- Um Bomben, Sprengfallen und andere gefährliche Waffen rechtzeitig aufspüren bzw. entschärfen zu können, sind durchweg Experten gefragt. Aufklärung im Vorfeld ist dabei essentiell. Hier können spezielle ferngesteuerte Kleinfahrzeuge die Gefahr für den Menschen drastisch verringern. Dabei übernehmen statt menschlicher Muskeln präzise Kleinstmotoren beispielsweise von Faulhaber die gefährliche Arbeit vor Ort an der Bombe.
Kleinstantriebe trotzen der Gefahr
Seit Mitte der 1960er Jahre arbeitet AB Precision (Poole) Ltd. aus Dorset/GB als Zulieferer für das britische Ministry of Defense. Um den in der heutigen Zeit gestiegenen Gefahren beim Aufspüren und Entschärfen von Explosivkörpern Rechnung zu tragen, entwickelten die Experten aus Dorset die neueste Generation ihres Guardian MROV (Miniature Remotely Operated Vehicles). Das modular aufgebaute Kleinfahrzeug kann als Geräteträger je nach Anforderung mit Zusatzausrüstung ausgestattet werden. Universelle Einsatzfä-higkeit bedeutet auch, dass jedes Gelände überwunden werden muss. Ebenso wichtig ist eine kleine Bauform, damit in engen Gängen manövriert werden kann, z.B. in Zügen, Flugzeugen oder U-Bahnen. Um möglichst viele verschiedene Funktionen inkl. eines kräftigen Geländeantriebs in einem kleinen Geräteträger unterbringen zu können, arbeiteten die englischen Experten mit dem Kleinantriebsspezialisten Faulhaber zusammen: In der Grundausstattung des Guardian übernehmen 15 unterschiedliche Kleinstantriebe die exakte Umsetzung der Steuerbefehle.
Flexibilität dank modularem Aufbau
Ein Gerät zum ferngesteuerten Aufspüren von Bomben bzw. deren Entschärfung muss möglichst universell ausgelegt werden, um für alle Eventualitäten vorbereitet zu sein. Das trifft auch auf die Steuerung zu. Die Funkfernsteuerung des Guardian kann unter ungünstigen Bedingungen gestört werden oder die Funksignale werden detektiert bzw. sie lösen im schlimmsten Fall den Zündmechanismus aus. Daher kann das Spürvehikel zusätzlich auch über eine emissionsfreie Glasfaserleitung Bilder und Befehle senden und empfangen. Gesteuert wird alles von einem Kommandokoffer aus: Ein 17"-LCD-Bildschirm zeigt die Aufnahmen der Kameras, ein 10,5"-Touchscreen bietet mit Soft-Buttons und einer 3D-Abbildung des Gefährts eine intuitive Steuerung auch der Zusatzmodule. Zwei Joystick-Controller für den Antrieb und den Manipulatorarm ergänzen die Steuerzentrale.
Da oft bei beengten Verhältnissen aufgeklärt werden muss, ist eine kompakte Bauweise gefragt. Mit einer Breite von 417 mm (Laufketten) bzw. 535 mm (Räder) sowie einer Länge von maximal 1280 mm (758 mm für normale Fahrkonfiguration) und bei eingeklapptem Auslegerarm einer Höhe von 504 mm (mit Kette) bzw. 524 mm (Radausführung) passt der Unterbau auch durch enge Gänge. Außerdem ist der Aufklärungsradius möglichst groß zu halten. Ein „ Teleskoparm" verlängert daher die Reichweite des Aufklärungskopfes auf bis zu 2,10 m. Gleichzeitig kann der Kopf soweit abgesenkt werden, dass er auch unter Fahrzeugböden sehen kann. Ein tiefer Schwerpunkt und robuste Laufketten bieten dabei ein standfestes Fundament für wackelfreie, scharfe Aufnahmen oder präzise Manipulationen mit dem Auslegerkopf. Durch eine geschickte Anordnung der Laufketten lässt sich der Suchbereich lokal sogar noch einmal um 50 cm auf 2,60 m erweitern. Der Guardian steht dabei quasi auf den Zehenspitzen. Je nach Geländeanforderungen gibt es für das Fahrwerk auch zusätzliche Räder. Das erlaubt auf befestigtem Untergrund höhere Fahrgeschwindigkeit und erhöht so die Mobilität.
Das komplette Fahrzeug ist in sicherer Distanz aus leicht tragbaren Modulen schnell zusammengebaut. Das erleichtert den Transport und gibt den Experten die Möglichkeit, durch Modulauswahl das richtige Werkzeug für jeden Einzelfall vor Ort zu bringen. So stehen neben einer Vier-Farb-Kamera zahlreiche Module bereit, wie unterschiedliche Waffen (um z.B. Schlösser aufzuschießen), Module mit Röntgengerät und eine Wasserstrahlschneideeinheit.
Maßgeschneidert aus dem „Antriebsbaukasten"
So unterschiedlich wie die Einsatzbereiche sind auch die eingesetzten Antriebe. Alle unterliegen jedoch Universalanforderungen wie absolute Zuverlässigkeit, kleinstmögliche Bauform, hohe Leistung bei feinfühligem Betrieb und möglichst hohem Wirkungsgrad für lange Akkueinsatzdauer – Anforderungen, die gleichermaßen der Produktphilosophie des Guardian und der Antriebsmotoren von Faulhaber entsprechen. In beiden Fällen wird auf ein modular aufgebautes Produkt für einen möglichst weiten Einsatzbereich gesetzt. Diese Verwandtschaft zeigt sich auch bei den 15 hier eingesetzten Antriebe. Je nach Aufgabe werden Motoren und Getriebe ausgewählt und entsprechend der Leistungsanforderung kombiniert. So erhalten die vier Antriebsmodule ihre Kraft durch je einen 38 mm durchmessenden Motor mit durchmesserkonformem Planetengetriebe. Mit über 200 W und rd. 150 mNm an der Motorwelle reichen die zusammen ungefähr 1 PS leistenden Motoren problemlos aus, um das Fahrzeug samt Ausrüstung durchs Gelände oder über Steigungen zu bewegen.
Zwei baugleiche Motoren mit anderer Untersetzung sind auch für das Heben und Senken des Teleskopauslegers zuständig. Durch die breite Getriebepalette an Untersetzungen können so das Abtriebsdrehmoment und die Geschwindigkeit in beiden Fällen optimal gewählt werden. Kleinere 32-mm-Motoren mit ca. 80 W Leistung fahren den Teleskoparm ein und aus. Um das Kopfgewicht klein zu halten, bedienen leichte Antriebe mit 26 mm Durchmesser und 44 W Leistung die Funktion „Kopf drehen und kippen". Die Kamera und optionale Waffen wiederum werden über zwei gleiche Antriebe mit 23 mm Durchmesser und rd. 20 W bewegt. Der Manipulator dagegen arbeitet funktionsbedingt mit je einem 23- und einem 26-mm-Antrieb.
Alle Motoren sind in robuster DC-Bürstentechnik aufgebaut und können so bereits bei kleinsten Spannungen anlaufen. Auch die vergleichsweise einfache und robuste Antriebssteuerung über Pulsweitenmodulation ist für diesen Einsatzfall ideal geeignet.
Moderne Kleinstantriebe lassen sich aus Standardbauteilen anwendungsspezifisch zusammensetzen. Der Antrieb wird so zum Antriebssystem, das sich individuell aus Katalogbaugruppen zusammenstellen lässt. Motor, Getriebe oder die Steuerung – wahlweise als interne oder externe Variante – ergeben so den idealen Antrieb. Reichen die Möglichkeiten der „Teile von der Stange" nicht aus, können die Antriebsexperten von Faulhaber durch gezielte Modifikation von bestehenden Komponenten schnell Abhilfe schaffen. Je früher im Entwicklungsprozess sie dabei eingebunden werden, desto effizienter lassen sich die Kleinstantriebe für den Einsatzzweck maßschneidern.
Dipl.-Ing. (FH) Dietrich Homburg und Dipl.-Chem. Andreas Zeiff, beide Redaktionsbüro Stutensee, für die Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG in Schönaich ( www.faulhaber.de )
