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Lineargleitlager und e-ketten für die automatisierte Probenvorbereitung im Labor

Schmierfreie und chemikalienbeständige Lagertechnik für Achsportal in CleanUp Automat

Der CleanUp Automat "IAC 14" automatisiert die Probenvorbereitung in der Spurenanalytik. Die Anlage ist flexibel einsetzbar und kann etwa mit anderen Glasgefäßen oder eigenen Ablaufprogrammen genutzt werden. Für das Verfahren der Probebschlitten sowie für die Umsetzung des Achsportals sollten extrem chemikalienbeständige und schmiermittelfreie Komponenten gefunden werden, die nicht die Proben kontaminieren können. Daher kommen drylin N- und drylin T-Linearführungen, drylin ZLW-Zahriemenachsen, drylin GRW-Zahnstangenachsen und Kunststoff-Energieketten zur sicheren Zuführung von Medien zum Einsatz.

Steckbrief

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CleanUp Automat Ein Testaufbau des CleanUp-Automaten "IAC 14". Gut zu sehen sind die Schlitten und Energieketten im Arbeitsraum.
CleanUP Automat Der CleanUp-Automat IAC 14 arbeitet auf drei Ebenen mit je 14 Stationen.
Lineargleitlager CleanUp Automat drylin N-Miniaturführungen und drylin T-Lineargleitlager ermöglichen ein präzises Verfahren der Stationen.
drylin ZLW Zahnriemenachsen Ein Lasermesssystem wird per drylin ZLW-Zahnriemenachse samt Motor automatisch verfahren.

Problem

Das Unternehmen AIS Bad Düben widmet sich der branchenübergreifenden Automation von sonst umständlichen, manuell ausgeführten Arbeitsschritten. Für dieses Projekt sollte ein CleanUp Automat entwickelt werden, der zur automatisierten Probenvorbereitung in der Spurenanalytik verwendet wird.
In dem Laborautomaten sollten die gleichen Glasgeräte und Chemikalien wie in einem vergleichbaren manuellen Gerät zum Einsatz kommen können. Daneben stand die Flexibilität im Vordergrund: Dem Benutzer muss es möglich sein, durch prozessbedingte Änderungen beispielsweise andere Glasgefäße zu nutzen.
Der Automatisierungsexperte entwickelte daraufhin den Laborautomat CUA 14 (CleanUp Automat mit 14 Aufbauten), welcher sich perfekt in eine vorhandene Laborinfrastruktur integrieren lässt. Im Arbeitsraum des Automaten geschieht die gleichzeitige unabhängige Bearbeitung von bis zu 14 Proben mit unterschiedlichen Abläufen. Auf bis zu 3 Vertikalebenen können je 14 Laborgefäße automatisiert positioniert werden.
Hierzu wurde ein Achsportal entwickelt, das den maximalen Arbeitsbereich des Grundgestelles in drei Dimensionen bedienen kann. Das Verfahren der Probenschlitten erforderte allerdings geeignete Linearführungen, die chemikalienbeständig als auch komplett schmierfrei arbeiten, um Proben nicht zu kontaminieren. Daneben waren Leitungsführung für das Achsportal vorgesehen, die die Anlage sicher auf engem Bauraum etwa mit Energie, Daten oder Stickstoff versorgen kann.

Lösung

Zum Verfahren der Probenschlitten auf den verschiedenen Achsen werden Miniaturführungen aus dem drylin N-Produktsortiment sowie T-Linearführungen (drylin T) verwendet. Da die mechanische Fixierung der Positionen der einzelnen Schlitten magnetisch erfolgt, sind Neodym Magmenten in den Linearführungen eingearbeitet. 
Die Gleitflächen in den Linearschienen sind aus dem Werkstoff iglidur gefertigt, der komplett laufruhig und schmierfrei verfährt und nicht gewartet werden muss. Eine Kontamination der Proben ist damit auch ausgeschlossen. Ebenfalls konnte mit den Systemen eine hohe Genauigkeit in der Anwendung erreicht werden.
Den Portalhub des Automaten gewährleisten drylin ZLW Zahnriemenachsen, die ebenfalls mit Lineargleitfolien aus iglidur arbeiten und sich so besonders gut für die sterile Umgebung eignen.
Zuletzt wurden Kunststoff-Energieketten installiert, die die vielfältigen Medien vom Medienhimmel etwa zu den Dosierköpfen führen. Die flexibel mitgehende Leitungsführung gewährleistet, dass die Dosierköpfe jeweils bis zu drei verschiedene Lösungsmittel an jeder beliebigen Position in dem Achsportal in frei wählbarer Menge und Geschwindigkeit dosieren können.

drylin ZLW Zahnriemenachsen Auf engem Bauraum wird der Automat u.a. mit Energie, Daten und Stickstoff versorgt. Sie laufen in einer kompakten Leitungsführung.
Energiekette Im großen Arbeitsraum des CleanUp-Automaten verfahren die e-kette alle Leitungen und Schläuche sicher - und das in der Vertikalen und Horizontalen.
Dosierköpfe Die Leitungen und Schläuche, die in den e-ketten geführt werden, versorgen unter anderem die Dosierköpfe mit den Lösungsmitteln oder Stickstoff.

AIS - Bad Düben, Henry Görlitz, Bad Düben, Germany

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