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Kupplungen von R+W Antriebselemente in der Medizintechnik

Mechanische Antriebstechnik
Kupplungen von R+W Antriebselemente in der Medizintechnik

Heutzutage werden in der medizinischen Diagnostik zunehmend automatische Systeme und Verfahren eingesetzt. Hier kommt es nicht nur auf größtmögliche Hygiene und Reinheit an, sondern ebenso auf Präzision und Positioniergenauigkeit. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Antriebstechnik. Für die automatisierte Herstellung von Systemen für In-vitro-Diagnostik (IVD) hat die R+W Antriebselemente GmbH Kupplungslösungen im „Hygienic Design“ entwickelt.

»Sina Odenwald, Marketing Referentin bei der R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main

Inhaltsverzeichnis
1. R+W-Kupplungen für vollautomatisches Platinenhandling
2. ZAE-Gelenkwelle mit geteilter Klemmnabe und Metallbälgen aus hochelastischem Edelstahl
3. Metallbalgkupplung BKH mit geteilter Klemmnabe
4. Kompakt und schwingungsdämpfend: Elastomerkupplung EKL mit Klemmnabe
5. Servomax-Elastomerkupplung für das vollautomatische Platinenhandling
6. Gelenkwelle EZ2S mit einseitig steifer Nabe
7. Webinar-Tipp: Sensoren erfassen betriebskritische Daten

In der medizinischen Diagnostik liefert die Analyse von Blut-, Gewebe-, oder anderen Proben wichtige Informationen über den Gesundheitszustand, für eine Diagnose oder die bestmögliche Therapie. Schon aus einem kleinen Blutstropfen können Ärzte oder auch Patienten selbst entscheidende Erkenntnisse für ein aktives Gesundheitsmanagement oder gegebenenfalls die richtige Behandlung gewinnen.

Die Automatisierung von In-vitro-Diagnosegeräten verbessert und beschleunigt Diagnostik und Überwachung medikamentöser Therapien. Eine frühe und genaue Diagnostik kann dabei helfen, individuelle und passgenaue Behandlungsmethoden zu entwickeln. Im besten Fall kann sie sogar den Ausbruch einer Krankheit verhindern. In vielen Diagnostiksystemen in Laboren, Kliniken, Arztpraxen oder auch bei der Selbstkontrolle von Patienten werden Platinen eingesetzt, die in einem vollautomatisierten Fertigungsverfahren in so genannten Klimaschränken hergestellt werden. Im Herstellungsprozess kommt es neben höchsten Ansprüchen an die Hygiene auf äußerste Positioniergenauigkeit bei hoher Dynamik in den Antrieben an. Die Bauteile müssen kompakt sein und dürfen nur ein geringes Gewicht haben.

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R+W-Kupplungen für vollautomatisches Platinenhandling

Für das vollautomatische Platinenhandling hat die R+W Antriebselemente GmbH eine Kupplungslösung entwickelt, die höchste Präzision gewährleisten. Der Kunde, ein Pharmaunternehmen und Lösungsanbieter für Laborautomation, benötigte Kupplungen für die vollautomatisierte Fertigung der Platinen, die im Klimaschrank mit Substrat bedampft werden. Der Klimaschrank arbeitet vollautomatisch in einem Temperaturspektrum zwischen 10 bis 125 °C, bei einer Feuchtigkeit von bis zu 98%. „Hier kamen gleich drei unterschiedliche Kupplungstypen von R+W an entscheidenden Stellen zum Einsatz“, erklärt Bernhard Bremauer, Key Account Manager bei R+W. „Zwei Anforderungen standen bei der Applikation im Vordergrund: Die Kupplungen mussten hohen hygienischen Standards genügen, und sie mussten für hohe Präzision und Positioniergenauigkeit der Antriebe sorgen.“ Folgende Kupplungen sind im Klimaschrank verbaut:

  • die spielfreie, torsionssteife Gelenkwelle Modell ZAE Serie 10 als Sonderanfertigung in Edelstahl
  • die Metallbalgkupplung BKH der Serie 15 mit geteilter Klemmnabe, in Edelstahl geschweißt
  • die spielfreie Servomax-Elastomerkupplung Modell EKL Serie 20 in einem Zuführungsmodul des Klimaschranks

ZAE-Gelenkwelle mit geteilter Klemmnabe und Metallbälgen aus hochelastischem Edelstahl

Die ZAE ist eine Gelenkwelle mit geteilter Klemmnabe für eine Drehmomentübertragung von 10 bis 800 Nm, je nach Serie. In dem Klimaschrank wurde eine Welle der Serie 10 eingesetzt. Sie deckt einen Temperaturbereich zwischen -30 und +100 °C ab und ist durch die kraftschlüssige Klemmverbindung absolut spielfrei. Standardmäßig besteht sie aus Aluminium. In diesem Fall wurde die Gelenkwelle mit den Metallbälgen (geschweißt) aufgrund der strengen Hygieneanforderungen aus dem Werkstoff 1.4404 gefertigt, einem nichtrostenden, austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Der Werkstoff 1.4404 ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl mit guter Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren und chlorhaltigen Medien. Sein Haupteinsatzgebiet ist in der Lebensmittel- und chemischen Industrie. Bernhard Bremauer erläutert weitere Vorteile der ZAE-Gelenkwelle: „Die spezielle kardanische Innenabstützung nimmt das Gewicht des Zwischenrohrs auf, das in diesem Fall ebenfalls aus Edelstahl gefertigt ist, so dass keine zusätzliche radiale Belastung auf die Antriebs- und Abtriebswelle wirken. Bei dieser Bauart wird die Gelenkwelle ohne Zerlegen über geteilte Naben in Halbschalenausführung montiert.“

Metallbalgkupplung BKH mit geteilter Klemmnabe

Hochpräzise Metallbalgkupplungen kommen überall dort zum Einsatz, wo Positioniergenauigkeit gefragt ist. Dies spielte auch in der konkreten Anwendung im Klimaschrank eine wichtige Rolle. Spielfreie, torsionssteife Metallbalgkupplungen garantieren eine exakte Positionierung des Antriebsstranges und können in hochdynamischen Applikationen in feingewuchteter Ausführung je nach Modell für sehr hohe Drehzahlen eingesetzt werden. Sie eignen sich für direkte Antriebe. Der Metallbalg ist in rostfreiem Edelstahl ausgeführt und ist das Kernstück der Kupplung. Er gleicht laterale, axiale und angulare Wellenversätze bei geringen Rückstellkräften aus. Aufgrund der hohen Hygieneanforderungen im Klimaschrank ist die Verbindung zwischen Metallbalg und Nabe in diesem Fall geschweißt.

Kompakt und schwingungsdämpfend: Elastomerkupplung EKL mit Klemmnabe

Um die bei dynamischen Antrieben auftretenden Schwingungen zu dämpfen, wurden im Zuführungsmodul des Klimaschranks spielfreie, schwingungsdämpfende Servomax-Elastomerkupplungen von R+W eingesetzt. Sie bringen die Platinen an ihre Position und müssen daher ebenfalls hochpräzise arbeiten. Elastomerkupplungen sind flexible Wellenkupplungen und übertragen Drehmomente spielfrei. Neben dem Ausgleich von lateralem, axialem und angularem Wellenversatz können sie über unterschiedliche Härtegrade des Elastomerkranzes die Steifigkeit und das Dämpfungsverhalten variieren.

Servomax-Elastomerkupplung für das vollautomatische Platinenhandling

Aufgrund der vielseitigen Eigenschaften der Servomax-Elastomerkupplung wurde sie als Kompaktversion mit Klemmnabe im vollautomatischem Platinenhandling eingesetzt. „Mit einem Elastomerkranz in der Shorehärte 64 D bietet sie eine optimale Kombination von Torsionssteife und Schwingungsdämpfung“, erläutert Bremauer. Sie zeichnet sich durch Spielfreiheit, den Ausgleich von Fluchtungsfehlern und ausgezeichnete Hystereseeigenschaft aus. Hysterese bedeutet, dass der Elastomerkranz linear und innerhalb kürzester Zeit wieder in seinen Ursprungszustand zurückfedert und damit für Laufruhe sorgt. „Wir freuen uns, dass wir mit unseren Komponenten die Geräte optimieren und damit einen Beitrag zur Verbesserung der Diagnostik leisten können,“ freut sich Bremauer. „Damit haben wir sozusagen die Verbindung zwischen Antriebstechnik und Gesundheitswesen hergestellt.“ (jg)

Details zu den Präzisionskupplungen von R+W:

hier.pro/wDBRQ

Kontakt:
R+W Antriebselemente GmbH
Hattsteinstraße 4
63939 Wörth am Main
Tel. +49 9372–9864–0
info@rw-kupplungen.de
www.rw-kupplungen.de


Kupplungen-R+W-EZ2S-60
Das neue Produkt, eine schwingungsdämpfende Gelenkwelle mit einseitig steifer Nabe (EZ2 S) ermöglicht eine kurze Montage und Demontagezeit.
Bild: R+W Antriebselemente

Gelenkwelle EZ2S mit einseitig steifer Nabe

Für besondere Anforderungen hat R+W sein Produktportfolio erweitert: Die schwingungsdämpfende, montagefreundliche Gelenkwelle EZ2S mit einseitig steifer Nabe eignet sich speziell für die Übertragung hoher Drehzahlen über eine größere Distanz. Sie überträgt Drehmomente von 12,5 bis 1.350 Newtonmetern. Das Zubehör-Angebot rund um die Gelenkwellen wurde ebenfalls erweitert: Passend zu den neuen Gelenkwellen finden sich Zubehörteile wie Zwischenlager (ZL) und Zwischenwellen (ZW) in verschiedenen Baugrößen im Produktportfolio. Das erleichtert die Auswahl und Beschaffung für die Kunden erheblich.


 

torsionssteife_Lamellenkupplung_LP2_in_doppelkardanischer_Bauform
Wie sich Sensorik für die Zustandsüberwachung – auch nachträglich! – nutzen lässt, zeigt ein Webinar von KEM Konstruktion und R+W Antriebselemente.
Bild: Konradin Mediengruppe

Webinar-Tipp

Sensoren erfassen betriebskritische Daten‘ – so lautet der Titel eines Webinars von KEM Konstruktion zusammen mit R+W Antriebselemente, in dem gezeigt wird, wie auch Kupplungen durch Sensorik smarter und damit leistungsfähiger werden. Auf diese Weise lässt sich auch die Zustandsüberwachung für eine vorausschauende Instandhaltung integrieren – und damit der ausfallsichere Betrieb von Maschinen und Anlagen sicherstellen. Kosten und Aufwand für die Erfassung und Auswertung solcher Maschinendaten bleiben mit pragmatischen Lösungen gering – auch bei Bestandsanlagen; häufig ist eine einfache Nachrüstung möglich.

Dienstag, 16. November 2021, 10:00 – 11:00 Uhr

Die Teilnahme ist kostenlos nach vorheriger Anmeldung.



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