Kompakt konstruiert, präzise bewegt

Konstruktive Herausforderung

Wie lässt sich eine Antriebswelle in einem kompakten Antriebsmodul für einen Operationsroboter präzise lagern, wenn nur wenig axialer Bauraum zur Verfügung steht? Dieses exemplarische Anwendungsszenario zeigt, wie eine Smalley® Wellenfeder eine solche konstruktive Aufgabe lösen kann.

Für eine möglichst spielfreie Bewegungsübertragung soll die Lagerung der Antriebswelle axial vorgespannt werden und gleichzeitig Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen. Der verfügbare Bauraum ist jedoch stark begrenzt. Eine konventionelle Runddrahtfeder könnte die erforderliche Federkraft aufbringen, würde dafür aber vergleichsweise viel axiale Einbauhöhe benötigen. Zusätzlich muss das Federelement hinsichtlich des Werkstoffs auf die Umgebungs- und Aufbereitungsbedingungen der medizinischen Anwendung abgestimmt werden.

Gefragt ist daher eine kompakte Federlösung, die definierte Vorspannung, Toleranzausgleich und eine anwendungsgerechte Werkstoffwahl miteinander verbindet.

Mögliche AFC-Lösung

Für eine solche Konstruktionsaufgabe kann eine Smalley® Wellenfeder eingesetzt werden. Grundlage für die Auswahl sind der verfügbare Einbauraum sowie die benötigte Federkraft und der erforderliche Federweg.

Die Wellenfeder wird axial zwischen Lager und Gehäusekomponente positioniert und hält die Lagerung unter definierter Vorspannung. Dadurch lässt sich unerwünschtes Axialspiel reduzieren. Gleichzeitig ermöglicht der Federweg den Ausgleich fertigungs- und montagebedingter Maßabweichungen innerhalb der Baugruppe. Aufgrund ihrer geringen Einbauhöhe kann die benötigte Federfunktion auch bei begrenztem axialem Bauraum realisiert werden.

Der Werkstoff lässt sich ebenfalls auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung abstimmen. Für entsprechend anspruchsvolle Umgebungsbedingungen stehen korrosionsbeständige Werkstoffvarianten zur Verfügung.

Konstruktiver Mehrwert

In einem solchen Anwendungsszenario ermöglicht die Wellenfeder, die Lagerung einer Antriebswelle auf engem Raum vorzuspannen und gleichzeitig Toleranzen innerhalb der Baugruppe auszugleichen. Das reduzierte Axialspiel kann eine präzise und reproduzierbare Bewegungsübertragung im Antriebsmodul unterstützen.

Die kompakte Federlösung eröffnet zudem konstruktiven Spielraum, ohne zusätzlichen axialen Bauraum für eine größere Federlösung vorsehen zu müssen. Durch die Auswahl eines geeigneten Werkstoffs kann die Feder außerdem auf die besonderen Anforderungen der jeweiligen medizinischen Anwendung abgestimmt werden.

So lassen sich Miniaturisierung, präzise Vorspannung und Werkstoffbeständigkeit bereits bei der Entwicklung einer kompakten medizintechnischen Baugruppe gemeinsam berücksichtigen.

Hinweis: Das dargestellte Anwendungsszenario ist ein exemplarisches Konstruktionsbeispiel und stellt kein konkretes Kundenprojekt dar. Die beschriebene Lösung basiert auf den technischen Einsatzmöglichkeiten von Smalley® Wellenfedern.