Schleifringe Freie Drehung bei allen Wetterlagen

Von Jan Vollmuth

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Ein Spezialist für Mess- und Navigationssysteme, die unter anderem im Automotive-Bereich sowie in der Luft- und Schifffahrt eingesetzt werden, setzt bei seinen Schwenk-/Neige-Positioniergeräten auf zuverlässige und langlebige Schleifringe von Servotecnica.

Die Plattform iIPSC-MSG-X gehört zu einer Familie von Schwenk-/Neige-Positionierern mit zwei Achsen (Azimut und Elevation), die mit Servotecnica-Schleifringen ausgestattet sind.
Die Plattform iIPSC-MSG-X gehört zu einer Familie von Schwenk-/Neige-Positionierern mit zwei Achsen (Azimut und Elevation), die mit Servotecnica-Schleifringen ausgestattet sind.
(Bild: iMAR Navigation)

Inertiale bzw. Trägheitsnavigations- und Lenksysteme wurden ursprünglich zur Regelung von Raketen entwickelt. Heute werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von horizontalen Richtbohrungen bis hin zur Navigation von Raumfahrzeugen. Jedes moderne Auto enthält Inertialmesstechnik: Mindestens ein Kreisel- und zwei Beschleunigungssensoren sind allein für das elektronische Stabilitätsprogramm ESP oder komplexere Fahrerassistenzsysteme sowie für die Airbag-Steuerung erforderlich. Auch verwendet jedes Smartphone heute Beschleunigungsmesser und Gyroskope.

Entwicklung und Fertigung individueller stabilisierter Plattformen

Dr.-Ing. Edgar von Hinüber, Gründer und Geschäftsführer von iMAR Navigation, ist seit 1992 auf dem Gebiet der Inertialnavigation tätig und hat sich mit seinem Team seit 2002 auch auf die Entwicklung und Fertigung stabilisierter Plattformen mit kundenspezifischen Eigenschaften spezialisiert.

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Durch das besondere Know-how bezüglich Inertialsensorik, mechatronischen Systemen, Antriebstechnik, Servoregelung und Signalübertragung hat sich iMAR zu einem weltweit führenden Anbieter kreiselstabilisierter Systeme für verschiedene Nutzlasten von Antennen bis zu optronischen Systemen in den Gewichtsklassen von 5 kg bis 5.000 kg entwickelt. Abgedeckt werden dabei alle Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Genauigkeitsklassen. Ausgelegt sind die Systeme in der Regel für Umweltanforderungen industrieller, hoheitlicher und militärischer Anwendungen.

Schleifringtechnologie zur Datenübertragung

iMAR verwendet die kompakten und konfigurierbaren Schleifringe von Servotecnica für alle Arten von kreiselstabilisierten und nichtstabilisierten Plattformen der Serie iIPSC, bei denen unter anderem hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer besonders wichtig sind. Sie kommen zum Beispiel auf Schiffen zur Ausrichtung und Nachführung von Antennen oder optischen Sensoren zum Einsatz. Diese werden weltweit auch in klimatisch schwierigen Umgebungen eingesetzt.

Die Schleifringe von Servotecnica in den iMAR-Geräten übertragen

  • Daten zur Kommunikation über Ethernet, CAN und UART sowie
  • digitale und analoge Signale.

Zudem stellen sie Verbindungen für die Energieversorgung über sich drehende Wellen zur Verfügung. Hier können Gleichspannungen von 24 bis 48 VDC und mehreren hundert Watt Leistung sowie 235 VAC bzw. dreiphasig 400 VAC bei Leistungen im Kilowattbereich erforderlich werden. Die Datenübertragung über Glasfaser wird ebenfalls unterstützt.

Vielseitige Hohlwellenschleifringe

Die Servotecnica-Schleifringe der SVTS-C-Serie mit Hohlwellen von 3 bis 100 mm Durchmesser haben sich mit ihren 13 Modellreihen und zahlreichen Baugrößen vielfach in Anwendungen in Converting-, Verpackungs-, CNC- und Pharma-Maschinen bewährt. Die kosteneffizienten Schleifringe des Raunheimer Unternehmens Servotecnica können neben der Führung von elektrischen Signalen und Leistung auch mit Feldbussen und fluidischen Leitungen ausgestattet werden. Ausgelegt sind die robusten Schleifringe im Hartplastikgehäuse aus ABS und mit Kugellagern aus Stahl auf eine Lebensdauer von 108 Umdrehungen.

Neben der Fertigung von Serienkomponenten setzt Servotecnica seine Fertigungskompetenz für die Herstellung kundenspezifischer Komplettpakete ein. Schleifringe der SVTS C-Serie sind für einen Temperaturbereich von –20 bis 80 °C ausgelegt und werden standardmäßig mit 500 mm langen Anschlusskabeln auf beiden Seiten geliefert. Auf Wunsch sind aber auch Vielfache dieser Länge oder Temperaturbereiche bis –40 °C möglich. Die gekapselten Schleifringe integrieren beispielsweise Stromkreise mit bis zu 15 A je Kreis zur Leistungsübertragung und sind für Spannungen von maximal 600 V (Wechsel- oder Gleichstrom) ausgelegt. Die 1000BaseT-Ethernet-Variante bietet zusätzlich Signalleitungen, die über einen separaten CAT6-RJ45-Anschluss verbunden werden und entsprechend hohe Datenraten übertragen können.

Paradedisziplin für Drehübertrager

Die iIPSC-PT-Familie von iMAR umfasst Schwenk-/Neige-Positionierer mit zwei Achsen (Azimut und Elevation), die unter anderem der Positionierung und Stabilisierung von Kommunikationsantennen, Radarantennen, Störsendern oder optischen Nutzlasten dienen. Sie werden an Masten und Türmen oder auf langsam fahrenden Überwasser- und Marineschiffen montiert. Die Systeme werden mit voll integrierten Getriebemotoren, hochauflösenden Encodern, Stabilisierungskreisel und allen für die individuelle Aufgabe erforderlichen Ausstattungsmerkmalen adaptiert und geliefert. Optional können die Geräte um eine dritte Achse (Rollen) erweitert werden.

Anforderungen an die funktional sichere Kommunikation

Dr. Max Walter gilt als ausgewiesener Experte für die funktional sichere Kommunikation im Industrie-4.0-Umfeld. Im Podcast erklärt Herr Walter, was funktional sichere Kommunikation bedeutet, welche Anforderungen sie erfüllen muss und wie diese Anforderungen in die Normungsarbeit einfließen.

iMAR bietet sowohl Standardsysteme als auch kundenspezifische Designs an, die alle Kundenanforderungen abdecken: Von geringen Gewichten bis zu schweren Nutzlasten, von Standardgeschwindigkeit bis zu hoher Dynamik sind die Systeme sehr flexibel an die konkrete Kundenanwendung adaptierbar. Alle Systeme der Familie iIPSC-PT sind optional mit Kreiselstabilisierung, GNSS-Zweiantennenkompass oder Kreiselkompass oder INS/GNSS-Georeferenzierung erhältlich und bieten eine hohe Winkelauflösung und hohe Stabilisierungsgenauigkeit. Der Dynamik und Beanspruchung der Systeme in der Praxis entsprechend müssen die eingesetzten Schleifringe höchste Ansprüche erfüllen, seien es DC-Schleifringe, RF-Schleifringe oder Drehübertrager für Lichtwellenleiter – Servotecnica bietet für nahezu alle diese Aufgaben ein angepasstes Schleifringmodell, das lange Lebensdauer mit hohen Geschwindigkeiten kombiniert.

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Hohlwellendurchmesser und Datenrate überzeugen

Die Hohlwellenschleifringe von Servotecnica bieten ein gutes Verhältnis zwischen Außen- und Innendurchmesser. Da so andere Leitungen durch den Schleifring hindurchgeführt werden können, stellt dies eine große Vereinfachung für den Systemkonstrukteur und für den Systemfertiger dar.

Auch Signalkabel und eine Ethernet-Leitung mit hoher Bandbreite für die Übertragung großer Datenmengen werden als Ausstattungsoptionen der Servotecnica-Schleifringe angeboten. „Dafür liefern wir die vielseitige SVTS C-Serie in einer speziellen Ethernet-Version“, erläutert Servotecnica-Geschäftsführer Christian Becker und ergänzt: „Auch die dauerhafte Außenaufstellung in rauer Umgebung, beispielsweise auf Dächern, Schiffen oder Fahrzeugen, ist mit einer gekapselten Schleifringausführung in Schutzart IP65 kein Problem.“

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