RohTech-DST aus dem schwäbischen Göppingen gehört zum Verbund der Schuler Konstruktion und hat seit seiner Gründung 2007 zahlreiche Engineering-Projekte in den Bereichen Automotive-, Luft- und Raumfahrt realisiert. So konstruierte RohTech-DST unter anderem Montageanlagen für die Trägerraketen Ariane, Vega, Atlas 5 und Vulcan Centauer. Diesmal sollte eine sogenannte Vertikale-Integrationsstation (VIS) in die USA geliefert werden. Mit dieser Anlage wird ein Payload Attach Fitting (PAF) hergestellt – ein großer Konus, der den Satelliten in der Rakete fixiert. Es handelt sich dabei um die tragende Verbindung zwischen dem Außendurchmesser der Trägerrakete und dem kleineren Durchmesser des innenliegenden Satelliten.
Bei der Fertigung des PAF ist höchste Präzision erforderlich, da alle Bauteile des Konus zuverlässig miteinander verbunden werden müssen. Da beim Start gewaltige Kräfte und Vibrationen auf den Flugkörper wirken, müssen die vielen Bauteile exakt nach den Vorgaben des Kunden gefertigt werden. Abweichungen von den Spezifikationen führen zu unerwünschten Lastspitzen. Zudem können die großen Bauteile einer Raketenstruktur aus Gewichtsgründen nicht mit besonderen Reserven ausgelegt werden. 

Strukturen aus Carbon Composite, hochfestem Aluminium und Titan

Durch das Verkleben von mit Harz getränkten Layern aus Kohlefasergewebe (Pre-Preg) mit einer dazwischen liegenden Wabe aus Aluminium werden leichte und zugleich sehr feste, große Strukturen hergestellt. Deren Verbindungsstellen zu anderen Bauteilen wie der Rakete oder dem Satelliten sind aus hochfestem Aluminium gefertigt. Für die Verbindung der Interfaces werden Bolzen, sogenannte HI-LOK, verwendet. „Die hohe Präzision beim Herstellungsprozess garantiert, dass der Schwerpunkt des Satelliten exakt an der dafür vorgesehenen Stelle in der Rakete liegt“, erklärt Christoph Bausch, Geschäftsführender Gesellschafter bei RohTech-DST. „Die Bauteile werden auf unserer Anlage gebohrt, miteinander verklebt und durch Bolzen verbunden“, so Bausch. Auch die Anlagen für die Fertigung und Fügung der meisten übrigen Strukturteile der Rakete kommen von dem schwäbischen Unternehmen. „Man vertraut in der Raumfahrtbranche der USA noch immer sehr auf die traditionelle amerikanisch-europäische Partnerschaft“, so RohTech-DST-Chef Bausch.

„Baukasten-System ist einfach genial“

Die Vertikale-Integrations-Station, die RohTech-DST für die Montage des Konus entwickelte, bestand unter anderem aus Linearführungen, die hohe Anforderungen im Hinblick auf Präzision und Robustheit erfüllen mussten. Die Entscheidung fiel auf Zahnstangengetriebe von Leantechnik, die Getriebe und Linearführung in einer Komponente vereinen. „Wir haben in früheren Projekten sehr gute Erfahrungen mit den Getrieben gemacht“, begründet Bausch die Wahl. „Das Baukasten-System ist einfach genial – wir konnten uns damit das optimale Getriebe für unsere VIS zusammenstellen.“

Modulare Konstruktion für ­größtmögliche Flexibilität

Leantechnik hat seine Zahnstangengetriebe bewusst modular konzipiert, um Anwendern die größtmögliche Flexibilität zu bieten. Zum Produktprogramm gehören deshalb zwei verschiedene Getriebeserien, die für ganz unterschiedliche Applikationsbereiche entwickelt wurden: Lifgo und Lean SL. Lifgo-Zahnstangengetriebe positionieren Lasten mit hoher Genauigkeit und sind ideal für Anwendungen, die eine hohe Querkraftaufnahme und Positioniergenauigkeit erfordern. Für die Präzision der Getriebe sorgt eine 4-fach-rollengeführte Zahnstange, die für besonders anspruchsvolle Applikationen auch als gehärtete Ausführung erhältlich ist.

Zahlreiche Varianten für unterschied­liche Applikationen

Die Lifgo-Getriebe werden in vier verschiedenen Baugrößen mit Hubkräften von 2.000 bis 25.000 N und einem Drehmoment von 20 bis 1.000 Nm angeboten. Sie kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, unter anderem in der Automobil-, der Verpackungs-, der Lebensmittel- und der chemischen Industrie. Die Lifgo-Getriebe gibt es in verschiedenen Ausführungen, zum Beispiel für Anwendungen mit langen Hub- und Verfahrwegen, mit Greif- und Zentrierbewegungen und mit sehr schweren Lasten. Für lärmsensible Anwendungen wie beispielsweise in der Medizintechnik hat Leantechnik zudem das Lifgo SVZ konstruiert. Es verfügt über eine Schrägverzahnung und läuft deshalb sehr leise.

Für einfache Hubaufgaben: Lean-SL-Getriebe

In manchen Applikationen wären die Lifgo-Zahnstangengetriebe allerdings überdimensioniert. Deshalb gibt es die Lean-SL-Getriebe, die eine rundgeführte Zahnstange mit breiter Verzahnung besitzen und deshalb besonders biegesteif sind. Diese Zahnstangengetriebe-Serie eignet sich für einfache synchrone Hubaufgaben ohne Querkraftaufnahme – wie in Hubtischen oder Shuttle-Anlagen. Anwendern, die aus den Zahnstangengetrieben selbst kein Positionierungssystem fertigen können oder wollen, bietet Leantechnik unter dem Namen Leantranspo auch komplette Systeme aus Getrieben, Stahlbau, Motoren und Anbauteilen. Sie werden nach den Wünschen des Kunden konstruiert und gebaut.

Zahnstangengetriebe positionieren bis auf 1,5 mm genau

In der Vertikalen-Integrations-Station von RohTech wurden vier Lifgo-Getriebe vom Typ 5.1 und die entsprechenden Verbindungselemente verbaut. „Das Projekt war ziemlich zeitkritisch – wir bekamen den Auftrag für die Vertikale-Integrations-Station Anfang Mai 2019 und wurden gefragt, ob wir sie bis Oktober fertigstellen können“, erinnert sich RohTech-DST-Geschäftsführer Christoph Bausch. Der Ingenieur sah darin kein Problem, weil er wusste, dass er sich auf seine Kollegen und auf eine schnelle Lieferung der Zahnstangengetriebe verlassen konnte.
Mit der Leistung der Lifgo-Getriebe ist das Team von RohTech-DST sehr zufrieden. Durch sie konnten die Komponenten des Konus‘ bis auf 1,5 mm genau in die Carbon-Struktur eingepasst werden. Den Rest erledigten die Produktionstechniker des Herstellers mit einer zusätzlichen, hochpräzisen Verriegelung per Hand.

Autor
Sven Schürmann, Marketing

https://leantechnik.com/produkte/lifgo/  

https://leantechnik.com/produkte/leansl/ 

https://leantechnik.com/produkte/leantranspo/ 

https://www.rohtech-dst.de/    

https://www.rohtech-dst.de/referenzen/