Case Study · NUCLEUS

TINA Transport and Installation Aid for Cryostats

Von den Requirements zur technischen Lösung: ein modulares System für den einfachen Ein- und Ausbau sowie den sicheren und vibrationsarmen Transport des NUCLEUS-Kryostaten.

Beschriftete technische Übersichtszeichnung der Transport- und Installationshilfe TINA
Aufgabe Requirements, Engineering & Realisierung
System NUCLEUS-Kryostat
Kernproblem Enger Zugang & Shielding-Schienen
Ziel Ein-/Ausbau & vibrationsarmer Transport

Die Geschichte in fünf Bildern

Von den Randbedingungen zur funktionierenden Lösung

Vermessung des engen Zugangs zur Very-Near-Site

Die Lösung beginnt vor Ort

Transportweg, Zugang und Einbausituation werden aufgenommen. Der etwa 90 cm breite Zugang zur VNS ist ein entscheidendes geometrisches Nadelöhr.

NUCLEUS-Aufbau mit Shielding, Schienen und Installationen unter dem Kryostaten

Der direkte Weg ist blockiert

Shielding, Schienen und Installationen unter dem Kryostaten schließen konventionelles Unterfahren oder direktes Heranfahren aus.

Beschriftete technische Übersichtszeichnung der Transport- und Installationshilfe TINA

TINA entsteht

Aus den Requirements entsteht die Transport and Installation Aid for Cryostats: ein modulares System für Handling, Ein-/Ausbau und Transport.

Funktionstest der horizontal und vertikal beweglichen TINA-Hebeeinheit

Ausfahren. Heben. Absenken.

Im TUM-Labor werden horizontales Ausfahren und vertikale Bewegung der Hebeeinheit unter realen Bedingungen erprobt.

Für den Transport im LKW gesicherte TINA-Konstruktion

Für den realen Transport gebaut

TINA ist für den sicheren und vibrationsarmen Transport des empfindlichen Kryostaten zwischen Laboren ausgelegt.

Requirements aufnehmenRandbedingungen verstehenLösung entwickelnFunktion validierenSicher transportieren

Vom Requirement zur Engineering-Entscheidung

Die vorhandene Umgebung wurde zunächst aufgenommen und in technische Anforderungen übersetzt. Aus diesen Requirements entstand anschließend die projektspezifische Transport- und Installationslösung.

Enger ZugangKompakte Außenabmessungen, orientiert am etwa 90 cm breiten Nadelöhr zur VNS.
Shielding-SchienenAusfahrbare Hebeeinheit statt einer bodengebundenen Standardlösung.
Installationen unter dem KryostatHorizontal positionieren, ohne den Kryostat direkt unterfahren zu müssen.
Ein- und AusbauX- und Z-Bewegung, Aufnahme aus einer Rackposition und kontrolliertes Absetzen.
Variable KryostatenHebeeinheit an unterschiedliche Höhen und Durchmesser anpassbar.
Empfindlicher TransportZweistufige Vibrationsentkopplung im Fahrwerk und an der Hebeeinheit.

TINA in Bewegung

Horizontal positionieren. Vertikal bewegen.

Bewegungssequenz der horizontal und vertikal beweglichen TINA-Hebeeinheit
X · bis zu 1,3 m ausfahren

Die Hebeeinheit fährt aus dem Grundrahmen heraus und kann über die Shielding-Schienen hinweg positioniert werden.

≈ 30 cm Bodenfreiheit

Der ausfahrende Rahmen bleibt über den bodennahen Strukturen und muss die Schienen nicht überrollen.

Z · Heben und Senken

Die Hebeeinheit ermöglicht die Aufnahme, das kontrollierte Heben und das Absenken des Kryostaten.

Variable Aufnahme

Die Aufnahme kann an unterschiedliche Kryostathöhen und -durchmesser angepasst werden.

Für den Transport im LKW gesicherte TINA-Konstruktion

Transport & Vibrationsschutz

Nicht nur installieren. Sicher zwischen Laboren bewegen.

TINA wurde auch für den vibrationsarmen Transport des Kryostaten entwickelt. Die Transportfunktion ist deshalb ein konstruktiver Bestandteil des Systems und kein nachträglicher Zusatz.

Sechs gefederte Bodenrollen
Die gefederte Lagerung der Bodenrollen bildet eine erste Stufe zur Reduktion von Stößen und Vibrationen während des Transports.
Alpha-Gel an der Hebeeinheit
Zusätzliche Alpha-Gel-Vibrationsdämpfer an der Hebeeinheit entkoppeln die Kryostataufnahme in allen drei Raumrichtungen.
Ein System für Handling und Transport
Der Kryostat kann aufgenommen, ein- oder ausgebaut und anschließend innerhalb desselben Handlingkonzepts transportiert werden.
Im Konzept vorgesehen, aber nicht realisiert: Im hinteren Bereich von TINA war ein integriertes Zubehörfach mit eigenen Türen vorgesehen. Zusätzlich war eine Verkleidung von Seiten und Oberseite als Staub- und Regenschutz Bestandteil der Konzeptentwicklung.

Teil der NUCLEUS-Zusammenarbeit

Ein Auftrag innerhalb einer längeren technischen Begleitung

Relocation

Kryostat sicher verlagern

Planung und Umsetzung der Verlagerung des Kryostatsystems zwischen München und Chooz.

Aktuelle Case Study

TINA

Requirements aufnehmen, Transport- und Installationslösung entwickeln, bauen und validieren.

Hands-on Support

Vom Kryostaten zurück ins TUM-Labor

Direkte technische Unterstützung beim späteren Ausbau des Detektors in Chooz.

Scientific Support

Understand. Assess. Solve.

Wenn Standardlösungen nicht zu den tatsächlichen Randbedingungen passen, beginnt die eigentliche Engineering-Aufgabe.