Anwendungsbeispiel von Schleifringen in Luft- und Raumfahrt-Testdrehtischen

Die Azimutachse des Drehtischs arbeitet mit einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit von 100 U/min und einer Positioniergenauigkeit von ±0,001°. Die herkömmliche kabelgebundene Übertragung stand vor drei kritischen Problemen:

1. Mechanische Ermüdung: Wiederholtes Biegen der Kabel während der Rotation führte zu häufigen Kabelbrüchen, was monatliche Wartung erforderte und die Ausfallzeiten erhöhte.
2. Signalstörungen & -verluste: Verdrillte Kabel erzeugten elektromagnetische Interferenzen (EMI), die schwache analoge Signale von Trägheitssensoren störten, was zu Testdatenfehlern von bis zu 5 % führte.
3. Begrenzter Rotationsbereich: Kabel schränkten die kontinuierliche 360°-Rotation ein und zwangen den Drehtisch, periodisch anzuhalten und die Richtung zu ändern – was den Realismus dynamischer Simulationstests beeinträchtigte.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, integrierte das Unternehmen einen kundenspezifischen Kapsel-Schleifring (Modell: SR-CT-12-ETH), der von einem professionellen Schleifringhersteller entwickelt wurde. Dieser Schleifring wurde entwickelt, um die einzigartigen Anforderungen des Drehtischs zu erfüllen, mit den folgenden Hauptmerkmalen:

Der Schleifring von SPR-ing integriert 12 elektrische Kanäle (für 24V DC-Stromversorgung und RS485-Signale) und 1 Glasfaserkanal (für 10 Gbit/s Ethernet), wodurch die gleichzeitige Übertragung von Strom, Steuersignalen und Daten mit hoher Bandbreite ermöglicht wird – alles in einer einzigen, kompakten Einheit (Durchmesser: 45 mm, Länge: 80 mm), die sich nahtlos in die Achse des Drehtischs einfügt.

• Gold-Gold-Kontakttechnologie: Der Schleifring von SPR-ing verwendet goldbeschichtete Messingringe und goldbeschichtete Bürsten, wodurch der Kontaktwiderstand (≤0,01Ω) und die Signaldämpfung minimiert werden. Dies reduzierte das Rauschen in analogen Sensorsignalen auf weniger als 1 mV und senkte die Testdatenfehler auf unter 0,5 %.
• Abgeschirmtes Design: Ein vernickeltes Aluminiumgehäuse und interne EMI-Abschirmungsschichten verhinderten Übersprechen zwischen den Kanälen und gewährleisteten eine stabile Übertragung von Hochfrequenz-Ethernet-Signalen auch bei maximaler Rotationsgeschwindigkeit.

• Wartungsfreier Betrieb: Der Schleifring von SPR-ing ist mit Hochtemperaturfett zur Selbstschmierung gefüllt, wodurch regelmäßiges Ölen überflüssig wird. Seine Lebensdauer übersteigt 10 Millionen Umdrehungen (entspricht über 5 Jahren Dauerbetrieb im Testdrehtisch).
• Breite Umweltanpassungsfähigkeit: Er arbeitet zuverlässig bei Temperaturen von -40°C bis 85°C und Vibrationspegeln von bis zu 10G – und erfüllt damit die rauen Bedingungen von Luft- und Raumfahrt-Testumgebungen.

Seit der Integration des Schleifrings hat der Testdrehtisch bemerkenswerte Verbesserungen erzielt:

1. Unterbrechungsfreie kontinuierliche Rotation: Der Schleifring ermöglicht eine 24/7-360°-Rotation ohne Kabelsalat und ermöglicht dynamische Simulationstests, die reale Flugbedingungen nachahmen (z. B. die Verfolgung von Satellitenantennen während orbitaler Manöver).
2. 10-fache Reduzierung der Ausfallzeiten: Mechanische Ausfälle durch Kabelermüdung wurden eliminiert, wodurch die Wartungskosten jährlich um 60 % gesenkt wurden.
3. Erhöhung der Testgenauigkeit: Hohe Signalintegrität stellt sicher, dass die Tests des Trägheitsnavigationssystems militärische Präzisionsstandards erfüllen, was die Entwicklung von Luft- und Raumfahrtausrüstung der nächsten Generation durch das Unternehmen unterstützt.

In hochpräzisen Rotationssystemen wie Luft- und Raumfahrt-Testdrehtischen fungieren Schleifringe als kritischer "Neuraler Knotenpunkt", der stationäre und rotierende Komponenten verbindet. Durch die Lösung der inhärenten Einschränkungen der kabelgebundenen Übertragung – wie mechanischer Verschleiß, Signalverschlechterung und begrenzte Rotation – verbessern Schleifringe nicht nur die Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer, sondern erschließen auch das volle Leistungspotenzial von Rotationsgeräten. Für Anwendungen, die hohe Genauigkeit, hohe Bandbreite und kontinuierliche Rotation erfordern, sind kundenspezifische Schleifringe eine unverzichtbare Kernkomponente.