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Prüfung, Justierung und Feinmontage optischer Komponenten: Genauigkeit aus der Luft gegriffen

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Die präzise Ausrichtung der Linsen ist einer der wichtigsten Faktoren für die Bildqualität optischer Systeme. Für ein abschließendes Urteil wird dabei oft Druckluft benötigt, die ihrerseits Qualitätsmerkmale aufweisen muss. Deshalb setzt der Prüfgerätespezialist Trioptics bei seinen luftgelagerten Präzisionsdrehtischen auf eine Druckluftaufbereitung über Drypoint–M – Membrantrockner von Beko Technologies.

Autorin: Dipl. Ing. Jeannette Walter E-Mail: Jeannette.Walter@beko.de

Die Leistungsanforderungen an ein optisches System werden am zuverlässigsten erfüllt, wenn alle fertigungstechnischen Schritte, wie Befestigungstechnik, Montagehandhabung und Zentriertoleranzprüfung einheitlich konzipiert und in aufeinander abgestimmten Fertigungs- und Messanlagen zusammengeführt sind.
Einer der erfahrensten, weltweit etablierten Spezialisten dieser anspruchsvollen Technologie ist die Trioptics GmbH in Wedel bei Hamburg. Seit über einem Jahrzehnt entwickelt und fertigt sie Geräte zur Zentrierprüfung, zum Kitten von Linsen und zum Kleben von Objektiven in Fassungen. Das Unternehmen beliefert nahezu alle namhaften Unternehmen der optischen Industrie, von Agfa über Leica bis Zeiss, um nur einige zu nennen.
Die Erfahrung bei Trioptics hat gezeigt, dass bei der gängigen Technik der Zentrierprüfung von Optiken einem wichtigen Einflussfaktor vielfach nicht die nötige Beachtung geschenkt wird: der Halterungs- und Drehvorrichtung zur Aufnahme des Prüflings. Und das, obwohl genau dieser Aspekt der entscheidende neben der Qualität des Zentrierfehlermesskopfs ist.
Die Drehvorrichtung entscheidet
Mögliche Fehler des Messkopfes können – da sie durch moderne CCD-Kameras und Bildverarbeitungssoftware sehr klein gehalten werden – gegenüber den Fehlern der Drehvorrichtung in den meisten Fällen sogar vernachlässigt werden.
Viele der eingesetzten Drehvorrichtungen sind dagegen mit dem Nachteil behaftet, dass auf eine Rotationsachse Bezug genommen werden muss, die die erforderliche Genauigkeit und Konstanz nicht bieten kann. Diesem Punkt hat man bei der Trioptics GmbH besondere Beachtung geschenkt und außergewöhnlich viel Engagement in die Entwicklung hoch präziser Drehvorrichtungen investiert.
Abweichung von weniger als 0,05 µm
Die derzeitigen Spitzensysteme repräsentieren dabei Rotationstische mit Ultrapräzisionsluftlagern. Mit einer Genauigkeit des radialen und axialen Umlaufs von weniger als 0,05 µm Abweichung bietet das Luftlager die mit Abstand höchste Präzision bei der Qualitätsprüfung und Montage optischer Systeme. Dank seiner hohen Steifigkeit ist das Ultrapräzisionsluftlager in Verbindung mit stabilen Translations- und Kipptischen außerdem besonders für die Fertigung und Prüfung schwerer mehrlinsiger Objektive geeignet.
Gegenüber anderen Lösungen warten Luftlager mit einer Vielzahl wesentlicher Vorteile auf:
  • minimale Reibung durch geringe Viskosität des „Schmierstoffs“ Luft
  • Verschleißfreiheit
  • geringe Wärmeentwicklung bei allen Verfahrgeschwindigkeiten
  • gleichmäßiges, ruckfreies Gleiten (stick-slip-frei)
  • keine Verschmutzung von Messsystem oder Prüfling durch Schmieröl oder andere Gleitmittel
  • exzellente Rund- und Planlaufeigenschaften
Dieses beachtliche Leistungsspektrum steht und fällt allerdings mit der zuverlässigen Verfügbarkeit und gleich bleibenden Qualität der Druckluft.
Da die luftgelagerten Präzisionsdrehtische an den Trioptics-Messgeräten mit einem extrem schmalen Lagerspalt von nur drei bis maximal 10 µm operieren, muss die eingebrachte Druckluft partikel- und emulsionsfrei sowie vor allem absolut trocken sein. Denn bereits minimal feuchte Druckluft führt schnell zu Korrosion oder mineralischen Ablagerungen im Spalt, die wiederum kostspielige Lagerschäden zur Folge haben.
Bei Trioptics musste in ausgiebigen Testläufen mit diversen Filter-Trockner-Kombinationen gleich mehrfach genau diese leidvolle Erfahrung gemacht werden. Bis man schließlich auf die erhoffte Lösung stieß: Die Druckluftaufbereitung über Drypoint-M-Membrantrockner des international aktiven Druckluftspezialisten Beko Technologies aus Neuss am Rhein.
Qualität durch Diffusion
In dessen Membrantrocknern erfolgt die Trocknung der Druckluft nach dem physikalischen Prinzip der Diffusion durch eine teildurchlässige Membran, wobei die Membranschicht auf der Innenseite von Hohlfasern aufgebracht ist. Im Modul sind zahlreiche solcher Hohlfasern zu einem Bündel zusammengefasst und werden in Längsrichtung von der zu trocknenden Druckluft durchströmt. Als treibende Kraft für die Diffusion ist ein Wasserdampf-Partialdruckgefälle zwischen Innen- und Außenseite der Membran notwendig. Hierfür wird bereits getrocknete Druckluft, so genannte Spülluft, am Ende des Moduls abgezweigt, entspannt und im Gegenstrom über die Membranaußenseite geführt. Die Feuchtigkeit aus der Druckluft diffundiert durch die Membran in die Spülluft und wird mit dieser an die Umgebung abgegeben. Das bedeutet, dass beim Einsatz eines Membrantrockners kein Kondensat anfällt.
Energieloses Arbeiten
Weitere Vorteile der Drypoint-M-Membrantrockner von Beko Technologies: Die Module arbeiten völlig wartungsfrei sowie geräuscharm und benötigen keine elektrische Energie.
Neben der von elektrischer Energie unabhängigen Funktion arbeiten Membrantrockner außerdem völlig unabhängig von ihrer Einbaulage – lassen sich also mit äußerst geringem Installationsaufwand problemlos in bestehende Anlagen integrieren. Zudem sichern diese Membrantrockner die Druckluftaufbereitung innerhalb eines sehr weit gefassten Einsatzspektrums, da sie je nach Auslegung sowohl für Anlagen mit äußerst geringem als auch großem Abnahmebedarf geeignet sind. So können sie gleichermaßen Bestandteil eines weitläufigen Druckluftnetzes mit zentraler Aufbereitung sein wie auch von „isolierten“ Abnahmestellen mit eigener Druckluftaufbereitung.
Beko Technologies GmbH Tel. 02131/9880, Fax 02131/988900 www.beko.de
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