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Hannover Messe 2014: Mikroskope schwingungsfrei aufstellen

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07.04.2014

Diesen Artikel finden Sie in der Ausgabe Hannover Messe 2014 vom Messekurier

In einem neuartigen System sind nun erstmals alle Sensoren und Aktoren direkt in einer Lagerung integriert

Rasterelektronenmikroskope reagieren extrem empfindlich, sie werden selbst durch geringe Bewegungen in der Umgebung gestört.

Schwingungstische dämpfen diese Erschütterungen. In einem neuartigen System sind nun erstmals alle Sensoren und Aktoren direkt in einer Lagerung integriert – somit ist die Plattform kostengünstiger und kompakter als bisherige Modelle. Auf der Hannover-Messe vom 7. bis 11. April stellen die Entwickler sie vor (Halle 2, Stand D13). Behaarte Spinnenbeine, das alienhafte Gesicht einer Ameise, pieksig aussehende Pollen, die Oberfläche von Nierensteinen – Rasterelektronenmikroskope liefern hochaufgelöste, detailreiche Aufnahmen. Doch um einwandfreie Bilder machen zu können, muss das Mikroskop vor Schwingungen geschützt werden. Wackelt der Tisch, weil etwa jemand durch den Raum läuft oder der Aufzug im nahegelegenen Flur zwischen den Stockwerken hinund herfährt, macht dies die Aufnahmen meist unbrauchbar.

Die einfachste Möglichkeit, die lästigen Schwingungen auszuschalten, ist eine Granitplatte: Der Stein ist so schwer, dass er Ausschläge verringert. Stellt man das Mikroskop darauf, wird es deutlich weniger von hochfrequenten Schwingungen beeinträchtigt. Niederfrequente Schwingungen, wie sie beispielsweise eine vorbeifahrende Trambahn erzeugt, kann die Granitplatte dagegen kaum vom Mikroskop fernhalten. Forscher setzen daher auf aktive Dämpfung, wenn sie empfindliche Messgeräte vor Störungen schützen wollen, genauer gesagt auf eine Isolationsplattform. In jedem der vier integrierten Lagermodule versteckt sich ein Sensor, der die Schwingungen in allen drei Richtungen misst, und ein Aktor, der sie in drei Dimensionen ausgleicht.

Kostengünstiger, kompakter und ebenso gut Forscher am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt haben nun erstmals einen solchen Dämpfungstisch entwickelt, der aus funktionsintegrierten Bauteilen besteht. »Wir setzen also nicht auf separate Sensoren und Aktoren, die wir in die Tischbeine einbauen, sondern integrieren diese Funktionselemente direkt in das Lagermodul«, sagt Torsten Bartel, Ingenieur am LBF.

Der Vorteil: Die Schwingungstische werden somit deutlich flacher und kostengünstiger. In Praxistests konnten die Wissenschaftler bereits zeigen, dass ihr System funktioniert. Der Tisch dämpft störende Schwingungen ebenso gut wie herkömmliche Schwingungstische. Den Prototyp stellen die Forscher auf der Hannover- Messe vom 7. bis 11. April vor (Stand D13, Halle 2). Was genau ist anders als bei den üblichen Tischen? »Bei herkömmlichen Isolationsplattformen werden separate Aktoren und Sensoren in der Lagerung untergebracht, die auch einzeln funktionieren. Wir hingegen vereinen diese Funktionselemente mit der Lagerung. Wir verwenden also keine kompletten Aktoren, sondern Bauteile, die erst im Zusammenspiel funktionieren«, erläutert Bartel. »Die verschiedenen Elemente bilden also eine Einheit.« So sind beispielsweise der Aktor und die Metallfeder fest miteinander verbunden. Weder der Aktor noch die Metallfeder würden alleine funktionieren – erst gemeinsam können sie ihre Aufgabe im Tisch übernehmen.

TEXT: FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR BETRIEBSFESTIGKEIT UND SYSTEMZUVERLÄSSIGKEIT LBF, BARTNINGSTR. 47 D-64289 DARMSTADT

 
 
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