-String-Connection-Box (SCB)-

Aufgabenstellung

DESY beteiligt sich maßgeblich am Bau des XFEL (X-Ray Free-Electron Laser). Dies ist ein Linearbeschleuniger, mit dem extrem energiereiches Laserlicht mit Wellenlängen im Röntgenbereich erzeugt werden kann. Der XFEL wird in einem insgesamt ca. 3,4 km langem Tunnel platziert werden, in dem die unterschiedlichen Beschleunigerkomponenten unter der Tunneldecke aufgehängt sind. Die Hauptkomponenten sind die Beschleunigermodule (häufig als Kryomodule bezeichnet), die Strahlführungskomponenten beinhalten; Weitere Komponenten sind die String-Connection-Boxes (SCB), die zwischen einer bestimmten Anzahl von Beschleunigermodulen (nachfolgend oft als „Module“ bezeichnet) platziert werden um die Vakuumkräfte aufzunhemen und als Schnittstelle für Kabel- und Versorgungsleitungenl dienen.

Randbedingungen

• Der Durchmesser der SCB ist identisch mit dem Durchmesser der Module und beträgt 965,20 mm.
• Wandstärke: 9,52 mm
• Gewicht der String-Connection-Box: ca. 1,35 t
• Vakuumkräfte: ca. 110 kN
• Die String-Connection-Box ist ein Festpunkt


Die Aufhängung von Komponenten stellt einen Novum im Beschleunigerbau dar und erleichtert in großem Umfang die Tunnellogistik.

Ergebnis

Grundsätzlich wurde die Aufhängung so konzipiert, dass die Gewichtskraft und die Vakuumkraft unabhängig voneinander aufgenommen werden. Die Aufnahme der Gewichtskraft erfolgt durch die „Justiereinrichtung“ und die Vakuumkräfte werden durch Zugstäbe in die Tunneldecke eingeleitet.

Justierung in Strahlrichtung

Die Justierung in Strahlrichtung erfolgt in der ersten Ebene, am ersten Träger. Das Prinzip ist so, dass das Feststellteil (blau, Bild unten) ) mit Schrauben geklemmt wird und mit einer weiteren Schraube das Verstellteil (rot, Bild unten) verschoben werden kann. Zum besseren Gleiten wird das Verstellteil von Bronzegleitstücken unterstützt.

Justierung in Querrichtung

Die Justierung in Querrichtung erfolgt nach demselben Prinzip Verstellteil/Gleitstück, allerdings in der 2. Ebene.

Höhenverstellung

Die Höhenverstellung erfolgt durch Gewindeverbindungen zwischen 2. Ebene und der SCB.

Einleitung der Vakuumkräfte

Die horizontal wirkenden Vakuumkräfte F_V1 und F_V2 werden durch schräg zum Interface-Rahmen an der Tunneldecke geführte Zugstäbe eingeleitet. Die vertikale Komponente wird über die Aufhängung eingeleitet. Durch die Langlöcher ist sichergestellt, dass die Stäbe ausschließlich auf Zug belastet werden.

Langloch im Bereich der Anbindung der Stäbe an die SCB:	Wirken der Vakuumkräfte nach links (Fv1) oder nach rechts (Fv2):

Quelle: Aufhängung der String-Connection-Box im XFEL
von Kirsten Kschioneck