Carrière Press Inkoop
Carrière Press Inkoop
DC-motoren in mastsysteem voor bewakings- en bewakingsdoeleinden

“Wie de zippermast voor het eerst ziet, is vaak verbaasd hoe hoog de mast uitgeschoven kan worden,” zegt Frank Woodcock, directeur van progenoX. De behuizing waarin de mast opgeborgen zit is namelijk zeer klein: slechts 15 cm hoog bij het kleinste model (ZM4) en 25 cm bij het standaardmodel (ZM8). Hoe ver de mast uitgeschoven kan worden, kan afgelezen worden aan het modelnummer. Dit is de masthoogte in Engelse voet (ft). Bij de ZM8, die met zijn gewicht van zeven kilo prima te dragen is, is de hoogte dus ongeveer tweeënhalve meter. Bij de ZM40 bereikt de mast een hoogte van meer dan twaalf meter.

DC-motoren in mastsysteem voor bewakings- en bewakingsdoeleinden
Stevigheid door hittebahandeling van de staalbanden
DC-motoren in mastsysteem voor bewakings- en bewakingsdoeleinden

Geïnspireerd op de rolmaat

De aanleiding voor het ontwikkelen van deze nieuwe telescooptechnologie was een aanvraag van het Amerikaanse leger. Ze waren op zoek naar een bijzonder compact en robuust systeem dat toegepast kon worden op onbemande voertuigen. De ontwikkelaar van zippermasten, George Woodruff, liet zich door de constructie van een metalen rolmaat inspireren, die door zijn kromming onder spanning staat en daardoor uitgeschoven kan worden zonder te knikken. Woodruff nam drie staalbanden en verbond deze met elkaar via het ritssluitingsprincipe. De buigzame banden vormden zo een stabiele mast.
De drie banden van flexibel rvs zijn rond spoelen gewikkeld en in een hoek van 120 graden ten opzichte van elkaar geplaatst. Een aanvoerspindel die zich in het middel van deze driehoek bevindt, voert de banden in de daarvoor bedoelde schuine sleuven. Door de draaiing van de spindel worden de banden naar boven uitgerold. De gekartelde buitenkanten vertanden zich daarbij met elkaar. Zo kan de zippermast uitgeschoven worden tot elke gewenste positie. Om deze positie vast te houden is geen extra blokkering nodig: het gewicht van de banden en de lading rust op de schroefdraad van de spindel, die alleen bewogen kan worden door draaiing.
“Toen ik de zippermast voor het eerst zag, was ik direct enthousiast over het constructieprincipe,” herinnert Frank Woodcock zich. Hij kocht de technologie in 2012 in de VS en bracht hem naar Duitsland. Met zijn team van progenoX heeft hij de telescoopmast aangepast en gereed gemaakt voor serieproductie. Klanten zijn vooral hulpdiensten zoals de brandweer, ambulancedienst, rampenbestrijding, burgerbescherming en politie. Deze gebruiken de mast vooral voor bewaking en inlichtingen, kortom: de toepassingen waarvoor hij in eerste instantie ontworpen werd. Maar ook bij andere taken heeft de mast zich ondertussen bewezen, zoals bij de inspectie van buizen en schachten. Zo is hij bijvoorbeeld ingezet in een kernenergiecentrale om de buizen voor luchttoevoer en -afvoer te controleren op scheuren en blokkades.

Plaatsbesparend en stabiel

Dankzij de opgerolde banden past de zippermast in een zeer kleine behuizing. Een ander voordeel van de constructie is het feit dat de diameter van de mast in elke positie over de gehele lengte constant blijft, in tegenstelling tot een telescoopmast die uit in elkaar geschoven onderdelen bestaat. Zo blijft er binnenin de mast plaats over om kabels voor externe signalen veilig vanuit de spindel naar de kop te leiden.
Het constructieprincipe maakt de zippermast bovendien zeer stabiel. Deze stevigheid wordt nog vergroot doordat de staalbanden een hittebehandeling hebben gekregen. De opgerolde staalbanden worden verhit en vervolgens gekoeld. De kristalstructuur van het staal past zich hierdoor aan deze positie aan waardoor het deze vorm 'wil' blijven aannemen. Door het afrollen van de banden ontstaat zo een spanning die de mast nog meer stevigheid geeft. Dankzij de stabiliteit kan de zippermast ook horizontaal uitgeschoven en belast worden.

DC-motoren in mastsysteem voor bewakings- en bewakingsdoeleinden
Compacte en mobiele constructie maakt verdekt gebruik mogelijk.

Geschikt voor op zee en in de ruimte

progenoX heeft er veel aan gedaan om de zippermast geschikt te maken voor dagelijkse toepassingen. Zo zijn de staalbanden nu voorzien van een speciale coating om slijtage tegen te gaan. De aanvoerspindel is door een hittebehandeling verhard en de elektronica is ingegoten. Daarnaast is de oorspronkelijke spindelmotor vervangen. “Bij de keuze voor de optimale aandrijving hebben we uitstekende technische ondersteuning van FAULHABER gekregen,” vertelt Frank Woodcock.

Omdat de zippermast vaak gebruikt wordt onder zeer zware omstandigheden moet hij voorzien zijn van een zeer robuuste en duurzame motor. Daarom is het belangrijk dat hij een zeer groot vermogen biedt binnen een klein formaat. “De motor die de spindel aandrijft moest tussen twee van de drie staalbanden geplaatst worden en mocht daarom maximaal een diameter van 32 mm hebben,” herinnert Andreas Eiler zich, die bij FAULHABER verantwoordelijk was voor het project. Tegelijkertijd moest de DC-miniatuurmotor een hoog koppel leveren om de mast ook bij een grote belasting snel te kunnen uitschuiven. Daarom is in overleg gekozen voor een DC-miniatuurmotor van FAULHABER. Deze levert met zijn hoogwaardige zeldzame-aardemagneten een nominaal koppel van 120 mNm. De zippermast moest bovendien voorzien worden van een zeer hoogwaardige tandwielkast. Hiervoor viel de keus op een planetaire reductor van FAULHABER. “Ze bestaan uitsluitend uit staalcomponenten,” legt Andreas Eiler uit.

Omdat de motor ook moet werken onder de zwaarste omstandigheden, heeft hij een zeer robuuste behuizing van zeer sterke kunststof. De DC-miniatuurmotor voldoet hiermee aan de beschermingsgraad IP68, is zowel stof- als waterdicht en is bestand tegen chemicaliën en UV- en infraroodstraling. De DC-miniatuurmotor van FAULHABER drijft ook de zippermastvariant aan die bestand is tegen zout water en die bijvoorbeeld geïntegreerd kan worden in een boei op zee. Zelfs toepassing in de ruimte is volgens Woodcock denkbaar. Hij heeft zich al voor twee projecten aangemeld. “De zippermast kan bijvoorbeeld heel goed gebruikt worden als arm van kleine of middelgrote satellieten, antennes of optische apparatuur gebruikt worden. Daarom werken we samen met de firma ODG-ARGO die robotvoertuigen levert aan ruimtevaartorganisaties NASA en CSA. We hebben nu de zippermast geïnstalleerd op een ARGO-robot die ingezet gaat worden op een geplande marsmissie. Ik schat onze kansen om aan een van deze ruimtevaartprojecten deel te nemen heel hoog in.”

Producten

DC-motoren
Geen restkoppel
Nauwkeurige positie- en koppelregeling
Zeer efficiënt
Laag geluidsniveau
Hoog koppel
Laag gewicht
Minimale massatraagheid van de rotor
Unieke dynamiek bij start-stopbedrijf
Details
Meer informatie

Aanbevolen inhoud

Hier vindt u externe materialen van YouTube bij dit artikel. Klik om ze te bekijken.

Ik ga ermee akkoord om externe inhoud te zien. Ik ben me ervan bewust dat mijn persoonlijke gegevens kunnen worden gedeeld met externe platformen. Raadpleeg voor meer informatie ons privacybeleid.