Mikrosystemtechnik/Mikrolineartechnik

Präzise Mechanik für exakte Analyse

Miniatur-Lagereinheiten rationalisieren den Laborbetrieb
Mit einbaufertigen Rotations- und Linear-Lagereinheiten von INA kann man die Anzahl benötigter Bauteile reduzieren, Mechaniken einfacher auslegen und Geräte kompakter aufbauen. Die kombinierte Leistung aus hochwertigen Miniatur-Lagereinheiten, umfassender Beratung und technischer Unterstützung führte zu einer hohen Kundenzufriedenheit.

Die Medizintechnik entwickelt sich immer mehr zur Triebfeder für Innovationen bei mechatronischen und mikrotechnischen Maschinenelementen und Antriebssystemen. Weil selbst eine ausgeklügelte Elektronik elektrische Energie nur mit Hilfe von Mechanik in rotative oder lineare Bewegungsabläufe umsetzen kann, kommt der Leichtgängigkeit, kompakten Bauweise, Standfestigkeit und einfachen Integration der Mechanikelemente und Baugruppen eine entscheidende Bedeutung zu.

Eine zunehmende Anzahl von Patienten mit unterschiedlichsten Erkrankungen zwingt medizinische Einrichtungen, in allen Bereichen (Routine-)Abläufe zu automatisieren, ohne dass dabei die Sensibilität gegenüber den Patienten-Belangen verloren gehen darf. Ein Beispiel für die fortschreitende Automatisierung im Gesundheitsbereich ist der Laborbetrieb, weil hier viele Analysen und Tests anonym durchgeführt werden können. Die Labor-Automatisierung beschleunigt die Durchführung der Analysen und unterstützt die Qualität und Sicherheit der Testergebnisse.

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Das medizintechnische Unternehmen Behnk Elektronik aus Norderstedt/Hamburg suchte bei der Entwicklung eines Laborgeräts für die Analyse von Flüssigkeiten zur einfachen und kostengünstigen Realisierung der Gerätetechnik nach geeigneten Maschinenelementen. Die Aufgabenstellung für die Konstrukteure bestand unter anderem darin, die Probenanalyse mittels einer angetriebenen dreiachsigen Bewegungs- und Positioniereinheit vollständig zu automatisieren und dabei das Pipettenhandling wiederholgenau durchzuführen. Sie wandten sich zunächst an den INA-Vertriebspartner vor Ort, die Firma Laeppché in Wilhelmshaven, und diese wiederum wurde unterstützt durch das INA/FAG-Büro in Hamburg. Nach Schilderung der Aufgabenstellung – und unter Berücksichtigung des sensiblen Labor-Umfelds – führte man gemeinsam eine Problemanalyse durch. Ihr folgten konkrete Lösungsvorschläge, die zum einen die Techniker und anderseits auch das Marketing überzeugten. Zur Debatte standen Forderungen wie ein geräuscharmer Lauf, gleichmäßiger Verschiebewiderstand für kontinuierliche Bewegungsabläufe, rostfreie Ausführung (Vorschrift im Laboreinsatz), exakter und reproduzierbarer Messbetrieb, kompakte Bauweise, geringe Bauteilevielfalt, einfache Anschlusskonstruktionen und niedriger Wartungsaufwand.

Die INA/FAG-Ingenieure empfahlen für die Hauptachse der Positionier- und Bewegungseinheit zum Pipetten-Handling den Einsatz eines Linearführungssystems KUVE 15 RRF (vierreihige Kugelumlaufeinheit, Baugröße 15 mit Corrotect-Beschichtung als Rostschutz). Für die Querachse Y wurde ein Miniatur-Linearführungssystem vom Typ KWEM 9 und für die Hubachse Z ein Miniatur-Linearführungssystem des Typs KWEM 7 gewählt (beides eine rostfreie, zweireihige Miniaturausführung).

Hochwertige, langlebige Präzisionstechnik

Mit den INA-Maschinenelementen werden die Anforderungen des Lastenheftes voll erfüllt. Außerdem ist eine hohe technische Verfügbarkeit der Laborgeräte gegeben. Die vierreihigen Kugelumlaufeinheiten der Baureihe KUVE eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen neben maximaler Tragfähigkeit und Steifigkeit auch besonders präzise Laufeigenschaften gefordert sind. Darüber hinaus sind sie gekennzeichnet durch eine hohe Dynamik (für kurze Positionier- und Verfahrzeiten) sowie kleine Abmessungen für einen kompakten Geräteaufbau. Die Miniatur-Kugelumlaufeinheiten KUEM 7 und KUEM 9 für die Y- und die Z-Achsenführungen basieren auf einem zweireihigen System für mittlere Tragfähigkeit und mittlere bis hohe Momentenbelastungen. Modular konzipiert, können innerhalb einer Genauigkeitsklasse die Komponenten beliebig ausgetauscht und kombiniert werden, wodurch eine hohe Montage-Flexibilität bei einer wirtschaftlichen Beschaffung und Ersatzteil-Lagerhaltung gegeben ist. Sowohl die Tragkörper als auch die Führungsschienen sind rostfrei. Zum Schutz vor eventuellen Verschmutzungen des Wälzsystems weisen die Stirnseiten der Führungswagen, die werksseitig befettet sind und nachgeschmiert werden können, spezielle Dichtungen auf.

Die Schrägkugellager ZKLR werden als montagefertige Einheiten geliefert. Sie stellen somit besonders zeitsparende, wirtschaftliche Komplettlösungen dar. Die Baugruppen bestehen jeweils aus einem tiefgezogenen Blech-Flanschlager-Gehäuse mit Corrotect-Rostschutz-Beschichtung und zwei Rillen- oder Schrägkugellagern in X-Anordnung. Die Kugellager sind beidseitig abgedichtet und die Lagerpakete axial und radial vorgespannt. Sie nehmen radiale und beidseitig axiale Kräfte auf, haben ein niedriges Lagerreibungsmoment und eine gefräste Planfläche für die Anschlusskonstruktion. (gm)

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