STAFF-Update: Neue Mastkopf-Schnittstelle für hochdynamische mobile Anwendungen
- 3. Aug.
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Im Rahmen unseres internen Entwicklungsprogramms STAFF – Stability for Future entwickeln wir den ZIPPERMAST kontinuierlich für zukünftige Einsatzanforderungen weiter. Ein aktueller Meilenstein ist die Weiterentwicklung der Mastkopf-Schnittstelle – der Verbindung zwischen Mast und Nutzlast wie Sensoren, Kommunikationssystemen oder Effektoren.
Neue Anforderungen im mobilen Defence-Einsatz
Mit der zunehmenden Integration des ZIPPERMAST auf mobilen Plattformen wachsen auch die Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit. Besonders anspruchsvoll sind hochdynamische Einsatzprofile auf mobilen Plattformen, beispielsweise ungefederten Kettenfahrzeugen oder autonomen Systemen im Geländeeinsatz. Dabei wirken Schock- und Vibrationsbelastungen sowie Kippmomente auf die Maststruktur, die besondere Anforderungen an die mechanische Schnittstelle stellen.
Für diese besonderen Einsatzprofile haben wir die Mastkopf-Schnittstelle gezielt weiterentwickelt.
Iterative Entwicklung zur optimierten Kraftübertragung
Die Weiterentwicklung der Mastkopf-Schnittstelle erfolgte in mehreren Entwicklungsschritten. Ausgangspunkt war eine bewährte Konstruktion mit separaten Führungs-, Zentrier- und Klemmelementen, die sich in zahlreichen Anwendungen zuverlässig bewährt hat. Mit steigenden Anforderungen an hochdynamische mobile Einsatzprofile wurde die Schnittstelle gezielt weiterentwickelt.
Im ersten Schritt wurde die bestehende Konstruktion um eine zusätzliche Endanschlagfunktion ergänzt, um die Aufnahme auftretender Kräfte weiter zu verbessern. Die Untersuchungen dieser Zwischenstufe zeigten jedoch, dass eine vollständige Kraftaufnahme über diese Lösung aufgrund geometrischer Randbedingungen nur begrenzt erreichbar war.
Diese Erkenntnisse flossen direkt in die nächste Entwicklungsstufe ein. Die aktuelle Ausführung verfolgt daher einen grundlegend optimierten konstruktiven Ansatz: Eine integrierte 60°-Konusgeometrie mit Triangelblock übernimmt die Zentrierung und Kraftübertragung über einen formschlüssigen Kontakt zwischen Mast und Nutzlast.
Dadurch entsteht eine selbst-zentrierende Verbindung mit optimierter Lastableitung, die insbesondere für hochdynamische Anwendungen mit erhöhten Querkräften und Kippmomenten ausgelegt ist.
Formschlüssige Konus-Verbindung statt separater Führungselemente
Die neue Geometrie bietet mehrere Vorteile:
Selbstzentrierung: Die Nutzlast positioniert sich beim Aufsetzen automatisch in der korrekten Lage.
Optimierte Kraftübertragung: Querkräfte und Kippmomente werden über die formschlüssige Konus-Geometrie großflächig in die Struktur eingeleitet.
Erhöhte Scherlastaufnahme: Ein umlaufender Bund unterstützt die Aufnahme hoher Querkräfte.
Integrierte Verdrehsicherung: Die dreieckige Aufnahme verhindert ein Verdrehen der Nutzlast ohne zusätzliche Elemente.
Reduzierte Anzahl an Einzelkomponenten: Funktionen wie Führung und Kraftübertragung werden durch die Geometrie integriert, wodurch zusätzliche mechanische Schnittstellen entfallen.
Neben der mechanischen Optimierung bietet die neue Geometrie weitere Vorteile:
Reduzierte optische Signatur: Der Aufnahmering verdeckt Sensor und LED der Endanschlag-Erkennung.
Verbesserter Schmutz- und Staubschutz: Die geschlossene Bauform schützt die Verbindungszone zusätzlich vor Verschmutzung im mobilen Einsatz.
Entwicklungsprozess mit Labor-Validierung
Die Weiterentwicklung der Mastkopf-Schnittstelle ist Teil unseres kontinuierlichen STAFF-Programms. Dabei verfolgen wir einen iterativen Entwicklungsansatz: Erkenntnisse aus Konstruktion, Simulationen, internen Belastungsanalysen und praktischen Erprobungen fließen fortlaufend in die Optimierung der Bauteile ein.
Ergänzt wird dieser Prozess durch Labor-Prüfungen nach IEC 60068-2-80 und NATO AECTP-400 – Prüfverfahren, die für die Bewertung mechanischer Belastungen in militärischen Anwendungen etabliert sind und in einem vergleichbaren Umfeld wie MIL-STD-810H eingesetzt werden.
Die neue Konus-Verbindung wird künftig insbesondere für Anwendungen mit höchsten dynamischen Anforderungen eingesetzt.
Mit STAFF verfolgen wir das Ziel, den ZIPPERMAST kontinuierlich an zukünftige Einsatzszenarien anzupassen – für noch mehr Robustheit, Zuverlässigkeit und Einsatzfähigkeit unter anspruchsvollsten Bedingungen.
