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antriebstechnik 1-2/2022

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antriebstechnik 1-2/2022

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR DRAHTWÄLZLAGER LEISE LAGER FÜR RUHIGEN LAUF Bewegungen sind oft mit Geräuschen oder gar Lärm verbunden. Im medizinischen Bereich ist das oft störend – Patienten sollten sich entspannen und Ärzte konzentrieren können. Daher sind geräuscharme Wälzlager in Medizin und Labor beliebt. Die Franke GmbH hat ihre Drahtwälzlager auch in diese Richtung weiterentwickelt. Philipp Engert Technischer Berater im Bereich Komponenten in der Medizintechnik bei der Franke GmbH, Aalen Maschinen und Geräte, die bewegliche Teile besitzen, erzeugen Geräusche – sei es durch Reibung, Vibration oder durch Körperschall. Reibgeräusche werden effektiv reduziert durch die optimale Anpassung der Reibflächen zueinander sowie durch eine ausreichende Schmierung dieser Flächen. Die Entstehung von Vibrationsgeräuschen und von Körperschall kann wirksam durch isolierende Zwischenschichten aus dämpfenden Materialien vermieden werden. Dieses Konstruktionsprinzip wird auch bei Franke Drahtwälzlagern als Flüsterlager angewandt. Franke Drahtwälzlagern liegt ein einfaches Prinzip zugrunde: Laufringe aus Draht sind mit einer Laufbahn versehen, die exakt an den Durchmesser der Wälzkörper angepasst ist. Der Abrollvorgang erfolgt dadurch nicht unmittelbar zwischen Wälzkörper und umschließender Konstruktion, sondern auf den vier offenen 01

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR Laufringen. Dieses Konstruktionsprinzip ermöglicht die freie Gestaltung der umschließenden Konstruktion bezüglich Geometrie und Werkstoffwahl. FLÜSTERLAGER IM CT Eine Variante dieses Konstruktionsprinzips sind die Flüsterlager. Sie sind die konsequente Weiterentwicklung der Drahtwälzlagertechnik in Bezug auf Geräuschminimierung. Auch im Bereich hochdynamischer Großwälzlager werden Flüsterlager erfolgreich eingesetzt. Franke Speziallager für Computertomographen sind kundenspezifische Hochleistungslager. Sie überzeugen durch ihren besonders leisen Lauf und tragen aktiv dazu bei, die Lärmbelastung der Patienten während der Behandlung zu minimieren. Mehr als 100 000 Franke CT-Lager sind in der Medizintechnik bereits im Einsatz. In modernen Computertomographen werden rotierende Lasten von bis zu 1 t Gewicht bei Drehzahlen von mittlerweile bis zu 400 U/min bewegt. Die hohen Drehzahlen sind erforderlich, um hochauflösende Diagnosebilder zu erzeugen. Je höher die Auflösung, desto exakter muss der Röntgendetektor rotieren, um scharfe Fotos zu erhalten. Neben einem leisen Lauf wird von einem CT-Lager daher auch eine hohe Präzision verlangt. Das heißt, ein exakter Plan- und Rundlauf muss gewährleistet sein. Da ist es sinnvoll, die Antriebstechnik harmonisch zu planen. Franke stimmt für seine Kunden die komplette Baugruppe aus Leichtbaulager, Motor und Steuerung aufeinander ab. Zahlreiche Konstruktionsvarianten des Flüsterlagers sind bisher umgesetzt worden: 2-reihige Schrägkugellager für sehr hohe Drehzahlen oder eine besonders raumsparende Drehverbindung, die z. B. in Gepäckscannern mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten läuft. Das Lagerelement LEW7 mit Kreuzrollen (Abbildung oben links) findet Anwendung in einer Deckenampel zur Aufhängung einer großen Röntgeneinheit. Hohe Belastbarkeit, kompakter Einbauraum und gleichmäßig leichter Drehwiderstand kamen als Produktvorteile zum Tragen. Das kräftig dimensionierte Lagerelement gleicht darüber hinaus mangelnde Steifigkeit der umschließenden Konstruktion zuverlässig aus. Drehverbindungen mit Laufrollen von Franke sind einbaufertige Komplettlager mit integriertem Drahtwälzlager. Aufgebaut als 02 zweireihiges Schrägrollenlager bestehen sie aus Gehäuseringen aus Aluminium und zwei integrierten Lagerelementen mit Laufrollen. Ausgelegt als Rollenlager nehmen sie gleich hohe Belastungen aus allen Richtungen auf und sind unempfindlich gegenüber Stößen und Vibrationen. Die Drehverbindungen sind beidseitig abgedichtet und spielfrei mit Vorspannung eingestellt. Durch die Verwendung von Gehäuseteilen aus Aluminium wird eine Gewichtsreduzierung um 60 % gegenüber Stahllagern erreicht. Durch diese Eigenschaften sind auch die Drehverbindungen für den Einsatz in Krankenhäusern geeignet. Fotos: Franke www.franke-gmbh.de 01 Flüsterlager mit Elastomer in einem Computertomografen. Der Rund- und Planlauf liegt je nach Ausführung und Durchmesser bei wenigen Hundertstelmillimetern. 02 Hochdynamische Schrägkugellagern mit Elastomerdämpfung, wie sie in der Medizintechnik eingesetzt werden. Die Laufdrähte im Außenring des Lagers erhalten eine Elastomerummantelung. Das Elastomer unterbricht die Übertragung des Körperschalls auf die weiterführende Konstruktion und reduziert die Geräuschentwicklung beträchtlich. DIE IDEE „Drahtwälzlager, eine Erfindung der Franke GmbH, haben die Eigenschaft, dass der Abrollvorgang nicht direkt zwischen Wälzkörpern und umschließender Konstruktion stattfindet, sondern reibungsarm auf Laufdrähten aus Federstahl. So gibt es größere Freiheit bei der Wahl der umschließenden Konstruktion. Werden dort beispielsweise Elastomere eingesetzt, führt dies zu einer deutlichen Verringerung der Geräusch belastung durch Körperschall.“ Philipp Engert, Technischer Vertrieb, Franke GmbH www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2022/01-02 37