13.11.2007 | Redakteur: Reinhold Schäfer
Zwei Jahre hat es gedauert, bis die Entwicklung ausgereift und das Fraunhofer-Institut das Ergebnis zertifiziert hat: Mit der Serie One ist es El.More in Italien gelungen, eine Linearachse für Reinräume der Klasse ISO 1 auf den Markt zu bringen. Die Tests auf Reinraumtauglichkeit wurden mit unterschiedlichen dynamischen Belastungen durchgeführt.
Rein- und Reinsträume werden vor allem in der Halbleiterfertigung benötigt, um die Strukturierung integrierter Schaltkreise im Bereich von Bruchteilen eines Mikrometers nicht zu beeinträchtigen. Doch auch in der Raumfahrt-, der Lebensmittel- und Medizintechnik sind höchste Anforderungen an verfahrenstechnische Prozesse in Reinraumanwendungen geknüpft. El.More sieht sich nun mit seinen Produkten in der Lage, den Automatisierungsprozess auch auf hochsensible Bereiche zu übertragen.
Für die Konstruktion der Serie ONE kommen ausschließlich Bauteile zum Einsatz, die in ihrer Zusammensetzung dem Reinheitsgebot Vorschub leisten: Darunter fallen adäquate Abdichtungen, Schmierstoffe oder abriebfeste Komponenten wie der Polyurethanriemen, um beeinträchtigende Emissionen der Umgebung gleich im Vorfeld auszuschließen. Im Außenbereich läuft dieser in einer höher gestellten Position durch den Laufwagen und wird über ein System aus 2 × 3 Wälzlagern geführt. Besonders an den Kontaktstellen zwischen dem Polyurethanriemen und den Wälzlagern kommt es gewöhnlich zu einem Abrieb, der durch die neue Zusammensetzung des Riemens deutlich gesunken sei.
Selbst die Kugellager, die üblicherweise durch ihre Bewegung eine nicht unerhebliche Menge an Partikeln freisetzen, tragen dank ihrer Eignung für die höchste Reinraumstufe nicht zur Verunreinigung bei. Dabei wurde teilweise auch auf Komponenten wie den Bürstenabstreifer verzichtet, um der Gefahr der Partikelentstehung entgegenzuwirken.
Im Inneren der Serie One kommt es bei Standardprofilen an mehreren Stellen zu Partikelemissionen: Im Bereich der Linearführungen (insbesondere bei den Dichtungen), beim Schmierstoff und bei den Kugelumläufen bis hin zu den Stellen, an denen das Profil des Antriebsriemens in die Zahnriemenscheiben greift. Die reinraumgerechten Vorzüge der Komponenten im Außenbereich der Serie One sind auch auf die Komponenten im Inneren des Linearprofils zu übertragen.
Der Austritt minimaler Partikelmengen werde zudem durch die Bauweise der kompakten Einheit erschwert: Im Vergleich zu anderen Lineareinheiten ist der stehende (nicht umlaufende) Polyurethanriemen nicht einfach nur in eine Gegennut des Profils eingeclippt, sondern fügt sich ohne die üblichen Reibungsverluste über eine beidseitige Negativ-Positiv-Profilierung in das Aluminiumprofil ein. Beim Vorgang des Einfügens ist ein Umlenksystem aktiv, das den Riemen – in dem Moment, wenn er aus dem Sitz herausgehebelt wird – ohne Druck und Quetschungen zusammenballt, anschließend über beide Kugellagergruppen durch den Laufwagen hindurch führt und am Ende über den Laufwagen wieder zurück in den Sitz fügt. Im Ergebnis handelt es sich um ein nahezu geschlossenes System, das entweichenden Partikeln wenig Öffnung bietet und gleichzeitig auf unnötige mechanische Beanspruchungen der Komponenten verzichtet.
Die Partikelentstehung im Inneren tritt vornehmlich an den beiden Endköpfen der Lineareinheit auf, wo beide Zahnriemen über die Zahnriemenscheiben laufen. An diesen Stellen erzeugt ein ständiger Luftstrom einen Unterdruck, der die geringfügige Menge an Partikeln direkt nach außen führen soll. Damit sei ausgeschlossen, dass sich – ausgehend von den beiden Endköpfen – eine Kontaminierung im Inneren des Profils zur Mitte hin fortsetzt.
Begünstigt durch die permanenten Bewegungen des Laufwagens sei dies ein nicht zu unterschätzender Risikofaktor. Die Erzeugung eines ständigen Sogs an den Außenflanken verhindere nachweislich eine Partikelkumulation im Bereich des Laufwagens. Durch zahlreiche Tests sei festgestellt worden, dass mit dem Abschalten des permanenten Luftstroms eine Entfernung der Partikel aus der Mitte der Linearachse nicht möglich ist.
Die Vorzüge der Serie ließe sich nach Aussage des Unternehmens auch für Anwendungen der Reinraumklasse 1 auch auf niedrigere Reinraumklassen übertragen. So könne sich die Serie One auch in einer Betriebsumgebung niedrigerer Reinraumklassen etablieren. Die dauerhafte Einhaltung der Reinraumqualität stehe dabei außer Zweifel.
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