Aufrufe
vor 3 Jahren

DER KONSTRUKTEUR 1-2/2021

  • Text
  • Hohen
  • Anforderungen
  • Antriebstechnik
  • Produkte
  • Entwicklung
  • Hygienic
  • Zudem
  • Einsatz
  • Anwendungen
  • Konstrukteur
DER KONSTRUKTEUR 1-2/2021

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK MIKROMETERGENAU PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Mikromanipulatoren arbeiten in winzigen Dimensionen. Als Zusatzinstrumente für Mikroskope bei mechanischen Eingriffen bewegen sie sich im Bereich von Mikrometern oder darunter und werden beispielsweise in Chemie, Medizintechnik, Gentechnik und Halbleiterentwicklung eingesetzt. Mit ihrem Anspruch auf höchste Präzision stellt die Miniaturbalgkupplung einen perfekten Partner für Mikromanipulatoren dar. Mithilfe von Zusatzinstrumenten wie feinsten Mikrokapillaren, Nadeln, Elektroden und anderen Instrumenten ermöglicht der Mikromanipulator äußerst präzise Eingriffe. Die für den Mikrometerbereich viel zu groben Bewegungen der menschlichen Hand verwandeln sich auf diese Weise zu sehr feinen Bewegungen der benutzten Instrumente, die sich mechanisch, hydraulisch oder elektronisch und typischerweise in allen drei Dimensionen des Raumes steuern lassen. Hilfreich ist das beispielsweise in der Mikrochirugie, wo unter optischer Kontrolle mit dem Mikroskop Operationen an Geweben und Zellen von Lebewesen vorgenommen werden. Für viele Zeitraffer- oder multidimensionale Experimente markiert die Zellmani- Autorin: Sina Odenwald, R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main pulation den Ausgangspunkt für die nachfolgende Analyse. In der Reproduktionsmedizin wird die Mikroinjektion von DNA, Stammzellen oder Spermatozoen in Eizellen oder Blastozysten genutzt, um transgene oder geklonte Organismen zu erzeugen oder im Rahmen der künstlichen Befruchtung, z. B. In-Vitro-Fertilisation (IVF), Eizellen zu befruchten. In der CRISPR/Cas9-Technik wird sie eingesetzt, um transgene Tiere zu produzieren. Auch in der Mikroelektronik werden Mikromanipulatoren angewendet: Hier dienen sie an integrierten Schaltkreisen zum Beispiel zum Positionieren der Messelektrode in der Patch-Clamp-Technik, einer Messmethode in der Elektrophysiologie. HÖCHSTE PRÄZISION MIT MINIATURBALGKUPPLUNGEN Die Technologien in der Industrie entwickeln sich rasant weiter. Innovation und Kreativität sind gefragt, um die veränderten Ansprüchen anzupassen. Christopher Monka, Vertrieb R+W Antriebselemente, erklärt: „Durch den Trend zur Miniaturisierung in Branchen wie der Labor- Medizintechnik, dem feinmechanischen Apparate- 01 Die kompakte Microflex-Kupplung FK1 für Miniaturanwendungen mit Drehmomenten bis 1 Ncm 18 DER KONSTRUKTEUR 2021/01-02 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK bau oder bei Mikrodosierpumpen, fällt der Miniaturbalgkupplung eine entscheidende Rolle in diesen Wachstumsmärkten zu.“ Sie ist der perfekte Partner für die Übertragung von Drehmomentbereichen ab 0,05 Nm und wenn ein Bohrungsdurchmesser ab 1 mm erzielt werden soll. Wie bei jeder Metallbalgkupplung ist auch bei der Miniaturbalgkupplung der Metallbalg gleichzeitig zentrales Bestandteil und Ausgleichselement. Monka erklärt: „Wie der Metallbalg dimensioniert ist, hängt davon ab, welche Anforderungen die Anwendung in der Praxis fordert, welches Drehmoment übertragen wird und wie hoch der auszugleichende Versatz ist.“ Miniaturbalgkupplungen müssen maximale Steifigkeit in Rotationsrichtung beweisen und Rückstellkräfte, die beim Ausgleichen der Versätze entstehen, so gering wie möglich halten. Beides schafft die Miniaturbalgkupplung von R+W mühelos. Der torsionssteife Metallbalg überträgt das Drehmoment hochpräzise und gleicht radiale und axiale Versätze sowie den Winkelversatz sicher aus. Das ist wichtig innerhalb des gesamten Antriebsstranges, um Schäden an den nachfolgenden Bauteilen zu vermeiden und eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten. EINSATZ IN DER NEUROWISSENSCHAFT Für einen führenden Hersteller von Forschungsgeräten liefert der Kupplungsspezialist R+W Antriebselemente aus Wörth am Main seit 30 Jahren die passende Kupplungslösung: eine Miniaturbalgkupplung. Das Unternhemen entwickelt und fertig seit Jahrzehnten Manipulatoren, die in Positionierungssystemen für Elektrophysiologie, Injektions- und Badkammern zum Einsatz kommen. Relativ neu in der Produktlinie sind die sogenannten Neuropixel-Sonden. Das sind Geräte, die in der neurowissenschaftlichen Forschung ein elektrophysiologisches Verfahren ermöglichen, um die Aktivität von Hunderten von Neuronen aus vielen verschiedenen Gehirnregionen gleichzeitig aufzuzeichnen. „Das Besondere an der Ausführung der Miniaturbalgkupplung für diese Anwendungen ist ihre Direktanbindung der Spindel mit Feingewinde. Neben der maximalen Steifigkeit und absoluten Spielfreiheit ist dies ein weiterer Beitrag für den Gesamtbeitrag der Präzision.“ MINIATURMETALL- BALGKUPPLUNGEN SPIELEN EINE ENTSCHEIDENDE ROLLE IN WACHSTUMS- MÄRKTEN Spielfreie Miniaturmetallbalgkupplungen sind die überzeugende konstruktive Lösung unter den Präzisionskupplungen. Durch den Trend zur Miniaturisierung fällt diesem Produkt eine entscheidende Rolle in Wachstumsmärkten zu, wie dem feinmechanischen Apparatebau oder der Labor- und Medizintechnik, bei denen sie beispielsweise in Vakuumanwendungen auch im Reinstraum eingesetzt werden können. CHRISTOPHER MONKA, Account Manager, R+W Antriebselemente, Wörth am Main INDIVIDUELLE ANWENDUNGEN DANK FLEXIBLEM SORTIMENT Die Baureihe der Metallbalgkupplungen eignet sich mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Anbindungsmöglichkeiten für viele Anwendungsfälle. „Es gibt sie mit radialen Klemmschrauben, geschlitzten und geteilten Klemmnaben, als Konusspannsatz oder als MINIATURBALGKUPPLUNGEN MÜSSEN MAXIMALE STEIFIGKEIT IN ROTATIONSRICHTUNG BEWEISEN UND RÜCKSTELLKRÄFTE SO GERING WIE MÖGLICH HALTEN Modell mit Konusspreizdorn für Hohlwellenanbindungen. Für die besonders einfache Montage können wir steckbare, ebenfalls spielfreie Versionen anbieten, bei denen ein glasfaserverstärktes Kunststoff-Konusstecksegment die Spiel- und Wartungsfreiheit sowie die elektrische und thermische Isolation sicherstellt. Die steckbaren Ausführungen zeichnen sich durch eine unkomplizierte und schnelle Montageverbindung aus. Der Endkunde spart viel Geld, 02 Miniaturbalgkupplung mit Direktanbindung der Spindel mit Feingewinde indem er seine Rüstzeiten optimiert, denn es muss nicht die komplette Kupplung demontiert werden“, resümiert Christopher Monka. Für viele Applikationen ist die Standardausführung ausreichend, für besondere Anforderungen, beispielsweise mit Vakuum oder Reinraum, können Sonderlösungen zum Beispiel mit Sondermaterial bezogen werden. Bilder: Aufmacher Hintergrund: vchalup – stock.adobe.com; Sonstige: R+W Antriebselemente GmbH www.rw-kupplungen.de www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/01-02 19