Elektroantrieb Antrieb für das weltweit größte im Bau befindliche Radioteleskop

Für das in Bau befindliche Radioteleskop Square Kilometre Array (SKA) in Südafrika hat Inkoma Maschinenbau einen Elevationsantrieb entwickelt und gefertigt. Der wurde nun zur Installation übergeben.

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INKOMA Maschinenbau GmbH

Die Inkoma Maschinenbau GmbH hat am 12. Februar 2018 im Beisein von Staatssekretär Dr. Jürgen Ude einen Elevationsantrieb für das weltweit größte, in Bau befindliche Radioteleskop, das Square Kilometre Array (SKA) zur Installation in Südafrika übergeben. Inkoma hatte den Antrieb im Auftrag des Mainzer Spezialisten MT Mechatronics GmbH entwickelt und gefertigt.

Antrieb ist ingenieurtechnische Spitzenleistung

„Wir gratulieren der gesamten Inkoma-Mannschaft. Dieser Antrieb ist ein Paradebeispiel für ingenieurtechnische Spitzenleistungen aus Sachsen-Anhalt. Sie zeigt, wozu Wirtschaft und Wissenschaft gemeinsam im Stande sind “, sagte Staatssekretär Dr. Jürgen Ude. Gleichzeitig begrüßte er die Wachstumspläne des weltweit tätigen Unternehmens am Standort Osterweddingen. Ude: „Wir freuen uns sehr, einen so innovativen und attraktiven Arbeitgeber hier zu haben und werden den Expansionskurs der Inkoma GmbH auch weiterhin begleiten.“

Manfred Obermeier, Vorsitzender des Vorstandes der Inkoma AG, betonte die technischen Anforderungen in diesem Projekt: „Die Antenne besteht im Wesentlichen aus dem Parabolspiegel, den Antrieben für die horizontale Bewegung (Azimut) und vertikale Bewegung (Elevation), dem Tragwerk und den elektronischen Geräten.

Anhand der technischen Anforderungen an dieses Beobachtungssystem, entwickelte die Inkoma Maschinenbau GmbH das Herzstück des Systems, einen neuen servoelektrischen Direkt-Spindelhubantrieb (DSH) für die Elevationsbewegung des Parabolspiegels.“ Das sei ein Quantensprung in Sachen Präzision. Trotz einer Gesamtlänge von etwa 6500 mm und einem Gewicht von zirka 3 t stelle der DSH-Antrieb ein kompaktes Antriebssystem mit hoher Leistungsdichte dar. Obermeier: „Solche Meisterstücke sind nur mit Menschen zu schaffen, die qualifiziert, engagiert, aufgeschlossen gegenüber technischen Neuerungen und immer auf der Suche nach der wirtschaftlichsten Lösung sind. Deshalb bin ich überzeugt davon, dass der Standort Osterweddingen noch viel Potenzial hat und wir hier dynamisch wachsen können.“

Die jetzt in Südafrika zu installierenden Parabolantennen mit einer Spannweite von 15 m, sind das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit unter der Führung von MT Mechatronics. Der erste SKA-Prototyp wurde in einem zeremoniellen Rahmen am 06. Februar 2018 der Öffentlichkeit vorgestellt. Ein zweiter Prototyp, finanziert durch die Max Planck Gesellschaft, befindet sich derzeit im Bau und wird Anfang April 2018 zum letztendlichen Standort in die südafrikanische Karoo-Wüste gebracht.

Nach einer Testphase des Antriebes und der Prototypenantenne in Südafrika werden erste wissenschaftliche Ergebnisse ab 2020 erwartet.

Maximaler Spindelhubweg von etwas über 3600 mm

Kernstück des getriebelosen Antriebes ist ein integrierter Gewindetrieb, der direkt und spielfrei von einem Torquemotor angetrieben wird, was unter anderem geringste mechanische Verluste gewährleistet. Die Hubgeschwindigkeit des DSH-Antriebes ist stufenlos regelbar in einem Bereich von 0 bis 62 mm/s. Der maximale Spindelhubweg beträgt etwas über 3600 mm.

Auf die Spindel wirken Zug- und Druckkräfte von mehr als 130 kN im Fahrbetrieb und bis zu 300 kN im Stillstand, die aus den Eigen- und Windlasten des Parabolspiegels entstehen. Die Kräfte werden durch entsprechend abgestimmte Axiallagerungen aufgenommen und über die kardanische Antriebslagerung in die Befestigungskonsole abgeleitet. Ein integriertes Messsystem ermöglicht dabei hochpräzise Gleichlauf- und Positioniergenauigkeiten, womit sich am Parabolspiegel Schwenkwinkel bis auf eintausendstel Grad genau realisieren lassen.

Der DSH-Antrieb ist mit zusätzlichen Schutzeinrichtungen ausgestattet wie beispielsweise einer Not- und Haltebremse, integrierten Hardstops, Spindelschutz bis hin zu Sicherheitsendschaltern.

Radioteleskop mit Antennenfläche von 1.000.000 m²

Das SKA wird nach seiner Fertigstellung im Jahr 2024 das leistungsstärkste und empfindlichste Radioteleskop mit einer Antennenfläche von insgesamt 1.000.000 m² sein. Dabei handelt es sich nicht um ein Einzelteleskop, sondern um eine Vernetzung von bis zu tausenden Einzelantennen. Hauptstandorte sind die südafrikanische Karoo-Wüste und die westaustralische Region Murchis.

Das SKA dient der Erforschung des Universums und wird neue Erkenntnisse zu vielen wissenschaftlichen Fragen ermöglichen, wie zur Entstehung der ersten Sterne und Galaxien nach dem Urknall, zu unserer Vorstellung von Raum und Zeit und möglicherweise auf die Frage nach außerirdischem Leben.

Das Projekt wird durch die SKA-Organisation am Jodrell Bank Observatory in der Nähe von Manchester geleitet. Mitgliedsstaaten der Organisation sind Australien, Kanada, China, Italien, Neuseeland, Südafrika, Schweden, die Niederlande, Indien und das Vereinigte Königreich. Weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen in mehr als 20 Ländern, auch in Deutschland, beteiligen sich an der Umsetzung dieses Projektes.

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