Hubgetriebe und Prinz Charles - was beide miteinander zu tun haben
Wie mit Hubgetrieben von Grob der Himmel über Australien ausgespäht wird
Mit Grob Hubgetrieben wird der Himmel über Australien ausgespäht
Als am 16. Oktober 1974 in Siding Spring Mountain/Australien auf der dortigen Sternwarte das anglo-australische Spiegelteleskop AAT von Prinz Charles feierlich in Betrieb genommen wurde, war die Grob GmbH Antriebstechnik noch ein kleiner Handwerksbetrieb. Niemand ahnte damals, wie es später zu dieser Verbindung kommen sollte.
Das damals installierte Spiegelteleskop war eines der ersten Teleskope in der südlichen Hemisphäre, und mit einem Spiegeldurchmesser von 3,9 Metern damals das größte in Australien.
Was machen Spiegelteleskope? Sie werden in Sternwarten zur beobachtenden Astronomie eingesetzt. Wissenschaftler beobachten damit Himmelsköper mittels der von ihnen ausgehenden Strahlung. Damit Spiegelteleskope genaue Aufnahmen weit entfernter Himmelsregionen erzielen können, müssen sie exakt auf die betrachtete Himmelsregion ausgerichtet sein. Um den 16,2 Tonnen schweren Teleskopspiegel präzise zu bewegen, vor allem bei Wartungsarbeiten, bedarf es eines ausgeklügelten mechanischen Systems.
Die "Grob Hubgetriebe Lösung" für die australische Sternwarte
Als 2012 das komplette System überarbeitet wurde, entschied sich der beauftragte Dienstleister, die PM Design Group http://www.pmdesign.com.au/ für ein System der Firma Grob GmbH Antriebstechnik. Der Grund: Das neue System sollte lange halten, nahezu verschleißfrei sein und sehr präzise zu positionieren sein. Es musste nicht lange gesucht werden, die Lösung der Grob GmbH Antriebstechnik passte ideal.
Schließlich wurden drei Hubgetriebe BJ5 mit jeweils einer maximalen Hublast von 500.000 N eingebaut. Der Lieferumfang von Grob sieht so aus: Ein Antriebsmotor mit einer Antriebsleistung von 15.000 W (von SEW Eurodrive) treibt über zwei Verteilergetriebe und drei Gelenkwellen drei Hubgetriebe der Baugröße BJ5 mit einer maximalen Hubbelastung von 500.000 je Hubgetriebe an.
Besonderheit dieser Lösung: Die Hubgetriebe sind mit Kugelgewindespindeln ausgestattet. Das bedeutet:
- Es kann präziser positioniert werden.
- Der Verschleiß ist geringer.
- Die Spindeln halten länger.
Die Hubgeschwindigkeit beträgt 0,52 m/min.
Was sich in Australien bewährt hat, wird auch in Chile bestens funktionieren
Die logische Konsequenz: Weil sich dieses System seither bestens bewährt hat und die Australier nur lobende Worte über diese Antriebslösung fanden, entschied sich jetzt ein weiteres Observatorium für die bewährte "Grob-Lösung". Das Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile bestellte jetzt bei Grob GmbH Antriebstechnik für das Blanco Teleskop mit einem Durchmesser von 4 Metern eine ähnliche Lösung wie die beschriebene Lösung an der Sternwarte in Australien.
Die Lösung für Chile: Die bisher eingebauten Hubgetriebe (nicht von Grob geliefert) waren für eine Hublast von je 227.000 N ausgelegt. Aufgrund des hohen Verschleißes empfahl Grob größere Hubgetriebe mit einer maximalen Hublast von 500.000 N. Jetzt liefert Grob GmbH Antriebstechnik 3 Hubgetriebe BJ5 mit jeweils 500.000 N Hublast, einen Elektromotor mit 15.000 W Leistung, 2 Verteilergetriebe und drei Gelenkwellen. Die Hubgeschwindigkeit beträgt 0,5 m/min.
Es geht um hohe Lebensdauer und höhere Positioniergenauigkeit
Die Sternwarte in Chile hatte in der Vergangenheit die Erfahrung gemacht, dass hoher Verschleiß an den eingebauten Hubgetrieben auftrat. Die Empfehlung von Grob deshalb: Ausführung der Hubgetriebe mit einer Kugelgewindespindel - anstelle einer üblichen Trapezgewindespindel. Hier bewegen sich zwischen der Spindel und der Mutter Kugeln. Statt Gleitreibung tritt jetzt Rollreibung auf. Das bedeutet:
- Höherer Wirkungsgrad.
- Weniger Antriebsleistung wird benötigt
- Sinkende Investitionskosten.
Die Hubgetriebe von Grob
Mit den Hubgetrieben aus dem Hause Grob können maximale Belastungen von 2.500 N bis 2.000.000 N realisiert werden. Im vorliegenden Fall sind es drei Getriebe BJ5 mit je einer Hublast von 500.000 N.
Üblicherweise sind die Hubgetriebe mit Trapezgewindespindeln ausgeführt. Bei dieser Installation werden Kugelgewindespindeln eingesetzt. Die eingesetzten Getriebe sind in Grundausführung ausgeführt. In diesem Fall ist es eine besondere Form der Grundausführung: Es ist ein "kletterndes" Hubgetriebe. Die Kugelgewindespindel ist in der Anlage fest verbaut. Sobald der Antriebsmotor gestartet wird, "klettert" das Hubgetriebe samt der Last an der Spindel entlang hoch bzw. herunter.
Hubgetriebe klettert
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Was Kunden immer wieder fragen
Wie realisiert man am besten eine Hubabfrage bei einem Hubgetriebe?
Drehgeber können am Motor oder an der Schneckenwelle sitzen für eine permanente Überwachung.
Geht es nur um die Endlagen, können Endschalter die gewünschten Endlagen abfragen
In Hubzylindern verwenden wir auch oft Potentiometer, die dann einen gewissen Widerstandswert zurückspielen, den die Steuerung auslesen kann.
Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer Selbsthemmung?
Beide Begriffe beschreiben die Fähigkeit einer Spindel bei Stillstand nicht von allein „loszurutschen“
Von statischer Selbsthemmung spricht man bei einem Steigungswinkel am Gewinde von 2,4°-4,5°. Im Stillstand rutscht die Spindel nicht von alleine los, aber aus der Bewegung kann es sein, dass die Spindel nicht von allein anhält
Von dynamischer Selbsthemmung spricht man, wenn zusätzlich aus der Dynamik ein Bremsvorgang entsteht. Steigungswinkel ist dann kleiner als 2,4°
Was ist der Unterschied zwischen einer Laufmutterausführung und einer Grundausführung?
Grundausführung: Die Spindel macht die Axialbewegung selbst.
Laufmutterausführung: Die Spindel steht immer im Raum, dreht sich aber. Auf der Spindel läuft dann die Mutter hoch und runter.
Welche Vorteile haben Kugelgewinde gegenüber Trapezgewinden?
Höherer Wirkungsgrad, höhere Geschwindigkeiten, genaue theoretische Berechnung der Lebensdauer
Wie kann die Verdrehsicherung realisiert werden?
Kundenseitig: der Kunde führt die Last, damit kann sie sich nicht mehr verdrehen. Wird die Spindel dann an der Last befestigt, kann auch die sich nicht mehr verdrehen
Getriebeseitig (Produkt hat selbst Verdrehsicherung): wir verwenden entweder eine Nut komplett durch die Spindel und als Gegenstück eine Passfeder. Alternativ kann hinten auf der Spindel auch ein 4kant-Block geschraubt werden und das Schutzrohr wird als 4kant-Rohr ausgeführt
Für was bzw. wann ist eine Verdrehsicherung notwendig?
Eine Verdrehsicherung ist immer notwendig. Durch die Gleitreibung im Gewinde würde die aufgelegte Last einfach mitdrehen und es findet keine Relativbewegung (lineare Bewegung) statt
Je höher die Axialkraft auf das Gewinde, desto höher auch die Reibkraft, da Fr=FN*µ
Philipp Schmalzhaf, Vertriebsleiter, hilft Ihnen gerne
Seine E-Mail-Adresse: [email protected]
Seine Telefonnummer: 07261/926363
