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Kleinstantriebe Aus dem All zum Industrieeinsatz

| Redakteur: Karin Pfeiffer

Technisch geht viel, aber meist kosten Spezialanwendungen bekanntlich auch einiges extra. Faulhaber löst das mit einem modularen Konzept für seine Kleinstantriebe. Die Luft- und Raumfahrtindustrie setzt bereits auf diese funktionalen Antriebssysteme.

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Die Landeeinheit Philae der Rosetta-Mission bei der Arbeit.
Die Landeeinheit Philae der Rosetta-Mission bei der Arbeit.
(Bild: MPE/Faulhaber)

Hoch, höher am höchsten – das gilt in der Luft- und Raumfahrttechnik auch für die Ansprüche an Komponenten wie Kleinstantriebe: höchste Zuverlässigkeit etwa, hohe Leistungsdichte und hoch genaues Positionieren, zudem geringes Gewicht, geringes Trägheitsmoment und geringer Stromverbrauch. Ein Anforderungskatalog, den ähnlich auch Industrien wie zum Beispiel die Medizintechnik, das Transportwesen, Militärtechnik oder Kernkraft kennen. In Spezialanwendungen kommen dann noch Eigenschaften wie Vakuumtauglichkeit, Verträglichkeit hoher Temperaturunterschiede, Robustheit gegen Vibrationen und hohe Beschleunigungen dazu.

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Wohl kaum eine Anwendung stellt diese Anforderungen gleichzeitig. Allen Anwendungen gemeinsam ist jedoch in der Regel der Wunsch, auf Sonderanfertigungen zu verzichten, um die Kosten möglichst gering zu halten. Modulare Standardprogramme können hier ihre Vorteile ausspielen. Deshalb bietet die Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG Kleinstantriebe als funktionale Antriebssysteme aus Motor, Getriebe, Bremse und Encoder an. Dem Hersteller aus Schönaich zufolge sind die Antriebskomponenten „optimal aufeinander abgestimmt, arbeiten perfekt zusammen und erreichen so eine sehr hohe Effizienz“.

Einsatzbereiche mit extremen Anforderungen für modulare Kleinantriebe finden sich viele, etwa das Projekt mit der Raumsonde Rosetta und dem ballistischen Lander Philae. Auch hier wollten die Entwickler aus Kostengründen möglichst auf kostspielige Sonderentwicklungen verzichten. Bei Faulhaber fanden sie geeignete Standardantriebe, die für sie alle mechanischen Anforderungen erfüllten. Wenige, nicht allzu kostenträchtige Modifikationen rüsteten sie für das Weltall auf.

Die ESA (European Space Agency) plant für 2017 in ihrem StarTiger-Programm den Start zweier Satelliten, um zu klären, warum es eine Million Kilometer von der Sonne entfernt heißer ist als auf ihrer Oberfläche. Für die präzise Positionierung der dazu notwendigen Messinstrumente sorgen Hexapoden. DC-Kleinstmotoren aus Schönaich treiben auch diese präzisen parallelkinematischen Positioniersysteme an, die dann im Weltraumeinsatz ihre Leistungsfähigkeit beweisen können.

Bewährungsprobe auf der Erde und im Weltall

Unbemannte Luftfahrzeuge sind ein weiterer äußerst anspruchsvoller Einsatzbereich. Auch hier haben sich Lösungen der Kleinantriebsexperten bewährt, nämlich in einem 200 g leichten Einspritzsystem. DC-Kleinstmotoren sorgen hier als Antrieb in der Kraftstoffpumpe für den nötigen Druck im Einspritzsystem. Hohe Leistungsdichte bei geringem Gewicht und große Zuverlässigkeit sind die Eigenschaften, die ihnen diese Anwendung abverlangt.

Sicherheit spielt in vielen Anwendungsfällen eine wichtige Rolle. Ein kleiner, zweiphasiger Schrittmotor mit zwei Wicklungen pro Phase kann dann die Grundlage für miniaturisierte, ausfallsichere Antriebslösungen bilden.

Kleinstantriebe im Pilotensitz für die Flugsicherheit

In der Flugsicherheit kommen Kleinstantriebe zum Einsatz, zum Beispiel bei der Arretierung von Kabinentüren, Notausgängen oder des Pilotensitzes, der für Start und Landung in einer bestimmten Position fixiert sein muss. Eine weitere Anwendung ist die Verstellung der Ventile, die den Druck in der Klimaanlage regulieren. Um sich langfristig im Wettbewerb zu behaupten, müssen Fluglinien und Kabinenausrüster aber neben Sicherheit auch auf höheren Komfort für die Passagiere setzen, etwa mit per Knopfdruck ausfahrbaren Halterungen für Tablett-PCs oder automatisierte Fensterverdunkelungen. Der Bedarf an flugtauglichen Antriebssystemen, die vor allem zuverlässig, langlebig, klein und leicht sein müssen, steigt also ständig.

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