Aufrufe
vor 1 Jahr

antriebstechnik 4/2015

antriebstechnik 4/2015

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Die Natur als Vorbild Kugelgewindetriebe – so robust, präzise und stark wie Ameisen? Ursula Schädeli Wir Menschen züchten Zellkulturen zur Prävention oder zum Heilen. Bestimmte Ameisen züchten Pilze um zu überleben. Was hat das mit einem kaltgerollten Kugelgewindetrieb zu tun? K ennen Sie einen Zuckerkranken, der Insulin spritzen muss? Haben Sie schon mal eine Grippeimpfung erhalten, Penicillin gegen eine Infektionskrankheit eingenommen oder einen Schwangerschaftstest gemacht? Sicher haben Sie schon mal ein Glas Wein getrunken und Brot gegessen, oder vielleicht sogar selber hergestellt. Biotechnologie lässt sich grob als die Nutzung lebender Organismen oder Ihrer Produkte zur Herstellung eines Produkts oder zur Lösung eines Problems definieren. Mit dem Heranzüchten von Zellen, Bakterien oder Viren beginnt oft ein langwieriger Weg zu einem neuen Heilmittel. Die Natur ist der erfolgreichste Innovator aller Zeiten. Durch die Evolution und Biodiversität haben sich Lebewesen jedem verfügbaren und noch so unwirtlichen Lebensraum angepasst. Probleme, die mit Ursula Schädeli, Marketing, Eichenberger Gewinde AG, Burg (CH) technischen Herausforderungen vergleichbar sind, wurden dabei durch an die Umgebungsbedingungen angepasste Konzepte gelöst. Für Forscher und Entwickler ergibt sich aus dieser Vielfalt an biologischen Vorbildern ein nahezu grenzenloser Pool an spezifischen Antworten auf technische Fragestellungen. Immer wieder stoßen wir auf vergleichbare Muster in der Ameisengesellschaft. Die Blattschneiderameisen entwickelten besondere symbiotische Beziehungen zu ihren Nahrungsquellen. Sie schneiden grünes Blattwerk von den Bäumen und tragen diese in ihr Nest. Jedoch fressen sie die eingetragenen Blätter nicht, sondern züchten mit ihnen einen Pilz von dem sie sich ernähren. Die Ähnlichkeit zwischen den bewunderns werten Ameisen und uns Menschen ist äu ßerst spannend, speziell in Bezug auf das Züchten von Organismen. Ihre Charakterzüge – arbeitseifrig, kräftig und anpassungsfähig - decken sich aber auch mit den kaltverformten Kugelgewindetrieben Typ Carry des in der Schweiz beheimateten Unternehmens Eichen berger Gewinde AG. Diese Antriebselemente haben sich, wie die fleissigen Ameisen, ebenfalls durch Robustheit, Präzision, Stärke und Effizienz einen Namen gemacht. Kugelgewindetrieb mit Pluspunkten Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades von über 0,9 und der damit verbundenen Energieeffizienz sind Kugelgewindetriebe bei der Umwandlung von einer Drehbewegung in eine Linearbewegung weit verbreitete Antriebskomponenten. Es gibt kaum eine Anwendung, wo der Gewindespezialist nicht schon eine Lösung greifbar hat – oder dann wird eine maßgeschneiderte Antwort im konstruktiven Austausch mit dem dementsprechenden Kunden entwickelt. Die Kernkompetenzen von Eichenberger liegen beim Gewinderollen und Härten. Die durch die Kaltumformung entstehende Festigkeitssteigerung hat bei der Herstellung von Kugelgewindetrieben (KGT) nicht die gleich große Bedeutung wie bei den Gleitgewindetrieben. Viel entscheidender ist die Kontinuität des Kugelgewindeprofils, das durch das Vollprofil auf den äußerst stabi­ 86 antriebstechnik 4/2015

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN len Gewinderollwerkzeugen auf die Spindel übertragen wird. Ebenso wichtig ist die extrem fein verdichtete Oberfläche im Profil. Diese Feinheit bietet wenig Angriffsfläche für Verschmutzung und sorgt zusätzlich für ein geräuscharmes Abrollen der Kugeln. Aufwendige Verbindung von Zellkulturen Obwohl die Tollwut beim Menschen in Europa sehr selten geworden ist, erhalten jährlich etwa 50 000 Menschen eine Tollwutprophylaxe. Noch vor Jahrzehnten war der Gedanke an eine Impfung gegen die Tollwut fast genauso schreckerregend wie die tödliche Krankheit selbst, denn es waren sehr schmerzhafte Injektionen erforderlich. Mittlerweile hat die pharmazeutische Forschung für Menschen, die einem Tollwutrisiko ausgesetzt sind, eine wirksame Impfung entwickelt. Sie verleiht Immunität gegen die Krankheit. Die Impfstoffe werden aus Zellkulturen hergestellt. Bei der Kultivierung von Zellen, Bakterien oder Viren werden Gewebekulturen in sterilen Behältern angesetzt, meist in einem klimatisierten, keimfreien Raum. Oft liegt die Vorrichtung auf einem Wipptisch, dessen sanfte Kippbewegung die notwendige Durchmischung ergibt und damit die Zellkulturen wachsen lässt. Um die Zellen am Leben zu erhalten, benötigen sie von Zeit zu Zeit eine Nährlösung. Auch müssen periodisch Proben entnommen werden. Einfach ausgedrückt funktioniert das folgendermassen: Mit einem Schlauch wird der Behälter der Nährlösung mit dem Behälter der Zellkulturen verbunden und die „Mahlzeit“ wird hineingepumpt. So einfach ist es allerdings nicht, nicht des Flüssigkeitstransfers, sondern der Sterilität wegen. Eine Verunreinigung auch nur in bakterieller Größenordnung würde genügen, um eine Zellkultur zu vernichten. Kontaminationen in der Zellkultur werden häufig unterschätzt. Der Forscher schlüpft also in zwei Handschuhe und führt hinter Glas, hermetisch abgeschlossen, mit Zange und Roboterwerkzeugen die Arbeitsschritte aus. Dabei entnimmt er dem Nährbehälter die Lösung und fügt sie der neuen Kultur hinzu. Dieses Verfahren ist sehr sicher aber überaus aufwendig und teuer. Sicher dank Kugelgewindetrieb Zwei Kugelgewindetriebe der Typenreihe Carry ZYI, Durchmesser 10 mm, Steigung 2 mm, erfüllen alle Anforderungen, um einem Schweißgerät absolut zuverlässig zu Top-Effizienz und genauer Bewegungsflexibilität zu verhelfen. Das Gerät ist kompakt, portabel und programmierbar und garantiert eine kostengünstigere Ausführung der Arbeiten im Biotech-Labor. Es stellt eine dichte Verbindung der Behälter in absolut steriler Sicherheit her. Die zu verbindenden Schläuche werden in eine Halterung eingelegt, genau positioniert, dann werden die zwei Matrizen-Führungen geschlossen und gesichert. Als Erstes trennt ein KGT Carry, 10 x 2 mm, Länge 75 mm, mit einem Senkrechtschnitt die Leitungen, wobei das erhitzte Einwegmesser unten bleibt. Nun schiebt der andere KGT Carry, 10 x 2 mm, Länge 69 mm, die beiden Matrizen horizontal entlang des heissen Messers. Carry bewegt die Führungen so exakt gegeneinander, dass die Schlauchenden eine genau passende Position einnehmen. Sobald die Schläuche aufeinander ausgerichtet sind, fährt das Messer aus den Schläuchen hoch. Danach werden beiden Leitungen zusammengepresst und eine dichte Schweißung ist abgeschlossen. Die Nährlösung kann somit hineingepumpt werden oder die Probeentnahme kann stattfinden. Bereits nach ein paar Sekunden darf man die Abdeckung öffnen und die keimfreie Schlauchverbindung wieder entnehmen. Beim senkrechten Weg des Messers und der waagrechten Verschiebung der Schläuche muss eine Toleranz von einem Hundertstellmillimeter über lange Zeit einen gleichbleibenden Prozess garantieren. Der Kugelgewindetrieb Carry ZYI vermag es, diese Herausforderung zu meistern. Vom Reinheitsgrad her ist diese Art der sterilen Schlauchverbindung mit dem Verfahren im Reinraum vergleichbar. Höhere Ansprüche fordern mehr Kompetenz Während sich ein reiner Härtereibetrieb ausschließlich dem Härten von Stahl widmet, strebt der Gewindespezialist danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Eine nicht zu unterschätzende Herausforderung stellt die Dimensionen-Vielfalt dar. Es geht insbesondere darum, die jeweilige ideale Toleranzhaltung der Härte zu eruieren, um das Optimum an Genauigkeit zu erreichen. Je geringer die Abmessungen, umso mehr Fachwissen und Gespür sind beim Härten erforderlich. Eichenberger hat sich auf das Härten kleiner Durchmesser spezialisiert. Da dieses Verfahren einen Teilschritt im Gesamtproduktionsprozess darstellt, kann die Induktionshärtung im Hause abgestimmt werden. Dermassen hohe Präzisionswerte sind bisher nur mit geschliffenen Spindeln zu erreichen gewesen. Eine rationelle sowie schnelle Fertigung ist möglich, was sich insbesondere bei grossen Stückzahlen positiv auf den Preis auswirkt. www.gewinde.ch 01 Kugelgewindespindel vom Typ Carry ZYI 02 Kleiner Kugelgewindetrieb vom Typ Carry ZYI 03 Kugelgewindetriebe Serienfertigung antriebstechnik 4/2015 87

Aktuelle Ausgabe