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Blickfang

Was wäre, wenn?

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Numerische Simulationen helfen, Designideen frühzeitig zu verstehen, zu bewerten und zu kommunizieren. Entwicklungsprozesse beginnen mit der Erarbeitung eines konsistenten Produktkonzeptes. Bereits in diesem Stadium helfen moderne Simulationswerkzeuge beim Verständnis und der Bewertung, ob eine Designidee gewünschte Eigenschaften erfüllt. Denn sie versetzen den Konstrukteur in die Lage, in die Funktion eines neuen Bauteils hineinzuschauen. Strukturmechanische, strömungsmechanische und elektromagnetische Effekte werden erkennbar, einzeln, aber unter dem Einfluss von Wechselwirkungen. Die Frage: Was wäre wenn, wird frühzeitig beantwortet. 17_3_me_BF_250.jpg

 


Blickfang aus [me] 3.2017 

Bilder: Cadfem

www.cadfem.de

 

 

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Die Welt mit den Augen eines Roboters sehen

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Roboter werden in Zukunft immer enger mit ihren menschlichen Kollegen zusammenarbeiten. Das ist aber nur möglich, wenn sie „sehen“ und somit flexibel auf veränderte Situationen wie unterschiedliche Teileformen oder Aufnahmepositionen reagieren können.

SensoPart hat mit den Vision-Sensoren der Visor-Reihe ein „Auge“ für Roboter entwickelt, mit dem sich auch anspruchsvolle Robotik-Applikationen leicht lösen lassen. Positionen im Sensorbild werden mit der neuen Kalibrierfunktion leicht in Roboterkoordinaten umgewandelt. Gleichzeitig werden perspektivische Verzerrungen durch schräge Blickwinkel oder Linsenverzeichnungen korrigiert. Was bisher umständlich vom Menschen in der Robotersteuerung programmiert werden musste, „weiß“ der Roboter jetzt von ganz allein, denn das Sensorauge liefert ihm sämtliche benötigten Informationen.

Die vielseitige Visor-Kalibrierfunktion stellt sicher, dass der Roboter beliebig positionierte oder eng nebeneinander liegende Teile zielsicher greifen kann. So kann der Vision-Sensor dem Roboter mitteilen, ob genügend Raum um das zu greifende Objekt herum vorhanden ist. Mit der Funktion Greifpunkt-Offset erhält der Roboter die Botschaft, das Objekt an einem bestimmten, individuell definierten Greifpunkt aufzunehmen. So wird der Robotergreifer fast so geschickt wie eine menschliche Hand.

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Blickfang aus [me] 2.2017 

Bild: SensoPart

www.sensopart.com

 

 

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Mehr als nur auf Sand gebaut …

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Wie Infos aus der Feldebene für I4.0-Lösungen genutzt werden, hat Pepperl+Fuchs auf der SPS IPC Drives im November 2016 gezeigt. Intelligente Sensoren haben neue Kommunikationswege zu anderen Ebenen der Automation erschlossen. Im „Solution Park“ auf der Messe hat das Automatisierungsunternehmen aus Mannheim an vier Exponaten demonstriert, wie einzelne Produktionsschritte simuliert werden und wie diese Kommunikationslösungen mit geringem Aufwand auch in bestehende Anlagen integriert werden.

Ein optisch und technisch besonders beeindruckendes Exponat ist der „Dimensional Consistency Check“. Hier wird eine Sandkern-Gussform mit Laserlichtschnitt-Sensoren dreidimensional auf Maßhaltigkeit überprüft. Selbst feinste Konturen werden sicher und präzise erkannt. Bei unzulässigen Abweichungen kann die Form noch vor dem zeit- und kostenintensiven Guss aussortiert werden. Die Messpunkte stammen direkt aus den CAD-Daten des Motor-Designs.

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Blickfang aus [me] 1.2017 

Bild: Pepperl+Fuchs

www.pepperl-fuchs.com

 

 

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Wälzlager für innovatives Elektro-Zweirad

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Mit dem „Pike I“ hat das Münchner Startup-Unternehmen Evinci Mobility aus Oberhaching ein neues Zweiradkonzept entwickelt, das für Aufsehen sorgt: Die Kombination von E-Bike und Motorrad kann für die bequeme Fahrt zum Arbeitsplatz ebenso genutzt werden wie für sportliche Spritztouren auf der Straße und im Gelände. Die Wälzlager für Antrieb und Fahrwerk stammen von NSK.

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Der PM-Elektromotor überträgt die Kraft über ein stufenloses automatisches CVT-Getriebe, das selbsttätig unter Volllast schaltet und damit für unterbrechungsfreie Beschleunigung sorgt. Der Antrieb beschleunigt in nur vier Sekunden von 0 auf 40 Kilometer proStunde und schafft eine Reichweite von über 100 Kilometer (rein elektrisch 40 Kilometer).

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Eine „klassische“ Aufgabe der Konstrukteure ist die Auswahl der Wälzlager an den Achsen von Antrieb und Fahrwerk – zum Beispiel an Schwinge, Tretlager und Radnaben. An unterschiedlichen Stellen im Antrieb sind Rillenkugellager der 6000er-Serie von NSK verbaut. Sie sind aus hochreinem Stahl gefertigt und nehmen Radial- und Axialkräfte zuverlässig auf. Dabei ist höchste Qualität und Leistungsfähigkeit gewährleistet, denn Rillenkugellager sind die populärste Wälzlager-Variante und NSK ist ihr weltgrößter Hersteller.

Je nach Einsatzfall sind die Lager nur mit Deckscheiben oder aber mit einer Dichtung ausgestattet, da das Pike im Gelände eingesetzt werden kann, müssen die offenen Lagerstellen von Tretlager, Hinterradnabe und Schwinge gut abgedichtet sein. Hier hat NSK mit der DDU-Dichtung eine hoch wirksame Labyrinthdichtung entwickelt mit hoher Dichtwirkung und geringer Reibung. (Bilder: NSK) www.nskeurope.de

 

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Der Weg der Schokolade bis zur Verpackung

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In solchen großen Linien produziert Ritter Sport stündlich bis zu 50.000 Tafeln à 100 Gramm. Hundertprozentige Hygiene ist während des gesamten Produktionsprozesses der beliebten süßen Quadrate das A und O. (Bilder: Ritter Sport)

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Die Schokoladenmasse wird in einer Conche (Spanisches Wort für Muschel) verflüssigt bevor sie die Temperiermaschine durchläuft.

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Die Nüsse werden in die Schokoladenmasse geschüttet.

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Der Pufferspeicher für die unverpackten Schokoladenquadrate

www.ritter-sport.de 

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Faszination Verpackung

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Wer verpackt, weiß, dass Produktionsabläufe in der Verpackungsbranche flexibel gestaltbar sein müssen. Industrie-4.0-fähige Automatisierungssysteme passen in weit verzweigten Anlagen der Verpackungsindustrie – hier PSS 4000 von Pilz bei der schweizerischen Zweifel Pomy Chips AG – Abläufe stets an.  www.pilz.de

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Packende Lösungen

im wahrsten Sinne des Wortes werden auf dem Verpackungstag am 9. Juni in Waiblingen beim Packaging Excellence Center (PEC) vorgestellt werden. Pilz und die Zweifel Pomy Chips AG werden auch mit dabei sein. Erleben Sie die Faszination Verpackung. Melden Sie sich an: www.verpackungstag.de

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Big & Fast Data für Ferrari

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Am 20. März startet die Scuderia Ferrari nicht nur mit höchstleistungsfähigen SKF-Racing-Lagern in die neue Formel 1-Saison, sondern auch mit einem Zustands-Überwachungssystem von SKF. In der Formel 1 ist eine blitzschnelle Datenverarbeitung inzwischen unverzichtbar. Das gilt nicht für die Telemetrie während des Rennens, sondern auch für die Forschungslabors, in denen die Antriebe der Boliden getestet werden: Dank einer kombinierten Hard- und Software-Lösung von SKF können die Ingenieure der Scuderia Ferrari nun in Echtzeit die Vorgänge in den einzelnen Prüfkammern für Antriebseinheiten verfolgen.

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Multikultureller Tempel der Rennsport-Technik: In den italienischen „belle macchine“ der Scuderia Ferrari stecken zahlreiche Höchstleistungs-Komponenten des schwedischen Konzerns SKF, der die extrem belastbaren Lager für die Formel 1 u. a. im deutschen Schweinfurt produziert     

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Freuen sich über die erzielten Effizienzsteigerungen auch abseits der Rennstrecke (v.l.): Mario Kuluridis, Teamleiter für Prüfanlagen, und
Luca Bacigalupo, Maschinenbauingenieur bei der Scuderia Ferrari

Bilder: SKF   www.skf.de  

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Hygienic Design Viscofill von Krones, hier bei Darbo im österreichischen Stanz, ist ein Prototyp einer neuen Füllerserie, die eigens für viskose, Fäden ziehende und stückige Lebensmittel konzipiert wurde. Vom Aufbau her handelt es sich um einen klassischen Kolbendosierer, allerdings mit einigen raffinierten Weiterentwicklungen. Dadurch meistert er die Herausforderung, auch anspruchsvolle Produkte tropffrei und schonend abzufüllen, wie zum Beispiel Konfitüre mit großen Stücken oder ganzen Früchten. Denn diese bringt Viscofill unversehrt ins Glas – ohne dabei unästhetische oder hygienisch bedenkliche Produktspritzer an der Mündung zu verursachen.
www.krones.de  

Der Hygienic Design Day am 3. März 2016 in Bad Wimpfen ist der Kongress für Hygiene- und Reinheitsfragen, wie sie sich in der gesamten Lieferkette des Maschinenbaus stellen. Der Kongress betrifft insbesondere die Life-Science-Branchen wie Medizin- und Biotechnik sowie der Pharmaindustrie und vor allem die Lebensmittel verarbeitenden Branchen. Viele Maschinenbauer fordern Komponenten, die den Hygienegedanken im „offenen Design“ vollumfassend erfüllen. Auf diesem Kongress wird u.a. die Frage beantwortet, was die Komponentenhersteller tun um diese Forderung zu erfüllen? Dabei stellt sich noch eine zweite Frage. Sind diese Verbesserungen ausreichend für die lebensmittelverarbeitende Industrie? Melden Sie sich an!
www.hygienic-design-day.de

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Beach Boys in München - Ob Eisbach oder Floßlände, München ist die Stadt der Beach Boys und Surfer. Die stehende Welle an der Floßlände im Thalkirchner Kanal gilt als Geburtsort des Fluss-Surfens weltweit. Vor allem für Ungeübte gilt sie als ideale Trainingsmöglichkeit, bevor sie sich in die anspruchsvolle Walze im Eisbach wagen können. Doch seit vergangenem Jahr funktioniert die Welle für Surfer so gut wie nicht mehr, und die Surf- Idylle mitten in der Großstadt erhielt tiefe Risse. Dank Simulationssoftware (ANSYS CFD) gibt es jetzt eine neue stehende Welle. Die Simulation musste folgendes einbeziehen: Die Welle sollte mit festen Einbauten neu gestaltet werden. Sie sollte ungefährlich sein und auch bei minimaler Wassermenge stabil grün sein. Auch sollte sie für Surfer mit hohem Gewicht (ca. 100 kg) gut surfbar sein. Außerdem soll sie Flößer und Schwimmer nicht stören. Nach der Voruntersuchung zum richtigen Setup wurden die für die Wellenerzeugung wesentlichen Parameter systematisch variiert: Wassermenge, Unterwasserhöhe, Stufenhöhe und die Steilheit der Rampe. Wie nach der Theorie zu erwarten, reagiert die Welle sehr sensibel auf Parameterschwankungen. Ohne entsprechende Einbauten ist es schwierig, eine stabile wie ortsstabile druckstarke Welle zu erzeugen. Mit einem relativ einfachen Keil lässt sich diese hingegen umsetzen. Der Einbau wurde erfolgreich nach der Idee des ‚virtuellen Prototypen‘ bzw. des ‚Simulation Driven Product Designs‘ entwickelt. In der Praxis zeigte der Einbau in den Ländenkanal Anfang Juli, dass die Welle perfekt surfbar ist, aber vor allem, dass die Flößer mit dem Einbau gut zurecht kommen und auch Schwimmer völlig problemlos darüber hinweg gleiten. www.ansys-germany.com

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Miniaturroboter als Ameise - Inspiriert vom natürlichen Vorbild können die 13,5 cm langen bionischen Ameisen durch autonomes Entscheiden und kooperatives Verhalten effizient zusammenarbeiten. Sie bestehen aus Laser gesinterten Bauteilen, die anschließend im 3D-MID-Verfahren mit sichtbaren Leiterstrukturen veredelt wurden. Gemeinsam mit LPKF Laser & Electronics AG hat Festo lasergesinterte Bauteile im 3D-MID-Verfahren mit sichtbaren Leiterstrukturen versehen. Die elektrischen Schaltungen werden auf den künstlichen Ameisen angebracht. Die Bauteile übernehmen dadurch konstruktive und gleichzeitig elektrische Funktionen. „Für Festo bietet die 3D-MID-Technologie große Potenziale für die Zukunft der Automatisierungstechnik und den Einsatz in künftigen Produktionssystemen. Mit den BionicANTs realisiert Festo erstmals Miniaturroboter auf Basis dieser Technologie“, erklärt Dr. Elias Knubben, Leiter Corporate Bionic Projects. Die „BionicANTs“ wurden von der Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V. mit dem MID-Innovationspreis 2015 ausgezeichnet. Dank der 3D-MID-Technologie sind auf der nur 13,5 cm langen Ameise alle mechanischen und elektronischen Funktionen auf geringstem Raum untergebracht und exakt aufeinander abgestimmt. „Funktionsintegration in vollendeter Form“, sagt Knubben. www.festo.com

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Historisch bis futuristisch - Der industrielle Alltag war früher härter, auch wenn diese historischen Aufnahmen den Anschein, der guten, alten Zeiten erwecken. (oben) Produktion von Zündkerzen im Werk Feuerbach im Jahr 1920 (Mitte) Fließfertigung in der Scheinwerfermontage im Jahr 1926. (unten) Montage von Bosch-Hämmern im Jahr 1956 (Bilder: Bosch)

In der Fabrik der Zukunft teilen die Werkstücke der Maschine mit, wie sie bearbeitet werden „wollen“. So können, wie hier in der Multiproduktlinie von Bosch in Homburg (großes Bild) , unter anderem kleine Stückzahlen und individualisierte Produkte effizient gefertigt werden. Auf der Hannover Messe 2015 wird viel von der Verbändeplattform Industrie 4.0 die Rede sein. Vielleicht wird auf der Messe die Frage beantwortet ob und wie es der deutschen Industrie gelingt, sich an die Spitze der digitalen Revolution zu stellen.

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15_1_BLICK_schunk_154_2.jpgKontrollierte Prozesskräfte -  6-Achs-Kraft-Momenten-Sensoren für die industrielle Automation sollten vielseitig, genau und robust sein. Die Automobilindustrie nutzt die feinfühligen Sensoren beispielsweise bei der Montage von PKW-Dächern und Tankstutzen, beim Reibrührschweißen von LKW-Kolben, aber auch, wie hier im Bild, bei Gebrauchstests für Armaturenkomponenten. Insgesamt 16 Baugrößen für Lastmessbereiche zwischen 12 N und 40 000 N umfasst die FT Baureihe von Schunk. Mit ihnen lassen sich bei den Kraftkomponenten Fx, Fy und Fz Auflösungen von bis zu 1/320 N und bei den Momentenkomponenten Mx, My und Mz Auflösungen von bis zu 1/8 000 Nm erfassen.
(Bilder: Schunk GmbH & CO. KG)  www.schunk.com

 

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Neue Besen fegen besser  Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen finden Fehler, die dem bloßen Auge verborgen bleiben, beispielsweise mangelhafte Schweißnahtverbindungen, Rissbildungen im Material, Lunker oder Einschlüsse. Am Fraunhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) in Saarbrücken wird derzeit die Normung eines neuartigen zerstörungsfreien Prüfverfahrens der induktiv angeregten Thermographie vorbereitet. Dieses derzeit noch nicht genormte Verfahren soll als Ersatz der Magnetpulverprüfung aufgebaut werden. Das Prüfverfahren eignet sich hervorragend für eine vollautomatische Vormaterialprüfung von metallischen Bauteilen und Komponenten. Ingenieure des IZFP erarbeiten demnächst zusammen mit Industrievertretern konkrete Lösungsansätze, die den Weg zur Standardisierung bzw. zur Normung neuer Prüfverfahren ebnen sollen. Robotergestütze Thermographie an einem Bahnrad (Bild: Uwe Bellhäuser) www.izfp.fraunhofer.de

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Spielend lernen - Das Modul NI LabVIEW for Lego Mindstorms von National Instruments gibt Studenten eine leistungsstarke Software in die Hand, um sich auf eine technische Laufbahn vorzubereiten. EV3 – die neue Version der beliebten Roboterplattform Lego Mindstorms – kann nun direkt mit der Systemdesignsoftware NI LabVIEW programmiert werden kann. Das Modul LabVIEW for Lego Mindstorms steht zum kostenlosen Download für den Hochschulbereich sowie den Einzelhandel zur 14_4_BLICKFANG_ni_154.jpgVerfügung. Die Software unterstützt Schüler und Studenten sowie Ingenieure und Technikbegeisterte gleichermaßen bei der Entwicklung von Programmen, die mit dem EV3-Baustein kommunizieren und ihn steuern. Dies geschieht auf ähnliche Weise wie beim Einsatz von LabVIEW zur Erweiterung der Funktionen des NXT-Bausteins, dem Vorgänger des EV3. Aufgrund der intuitiven grafischen Programmierung und der möglichen Anbindung von LabVIEW an tausende Sensoren, Geräte und Systeme gelingt der schnelle Entwurf komplexer und leistungsstarker Roboterprojekte unabhängig von Vorkenntnissen. Die Plattform eignet sich optimal für alle, die etwas mit Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (MINT) zu tun haben. (Bilder mit freundlicher Unterstützung von LEGO Education / National Instruments)  www.ni.com

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Die Energie kommt zurück!
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Die Energie kommt zurück!  - Das ‚Bionic Kangaroo‘ von Festo lässt sich über Gesten steuern. Der Roboter in der Tiergestalt ist einem natürlichen Känguru realitätsnah nachgebaut. Er springt 80 cm weit, 40 cm hoch – und das sind bei einer Größe von einem Meter und 7 Kilogramm Gewicht beachtliche Sprünge. Bemerkenswert ist, dass das Maschinentier wie sein natürliches Vorbild beim Sprung Energie zurück gewinnt, speichert und im nächsten Sprung wieder nutzt. Eine wichtige Funktion übernimmt dabei die Achillessehne, die beim natürlichen Känguru deshalb besonders ausgeprägt ist. Beim künstlichen übernimmt ein elastisches Federelement diese Funktion. Für die Stabilität bei Sprung und Landung sorgen Condition Monitoring sowie die präzise Steuerungs- und Regelungstechnik. Pneumatische und elektrische 14_3_BLICKFANG_154_2.jpgAntriebstechnik werden hier intelligent in einem hoch dynamischen System kombiniert. Für die „mobile“ Energieversorgung sorgt ein Kompressor im Körper des Maschinenwesens.

Die Zukunft der Automation will Festo auch auf der Automatica zeigen: Mit dem Bionic Kangaroo, Supraleitern oder wie hier im Bild mit dem Lernroboter Robotino kombiniert mit der flexiblen Roboterlösung Bionic Handling Assistant, dem Gewinner des Deutschen Zukunftspreises 2010. www.festo.com

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Sensoren in Motoren

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Motoren werden auf Funktionalität, Stabilität, Vibrationen und viele andere Dinge getestet. Messtechnik sorgt in der Motorentwicklung für neue Sichtweisen und unterstützt die Konstruktion sicherer und komfortableren neuer Fahrzeuge.

Der Ventilhubsensor für Motoren ist ein Beispiel, 14_2_BLICKFANG_kl.jpgwie höhere Effizienz erreicht werden kann. Der elektromagnetische Ventiltrieb mit seiner voll variablen Ventilsteuerung spart Kraftstoff. Im Vergleich zum konventionellen Ventiltrieb mit Nockenwelle ergeben sich beim elektromagnetischen Ventiltrieb viele zusätzliche Einstellparameter.

Dynamische Ventilhubsensoren indeSEnSor Vip von Micro-Epsilon überprüfen schnell und zuverlässig die Ventilpositionen im Zusammenspiel mit den elektrischen Aktoren. Der Ventilhubsensor beruht auf dem patentierten VIP-Messprinzip. 14_2_BLICKFANG_3_kl.jpg

Eine weitere messtechnische Besonderheit ist der miniaturisierte Wirbelstromwegsensor. Er misst die Dicke des Ölfilms. Die Ölfilmdicke bei Verbrennungsmotoren beschreibt den Spalt und damit die Menge an Öl, die sich zwischen Kolben und Zylinderwand befindet. Sie ist mitunter ein bestimmender Faktor für die Laufruhe und Lebensdauer.


(Bilder: Istockphoto Henrik5000 und Micro Epsilon)
www.micro-epsilon.de  

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Olympische Schlitten
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Olympische Schlitten    Wissenschaftler der Technischen Universität München haben für die Skeleton-Athletin Anja Huber einen in Material Aerodynamik und Ergonomie passgenau zugeschittenen Rennschlitten entwickelt. Die zweifache Weltmeisterin ist mit ihm bei den Olympischen Spielen in Sotschi angetreten.

„Unser erster Schritt war das Reglement sehr genau zu studieren“, sagt Ilja Feldstein, Doktorand am Lehrstuhl für Ergonomie der TU München. Dann nahmen die Wissenschaftler Maß. Sowohl von der Athletin als auch vom bisherigen Schlitten fertigten sie auf Basis von Scan-Daten exakte 3D-Modelle an. Zusammen mit Mitarbeitern der FluiDyna GmbH konstruierten sie das virtuelle Modell eines Eiskanals. Im virtuellen Fahrtwind haben sie alle denkbaren Variationen und Anpassungen durchgespielt. Sie konzentrierten sich dabei vor allem auf die optimale Anpassung der Liegeschale an den Körper der Athletin. Ziel war, mit günstigem Strömungsverlauf um Schlitten und Sportlerin den Luftwiderstand möglichst gering zu halten.

Mit Geschwindigkeiten von bis zu 150 Kilometern pro Stunde jagen die Skeleton-Sportler den Eiskanal hinunter, mit dem Kopf voraus, nur Zentimeter über dem Eis. Fliehkräfte bis zum Fünffachen der Schwerkraft wirken in den Kurven auf Mensch und Material. Nur wenige Hundertstel Sekunden entscheiden über Sieg oder Niederlage.   www.lfe.mw.tum.de 

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