Evaluation verschiedener Antriebsstränge zur Anwendung in einem Klinostaten

Abstract

In der vorliegenden Studienarbeit wird die Evaluation verschiedener Antriebsstränge zur Anwendung in einem Klinostaten durchgeführt. Ziel ist es, auf Basis eines bestehenden Systems einen neuen Klinostaten aufzubauen, der die gestellten Anforderungen hinsichtlich Laufruhe und Wirtschaftlichkeit besser erfüllt. Hierzu wird ein methodisches Reengineering des vorhandenen Klinostaten vorgenommen, wobei sowohl der Antriebsstrang als auch das Gehäuse analysiert und weiterentwickelt werden. Der Klinostat soll Forscherinnen und Forschern Korrosionsuntersuchungen unter simulierter Mikrogravitation ermöglichen. Der Klinostat muss dafür mit einer Korrosionsmesszelle, die eine metallische Probe trägt, verbunden sein, die die Messung von Korrosionskennzahlen ermöglicht. Für die Bewertung sowohl des vorhandenen als auch des neu entwickelten Klinostaten kommen Rundlaufmessungen mittels Messuhr an mehreren Positionen sowie eine Anforderungsliste zum Einsatz. Die Messergebnisse zeigen eine deutliche Verbesserung gegenüber dem ursprünglichen System. Alle definierten Festanforderungen können erfüllt werden, wobei ein besonderer Fokus auf der Laufruhe liegt, damit ein qualitativ hochwertiges simuliertes Mikrogravitationsniveau erreicht werden kann. BLDC-Motoren in Verbindung mit einem Umlaufgetriebe erweisen sich als besonders geeignet für die Anwendung als Antriebsstrang in einem Klinostaten, da sie die Anforderung nach geringen Vibrationen und Laufruhe optimal erfüllen. Trotz Überdimensionierung hinsichtlich Leistung und Drehmoment wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit bewusst ein größer dimensionierter Antrieb gewählt. Die Arbeit zeigt, dass moderne Antriebskomponenten vielseitig einsetzbar sind und ihre Eignung maßgeblich vom Aufwand der Anpassung an spezifische Anforderungen abhängt.