Morfi, Bild: IFPT an der TUHH

Morfi ist ein Mobiler Roboter für die Flugzeuginspektion – ausgestattet mit Igus-Lagern. Bild: IFPT an der TUHH

Rund zehn Millionen Flugbewegungen im Jahr im europäischen Luftraum – das erfordert höchste Sicherheitsvorgaben bei Mensch und Maschine. Flugzeuge werden aufwendig gewartet, um selbst kleinste Beschädigungen am Material aufzuspüren. Im Rahmen zweier Forschungsvorhaben haben Lufthansa Technik und das Institut für Flugzeug- und Produktionstechnik der TU-Hamburg in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern, Edevis und IFF, einen Roboter entwickelt, der thermografische Risskontrollen an der Außenhaut von Verkehrsflugzeugen durchführt und das bisherige aufwändige Verfahren ersetzen soll.

Die bisher manuell durchgeführten Inspektionen erfordern allerhöchste Aufmerksamkeit und Gründlichkeit der Mitarbeiter, sodass es zu zeit- und kostenintensiven Liegezeiten des Flugzeugs kommt. Eine Lösung zur effizienten Durchführung solcher Inspektionen ist Morfi (Mobile Robot for Fuselage Inspection), der sich selbstständig auf dem Flugzeugrumpf fortbewegt und dessen thermographischer Messsensor präzise in den gewünschten Inspektionsbereichen positioniert werden kann. Durch einen kurzen, elektrischen Impuls erwärmt ein Induktor (Spule) die Rumpfoberfläche um wenige Grad Kelvin. Zur gleichen Zeit werden IR-Bilder mit einer IR-Kamera aufgenommen. Ein Mitarbeiter kann dann auf einem Bildschirm mögliche Risse einfach und schnell erkennen.

Da der Roboter sich auch vertikal und in überhängender Lage bewegt, hatte das Erreichen eines geringen Eigengewichtes bei der Entwicklung eine hohe Priorität. Zum Einsatz kommen daher kohlenstoffverstärkte Kunststoffe (CFK), hoch festes Aluminium sowie tribo-optimierte Hochleistungskunststoffe von Igus. Allein durch den Einsatz von schmier- und wartungsfreien Drylin-W-Linearführungen, Igubal-Gelenk- und Iglidur-Gleitlagern konnte das Gesamtgewicht des Roboters um etwa 15 Prozent reduziert werden. Gleichzeitig besteht durch die Produkte ein hohes Maß an Konstruktionsfreiheit. So konnte der Werkzeugaufnahmebereich aus CFK unkompliziert mit den in den Armen verbauten Iglidur-Lagerbuchsen verbunden werden.

Wälzlager für Pike I

Pike I, Bild: Evinci
An unterschiedlichen Stellen im Antrieb des Pike I sind Rillenkugellager der 6000er-Serie von NSK verbaut. Bild: Evinci

Mit dem Pike I hat das Münchner Start-up-Unternehmen Evinci ein neues Zweiradkonzept entwickelt: Die Kombination von E-Bike und Motorrad kann für die bequeme Fahrt zum Arbeitsplatz ebenso genutzt werden wie für sportliche Spritztouren auf der Straße und sogar im Gelände. Bei der Auswahl der Wälzlager für Antrieb und Fahrwerk arbeitete das Start-up mit NSK zusammen.

Das außergewöhnliche Design des Pike deutet schon darauf hin, dass die Entwickler auch in der mechanischen Konstruktion neue Wege beschritten haben. Bei der Leichtbautechnik von Rahmen, Schwingen und Sitzdom stand der Flugzeugbau Pate, und neben Aluminium kommt Carbon als Leichtbauwerkstoff zum Einsatz. Eine „klassische“ Aufgabe der Konstrukteure bestand in der Auswahl der Wälzlager an den Achsen von Antrieb und Fahrwerk – zum Beispiel an Schwinge, Tretlager und Radnaben. An unterschiedlichen Stellen im Antrieb sind Rillenkugellager der 6000er-Serie von NSK verbaut, die aus hochreinem Stahl gefertigt werden und Radial- und Axialkräfte zuverlässig aufnehmen.

Je nach Einsatzfall sind die Lager nur mit Deckscheiben oder aber mit einer Dichtung ausgestattet. Klaus Rohde, Gründer und Geschäftsführer von Evinci: „Da das Pike im Gelände eingesetzt werden kann und selbstverständlich auch bei Regen unterwegs ist, müssen die offenen Lagerstellen zum Beispiel von Tretlager, Hinterradnabe und Schwinge sehr gut abgedichtet sein.“ Hier hat NSK mit der DDU-Dichtung eine hoch wirksame, patentierte Labyrinthdichtung entwickelt, die eine hervorragende Dichtwirkung mit geringer Reibung kombiniert.

Bei den innenliegenden Lagerstellen kommen offene Rillenkugellager zum Einsatz. Insgesamt sind im Pike I fünf verschiedene Typen und Baugrößen verbaut. Allen gemeinsam ist der leichte Lauf und die kompakte Bauweise, die auch ein geringes Gewicht gewährleistet: ein wichtiger Faktor bei der Auswahl der Antriebskomponenten. jl