Für die perfekte Bewegung ist Anpassungsfähigkeit das A und O

In der perfekten Bewegung steckt perfekte Dynamik, wenn rund 4000 Kugelgewindetriebe den Stereoblick auf das Gamma-Universum ermöglichen. Erfahren Sie, wie gerollte Kugelgewindetriebe äusserst anspruchsvolle Positionieraufgaben lösen, damit unzählige Errungenschaften ihren Weg in unser Leben finden können. Für die perfekte Bewegung ist Anpassungsfähigkeit das A und O.

In zahlreichen technischen Anwendungen befinden sich wertvolle Erkenntnisse und Forschungs­resultate aus der Astrophysik, Abteilung Strahlenforschung. Von A wie die Analyse von Gepäckstücken auf Flughäfen, über C wie CCD-Chips in Digitalkameras oder Handys, über P wie PET-Scanner zur Krebs-Früherkennung, S wie Sonnenkollektoren, zu T wie Tumortherapie oder W wie WLAN-Netzwerke bis zu Z wie Zellheilung oder archäologische Zell- und Gewebeproben.


Höchstleistung, egal wie spezifisch die Anforderungen sind

Konstrukteure stehen regelmässig vor der Aufgabe, für die Realisierung linearer Bewegungen die jeweils passende Antriebstechnik festzulegen. Oft sind hohe Zustellgenauigkeiten und oszillierende Bewegungen hoher Frequenz bei kleinsten Hüben oder hoher Dynamik im Dauereinsatz zu bewältigen. Sicherheit und Zuverlässigkeit stehen im Mittelpunkt. Häufig stellt geringer Bauraum bei grosser Belastung eine Herausforderung dar. Die Wartungs- und Lebensdauer und nicht zuletzt die Kosten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Anforderungen an mechanische Antriebselemente und die Ansprüche in den jeweiligen Anwendungsfeldern steigen in gleicher Weise. Kugelgewindetriebe gehören in vielen Branchen zu den am häufigsten genutzten Antriebssystemen. Die Vorteile dieser Antriebssysteme liegen in ihrem hohen Wirkungsgrad und ihrer Energieeffizienz.
Eichenbergers Spindeltechnologie, das Gewinderollen (Kaltumformung der Mantelfläche runder Teile), vereint höchste Tragfähigkeit und Kraftdichte mit enormer Dynamik und Präzision bei maximaler Laufleistung.

Auf La Palma wandeln zwei imposante Cherenkov-Teleskope namens «MAGIC» die Lufthülle der Erde zu einem gigantischen Teilchen-Detektor um. Innerhalb weniger Sekunden fokussieren beinahe tausend Spiegel entfernteste Aktivitäten am Firmament. Jede einzelne Spiegelplatte richtet sich dafür auf einen vorjustierten Laserpunkt aus. Angetrieben werden die mosaikartigen Spiegelelemente von zwei enorm schnellen, äusserst zuverlässigen und robusten Kugelgewindetrieb aus dem Hause Eichenberger Gewinde AG. Die Experten von Eichenberger inspirieren zur Verwirklichung der Ideen für neue Produkte oder für völlig neuartige Antriebe und Gewindetrieblösungen. Sie fordern die Grenzen des technisch Machbaren heraus, und machen Unmögliches möglich. Die Drahtzieher des Cherenkov-Teleskop-Projektes erkannten das Potential der Tatkraft von Eichenberger und deren kaltgerollter Kugelgewindetriebe und setzten auf die Schweizer Unternehmung – mit Erfolg.

 

Eichenberger-Gewinde-Automation-Astronomie-MAGIC-Telescope-La-Palma

MAGIC-Teleskope
(englisch Major Atmospheric Gamma-Ray Imaging Cherenkov Telescopes)
Flinke Kugelgewindetriebe öffnen das Auge ins Universum. 


Kugelgewindetriebe machen astronomische Forschungen möglich

Durchschnittlich zweimal am Tag flackert irgendwo aus den Weiten des Alls ein Gammablitz auf, manchmal nur für Sekundenbruchteile, oft auch über mehrere Minuten. Die blauen Lichter gelangen aus mehreren Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxien zu uns. Da sie trotz der gewaltigen Entfernung zu uns dringen, müssen sie mit extremen Ereignissen zusammen­hängen, Detonationen, die einen Moment lang die betroffene Galaxie über­strahlen und dabei mehr Energie freisetzen als die Sonne während ihres gesamten, zehn Milliarden Jahre währenden Lebens. Was genau hinter diesen Ereignissen steckt, ist noch immer weitgehend rätselhaft. Um mehr darüber herauszufinden, müssen die Energien der Gammablitze systematisch vermessen werden. Die höherenergetischen "Gammas", wie die Forscher sie nennen, können Satelliten nicht messen. Die beiden Spiegel auf dem Roque de los Muchachos auf La Palma können das sehr viel besser.
Mit den zwei Magic-Teleskopen, die in 85 Metern Entfernung voneinander errichtet wurden, ist sogar ein Stereoblick auf das bläuliche Cherenkov-Leuchten möglich. Ein menschliches Auge könnte die Cherenkov-Strahlung niemals sehen. Deshalb sind die Spiegel auch so riesig. Mit jeweils 17 Metern Durchmesser sind es die weltweit grössten Teleskopspiegel überhaupt und trotzdem sind es zugleich die flinksten. Jeder der beiden 70 Tonnen schweren Instrumente lässt sich in wenigen Sekunden in jede beliebige Position drehen, damit die Kameras in jedem MAGIC-Teleskop die von den Spiegeln reflektierten Blitze detektieren können.

Dass sich die Teleskope so schnell auf die Quelle des Gammablitzes ausrichten können, verdanken sie ihren leistungsstarken Antrieben und dem verhältnismässig geringen Gewicht. 947 Aluminiumspiegel-Segmente montiert auf Trägerplatten ergeben 247 m² Spiegelfläche. Jede der beinahe tausend 50 x 50 cm grossen Spiegelplatten wird seitlich von einem erstaunlich flinken und strapazierfähigen Kugelgewindetrieb Typ Carry 12 x 2 mm angetrieben. Enorm präzise und verblüffend schnell richten diese effektiven, kaltgerollten Gewindetriebe die einzelnen Spiegel auf einen vorjustierten Laserpunkt aus. Durch innovative Details und spezielle Herstellverfahren schaffen Eichenbergers Gewindetriebe die Voraussetzung für diese perfekte Bewegung mit maximaler Dynamik. Sie gewährleisten eine ausserordentliche Qualität, die für die Lebensdauer der Kugelgewindetriebe in den Teleskopen, bei den rauen Wetterbedingungen auf La Palma, massgeblich ist. 

 


Version 4-1

Kugelgewindetrieb 12x2 mit Einzelgang-Kugelrückführung

 

Warum ist Astronomie wichtig?

 

Wenn die Teilchen (Gammaphotonen) teils nach Milliarden von Jahren langer Reise durch den Kosmos die Erde erreichen, können die Wissenschaftler auf ihren Entstehungsort und die Entstehungsumstände rückschließen. Die Gammawelten bergen unheimliche, von den Astrophysikern oft erst im Ansatz verstandene Objekte und Phänomene. Auf der einen Seite ist es wichtig, das Universum zu verstehen. Die Astrophysik befasst sich mit den physikalischen Grundlagen der Erforschung von Himmelserscheinungen und ist ein Teilgebiet der Astronomie. Gleichzeitig bahnt sie aber auch den Weg für technologische Entwicklungen und humanitäre Errungenschaften, wie etwa den PET-Scanner. Diese Apparate zur Krebs-Früherkennung haben schon viele Leben gerettet und wurden von Gamma-Astronomen entwickelt. Auch bei der Tumortherapie mit Radiopharmaka beispielsweise werden gezielt Radioisotope eingesetzt. Sie kommen bei der Behandlung entzündeter Gelenkschleimhäute, der Schilddrüsenüberfunktion oder bei speziellen Formen von Krebs zum Einsatz. Ebenfalls aus der Abteilung Strahlenforschung stammen unzählige technische Anwendungen wie die CCD-Chips. Das sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente, die auf dem inneren Photoeffekt beruhen und in Digitalkameras, Handys oder Scannern eingesetzt werden. CCD-Chips sind unentbehrlich in der Sensortechnologie. Bei Sonnenkollektoren setzen wir heute Materialien ein, welches zum Bau von Grossteleskopen entwickelt worden sind. Weltweit wird in WLAN-Netzwerken eine Technik zur Verbesserung der Bildqualität von radioastronomischen Aufnahmen verwendet. In der Industrie verwenden wir Programmiersprachen wie Forth oder IDL, die für astronomische Anwendungen entwickelt wurden, etc., etc.


shutterstock_1880118772 La Palma Foto 7-1

Obwohl Gammastrahlenblitze sehr häufig auftreten, 
stellen sie noch immer ein Mysterium für die Wissenschaft dar.


 

Es gibt noch jede Menge große Fragen, auf die uns die Astronomie in Zukunft eine Antwort geben kann. Einige Fragen haben das Potential, unser Weltbild komplett über den Haufen zu werfen. Seit Langem rätseln beispielsweise Kosmologen über die Natur der Dunklen Energie – jener geheimnisvollen Kraft, die dafür sorgt, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Eine Substanz namens Quintessenz soll hinter der Dunklen Energie stecken. Japanische Forscher meinen tatsächlich auf den Fingerabdruck der Quintessenz gestossen zu sein, eine Art Anti-Gravitation, die der Schwerkraft entgegenwirkt. Quintessenz fordert, dass das sogenannte Äquivalenzprinzip (dass schwere Masse und träge Masse quasi gleichwertig sind) verletzt wird. Einiges von dem, was man heute als Fundament der Physik ansieht, würde dann ins Wanken geraten.

 

Kernkompetenz Gewinderollen und Härten


Beim Gewinderollen werden die Längsfasern des Materials, anders als beim Schleifen, Fräsen oder Drehen, nicht zerschnitten, sondern umgelenkt. Es entsteht eine komprimierte, glatt rollierte, äusserst belastbare Oberfläche, welche für eine lange Lebensdauer der Spindel zwingend ist. Die Rauheitswerte um Rz 1.0 auf den Gewindeflanken und im Grundradius sowie eine deutlich verminderte Kerbempfindlich­keit bringen ebenfalls einen grossen Vorteil. Der Rollreibungs­koeffizient beträgt bei Stahlkugeln 0.003 bis 0.001 gegenüber von Gleitreibung Stahl auf Stahl (geschmiert) 0.1 bis 0.05. Die hervorragenden Gleiteigen­schaften des kaltgerollten Kugelgewindetriebs sorgen für minimalen Abrieb und bieten wenig Angriffsfläche für Verschmutzung. Ein geräuscharmes Abrollen der Kugeln wird dadurch möglich.

 

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Beim Gewinderollen werden die Längsfasern des Materials umgelenkt
Diese Kaltumformung führt zu ausserordentlicher Festigkeitssteigerung



Durch die jahrelange Erfahrung in der Induktionshärtung im Hause hat Eichen­berger ein grosses Know-how erarbeitet. Während sich ein Härtereibetrieb ausschliesslich dem Härten von Stahl widmet, strebt der Gewindespezialist danach, die bestmögliche Kombination von Härte und Präzision zu erhalten. Dies ist entscheidend für die hohe Steigungsgenauigkeit des Kugelgewindetriebes bei der beeindruckenden Durchmesser­vielfalt. Vor allem bei kleinen Dimensionen gilt es, diese Herausforderung zu meistern, denn je geringer der Durchmesser, umso mehr Kompetenz und Gespür sind bei der Härtung erforderlich

 

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Kernkompetenz: Induktives Härten

 

Der ideale Partner von der Einzelanfertigung bis zur Serie


Das Rad der Mechanik lässt sich nicht neu erfinden. Und doch ist es Eichenbergers Anspruch, immer wieder die Grenzen des kaltgerollten Kugelgewindetriebs neu auszuloten. Kompetenz geht über Wissen hinaus oder anders gesagt, Kompetenz ist Problemlösungswissen. Jeder neu entwickelte Spindeltrieb wird ins Sortiment des Gewinderollers aufgenommen. Im Laufe der Jahrzehnte entstand deshalb eine riesige Auswahl an Kugel- und Gleitgewindetrieben.

Die Entwickler versuchen stets, von einer Standardmutter und -spindel auszugehen und diese Bauteile den anwendungsspezifischen Anforderungen entsprechend anzupassen. Dies bringt einen entscheidenden Preisvorteil mit sich. Die Herausforderung für die Konstrukteure im Hochpreisland Schweiz besteht darin, sehr hohen technischen Wert in einem marktgerechten, wettbewerbsfähigen Produkt zu entwickeln. Technologisches Wissen, Forschung und Entwicklung sind in gleicher Weise notwendig, wie die Veränderungsbereitschaft und das Beherrschen effizienter Fertigungsverfahren.

  • «Carry»: Kugelgewindetrieb für Anwendungen, wo grosse Lasten bei geringem Energieverbrauch zu bewegen sind. Je nach Ausführung sind besonders hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich.
  • «Speedy»: Die Steilgewindespindel setzt – mit hoher Verfahrgeschwindigkeit – Linear- in Drehbewegungen um. Neu: Zum Teil in Aluminium erhältlich.
  • «Rondo»: Die Rundgewindespindel mit sehr ruhigen Laufeigenschaften.
    Neu: Zum Teil in Aluminium erhältlich.
  • «Easy»: Die hartanodisierte Leichtgewindespindel aus Aluminium mit einem Wirkungsgrad über 0.8, für höhere Lasten als bei normalen Gleitspindeln. Das Spezial-Profil verhindert ein Verklemmen der Mutter.

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