Monsters veilig bewegen en fixeren: mogelijk dankzij industriële gasveer en klemelementen van ACE

Om monsters voor biomedisch onderzoek zo snel mogelijk te kunnen verwerken, heeft het laboratoriumpersoneel ergonomische werkplekken nodig. Bij een nieuw ontwerp van een bemonsteringskophouder kozen de engineers voor hoogwaardige machineonderdelen, die hoge snelheden op een veilige manier kunnen reguleren en massa’s tot maximaal 10 kilogram betrouwbaar kunnen fixeren.

Het bewandelen van onconventionele paden bij constructieoplossingen is voor tech-solute GmbH de gewoonste zaak van de wereld. Het bedrijf uit het Duitse Bruchsal, vlakbij Karlsruhe, is gespecialiseerd in technische productinnovaties. In het begin lag de focus puur op conceptontwikkeling, maar later groeide het serviceaanbod van het bedrijf mee met de toenemende vraag van klanten om technische ideeën te vertalen naar bijna-serieontwerpen. tech-solute ontwikkelt tegenwoordig een breed spectrum aan ideeën voor serieproductie, maakt prototypen en houdt zich bezig met zowel eigen innovatieprocessen als die van de klant. Zo ontwikkelde tech-solute onlangs voor een klant uit de biomedische meettechniek een montagehulp voor het werken met laboratoriummonsters en maakte hiervoor vervolgens een prototype. Met behulp van dit nieuwe ontwerp is het mogelijk om de bemonsteringskop op verschillende niveaus vrij te bewegen en zonder krachtinspanning in de juiste positie te brengen. Het montagehulpmiddel wordt vervolgens stevig in de best mogelijke positie gefixeerd. Daarbij zijn vier klemelementen en een gasdrukveer van ACE Stoßdämpfer GmbH in één constructie geïntegreerd.

Door deze en andere componenten slim met elkaar te combineren en dankzij agile productontwikkeling is het mechanica-ontwikkelingsteam van projectleider Philipp Aders van tech-solute er in korte tijd in geslaagd een functioneel prototype van een bemonsteringskophouder te bouwen. Het prototype heeft zich in productietests al bewezen. Een van de twee oprichters en bedrijfsleider van tech-solute, dr.-ing. Dirk Schweinberger, over de procedure: “Omdat we op zoek waren naar een snelle, voordelige en efficiënte oplossing, waren we van plan om standaardcomponenten te gebruiken. Wij kenden de voordelen van de machineonderdelen van ACE uit eerdere projecten. Dankzij de klemelementen kunnen de monsters in elke positie worden vastgezet en dankzij de gasdrukveer verlopen de op- en neerwaartse bewegingen soepel en zonder grote krachtinspanningen.” Het gebruiksgemak van de bemonsteringskop staat daarbij centraal. Met het nieuwe ontwerp van tech-solute kunnen alle vier de assen afzonderlijk worden versteld. Met slechts één hand kan de desbetreffende as worden ontgrendeld terwijl met de andere hand het monster opnieuw gepositioneerd wordt. In vergelijking met het systeem dat voorheen werd gebruikt, is deze handeling een stuk eenvoudiger geworden. “Tot nu toe was het zo dat de bewegingsrichting bij een monstergewicht tot tien kilogram niet altijd volledig voorspelbaar was. Daarom moest het personeel de monsters handmatig extra vastzetten, vasthouden en positioneren”, aldus Philipp Aders over het vroeger tijdrovende werkproces. Daardoor lagen fouten op de loer. Dankzij de nieuwe montagehulp is dat nu verleden tijd. “Dankzij de vier assen kunnen de monsters nu zo worden geplaatst dat alle plekken waar monteurs bij moeten kunnen probleemloos bereikbaar zijn.”

De montagehulp is bevestigd aan een in de hoogte verstelbare tafel met een verticale lineaire geleider van aluminium. Hierdoor kan het gehele uiteinde van de stang elektrisch naar boven en beneden worden bewogen. Om het heffen en laten zakken van de bemonsteringskophouder te vereenvoudigen, is een gasdrukveer van het type GS-22-250 van ACE gemonteerd. Bij de keuze hiervoor werd gebruikgemaakt van de calculatietools op de homepage van ACE Stoßdämpfer GmbH: https://www.ace-ace.nl/nl/berekeningen/snelheidsregeling/gasveren-online-berekening.html.

Binnen korte tijd kan daarmee maatwerk worden geleverd. In de meeste gevallen zijn de industriële gasveren van ACE binnen 24 uur klaar voor verzending. Gasdruk- of gastrekveren worden met name gebruikt wanneer betrouwbare ondersteuning van spierkracht door middel van een hydraulisch machineonderdeel gewenst is. Zodra de bemonsteringskophouder in de gewenste positie staat, zet een klemelement voor lineaire geleidingen van ACE deze vast. Het machineonderdeel van het type LOCKED PLK30-1-4B wordt gekenmerkt door zijn compacte afmetingen en staat garant voor de hoogste houdkrachten – zelfs bij ingevette rails. “De ontgrendeling geschiedt door middel van een knop op de scharnierkop, die de klemeenheid ontgrendelt middels persluchtdruk”, zegt Philipp Aders. Verdere klemkrachten werken in op de behuizing, die op de lineaire slede is gemonteerd. Hier is de eerste rotatieas van de montagehulp te vinden, die loodrecht op de lineaire geleider staat. Twee rotatieklemmen van het type R70-4B van ACE zorgen voor de rotatie en fixatie. Bovendien is midden tussen de rotatieklemmen een stangklemelement van het type PN63-20-2-4B aangebracht. Daarnaast zorgen glijlagers ervoor dat bij een ontgrendelde stangklem enkel rotatie en geen heen-en-weergaande beweging mogelijk is en dat de as in de beoogde positie wordt gefixeerd. Deze drie assen worden gebruikt voor de flexibele positionering van de bemonsteringskop. Alle onderdelen ter fixatie worden met behulp van pneumatische ventielen ontgrendeld. In normale toestand zijn deze klemmend. Bedrijfsleider dr.-ing. Dirk Schweinberger vat samen: “Op verzoek van onze klant is een totaalontwerp gecreëerd dat zorgt voor een optimale wisselwerking tussen gecontroleerde beweging en veilige fixatie in elke door het laboratoriumpersoneel gewenste positie.”