zwischendurch nicht in schlechtes Wetter gerät.“

Die ganze Welt der Igus Roboter

Für das Drohnen Teamwork muss der Anwender lediglich einen Startbefehl aus dem Leitstand geben. Die Quadrocopter holen dann eigenständig Daten von Wetterstationen der Umgebung ein, denn bei starkem Regen kann kein Modell abheben. Ist die Wetterlage in Ordnung, öffnen die Drohnen Hangars automatisch ihre Rolltore und fahren die Plattform für den Start der Drohne aus: Die Inspektions Drohnen beginnen ihren Rundflug. Eine Steuerung durch den Betreiber ist dafür nicht notwendig, auch nicht bei der Landung. Die Quadrocopter setzen automatisch auf, indem sich die Kameras an Grafikcodes auf der Plattform orientieren. Erfolgreich gelandet, tanken die kleinen Helfer dann über Kontakte an ihren Füßen Strom für den nächsten Einsatz – sicher geschützt vor Wind und Wetter. Dämmung und Klimaanlage sorgen für eine konstante Temperatur von 20 °C.

Hangars stehen teilweise in abgelegenen Gegenden

Da Technikereinsätze zeitaufwendig und teuer sind, müssen die Drohnen Garagen so robust und wartungsfrei wie möglich sein. Eine potenzielle Schwachstelle stellen die 4,5 m langen Schienen dar, auf denen sich die Start-und-Lande Plattform ins Freie schiebt. Hier könnte Korrosion das System zum Erliegen bringen. Ebenso bräuchte die Schmierung Techniker, die regelmäßig Schmiermittel nachfüllen. Um diese Probleme zu umgehen, machten sich die Ingenieure auf die Suche nach einer korrosions- und wartungsfreien Linearführung.

Fündig wurden sie bei der Igus GmbH in Köln. Der Motion Plastics Spezialist ist seit Jahrzehnten auf die Entwicklung bewegter Bauteile für die Industrie fokussiert. Für ihre Drohnen Hangars entschieden sich die Exabotix Ingenieure für die Linearführung der Serie Drylin W. Die Linearschienen bestehen aus Aluminium und die Schlitten aus Zinkdruckguss. Auf dieser Lineartechnik ist heute die Plattform montiert.

„Drylin W ist ein kostengünstiges Linearführungssystem, das Konstrukteuren große Flexibilität bietet“, meint Stefan Niermann, Leiter Geschäftsbereich Linear- und Antriebstechnik bei Igus. Auch sei das System nahezu wartungsfrei. „Die Gehäuselager des Schlittens bestehen aus einem Hochleistungskunststoff namens Iglidur J, der dank integrierter Festschmierstoffe einen reibungsarmen und wartungsfreien Trockenlauf ermöglicht – ohne einen einzigen Tropfen Schmieröl. Somit müssen Techniker niemals zum Nachschmieren ausrücken.“

Weil das System selbstreinigend ist, erfordert es auch keine Reinigungsarbeiten. Die Lager der Schlitten gleiten auf den Linearschienen, anstatt zu rollen. So schieben sie den Schmutz vor sich her, bis er schließlich von den Schienen abfällt. Damit ist es nahezu unmöglich, dass Staub und Dreck die Funktionsweise des Mechanismus beeinträchtigen.

Linearführung aus Köln macht Drohnenhangar robust

Die gehärteten und eloxierten Aluminiumschienen sind korrosionsfrei und halten selbst Extremtemperaturen von -20° bis +40 °C stand, ohne dass sich das Material verzieht. Auch Feuchtigkeit ist kein Problem. Wasser und Schnee laufen einfach an den Führungsschienen ab und haben keine Chance, stehen zu bleiben. Überdies haben die Gleitlager im Schlitten eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme von nur 0,3 %.

„Dieser Wert ist so gering, dass eine Berücksichtigung des Quellens durch Feuchtigkeit nur in extremen Fällen nötig ist“, konstatiert Niermann. Sonne kann den Gleitlagern ebenfalls nichts anhaben. Sie verfärben sich zwar unter dem Einfluss der UV-Strahlen, die Werkstoffeigenschaften ändern sich jedoch nicht. Sam Cegarra: „Die Linearführungen eignen sich dadurch ideal, machen unsere Drohnenhangars robuster und reduzieren den Wartungsaufwand.“

Mit Lösungen wie dem Drohnen Hangar gelingt es Exabotix, schnell zu wachsen. „Unsere Geräte repräsentieren kompromisslose deutsche Spitzentechnologie im internationalen Markt der unmanned aircraft systems“, so Herr Cegarra. Auch Niedersachsen zeigt sich überzeugt: 2015 erhielt das Unternehmen den Innovationspreis Messtechnik des Landes. Mit diesem Rückenwind baut sich Exabotix derzeit mit der Integration mittelständischer Zulieferer zu einer Unternehmensgruppe aus. 30 Mitarbeiter sind für das Unternehmen mittlerweile tätig. Tendenz steigend. Und auch für die Zukunft ist einiges geplant. So überlegt der Betrieb derzeit, den Drohnen Hangar zu vergrößern. Das Resultat wäre ein Container, den Paketzulieferer mit fünf Drohnen beladen könnten, um Pakete auf dem Land auszuliefern.