antriebstechnik 5/2021

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK FÜR MEDIZIN UND LABOR MIKROANTRIEBE VON DER PROTHESE BIS ZUR ZENTRIFUGE Für das breite Spektrum medizinischer Geräte stehen zahlreiche Antriebsarten zur Verfügung. Insbesondere Gleichstrommotoren bieten sich für diverse Mikrolösungen an. Aufgrund ihrer hohen Positionier- und Wiederholgenauigkeit sowie bürstenlosen Bauart arbeiten sie zuverlässig und verschleißarm. Angela Struck ist freie Journalistin aus Ried Bei dem Angebot für die Medizintechnik arbeitet Koco Motion eng mit Constar Micromotor Co., Ltd. zusammen. Das private High- Tech-Unternehmen aus Shenzhen, China, wurde im Jahr 2000 gegründet und hat sich auf die Bereitstellung von Mikromotoren und darauf basierenden Antriebslösungen spezialisiert. Aus diesem Engineering sind bereits mehr als 40 Patente hervorgegangen. Constar achtet in der Fertigung strikt auf eine hohe Produktqualität. Dafür hat das Unternehmen ein Qualitätssicherungssystem gemäß der Norm IATF16949 eingerichtet. Das Constar Portfolio für Medizintechnik ist breit aufgestellt. Es enthält u. a. Serien wie Glockenläufermotoren, bürstenlose DC-Motoren, Präzisions-Getriebemotoren, Präzisions-Servomotoren und Miniatur-Schrittmotoren. Diese Motoren finden Einsatz in zahlreichen medizinischen Geräten. Folgende Beispiel verdeutlichen das auszugsweise: MEDIZINTECHNISCHE PUMPEN Ein präziser Glockenläufer-Motor eignet sich für den Antrieb in einer Vakuumpumpe. Ein Vorteil ist seine kompakte Baugröße. Zudem garantiert der 9-teilige Kollektor eine geringe Drehmoment-Welligkeit (Rippel) und geringe Kommutierungs-Stromspitzen (Funkenerosion). Gepaart mit dem eisenlos gewickelten Rotor ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer. 36 antriebstechnik 2021/05 www.antriebstechnik.de

Verschiedene Gleichstrommotoren wie Eisenanker- oder Glockenläufer-Getriebe-Kombinationen, auch kleine Schrittmotoren sind für die Infusionspumpe prädestiniert. Weil die Motoren eine ausgezeichnete Positionier- und Wiederholgenauigkeit bieten, können die Infusionspumpen zuverlässig über ihre gesamte Lebensdauer hinweg die strengen Infusionsmengen- Kontrollen bestehen. Ein Getriebemotor sorgt dafür, dass in einer Mikro-Injektionspumpe das Einspritzen der Medikamente präzise gesteuert wird. Auch bei dieser Technologie sind die kompakte Baugröße des Motors, seine Präzision und Wiederholgenauigkeit von Vorteil. BEATMUNGSGERÄTE, PROTHESEN UND ANALYSEGERÄTE Speziell für Beatmungsgeräte hat Constar/Koco Motion einen bürstenlosen Motor entwickelt. Er sorgt für einen stabilen Luftdruck des Beatmungsgerätes. Ideal wegen einer hohen Lebensdauer bei einem sehr niedrigen, kaum hörbaren Geräuschpegel. Für Pipetten bringen die Glockenläufer-Motoren gepaart mit Encodern die nötige Präzision mit sich. Wartungsfrei und zuverlässig halten sie auch die Pipettier-Geschwindigkeit und Genauigkeit der Dosierung ein. In Prothesen als Ersatz für Gliedmaßen werden sowohl Glockenläufer als auch bürstenlose Gleichstrommotoren kombiniert mit Getrieben eingesetzt. Hier kommen die Vorzüge der Glockenläufer voll zum Tragen: Kein Rastmoment, geringes Gewicht, hoher Wirkungsgrad und stabiles Drehmoment sowie hervorragende Regelbarkeit. Diese Motoren eignen sich bestens, um verschiedene Bewegungen künstlicher Gelenke zu realisieren. Die Eigenschaften des Glockenläufers ermöglichen es den Benutzern, sich mit ihrer Prothese natürlich, stabil und kraftvoll zu bewegen. Koco Motion bietet verschiedene Antriebs-Lösungen für die Mechanik von Blutanalysegeräten. Unter anderem sorgen Schrittmotoren und Servomotoren für das automatisierte und präzise Positionieren. Die Geräte werden damit zuverlässig und haben eine hohe Lebensdauer. Für die Zentrifuge eignen sich die bürstenlosen Innen- oder Außenläufermotoren mit ihren hohen Drehmomenten, den hohen Drehzahlen und der ebenfalls hohen Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Sie werden zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Zentrifugen und zur Ausnutzung der maximalen Zentrifugalgeschwindigkeit eingesetzt. Mit ihnen lassen sich der Trennfaktor der Zentrifuge verbessern und die Wartungskosten reduzieren. Auch die Schrittmotoren mit und ohne Steuerung finden Einsatz in der Medizintechnik. Sie eignen sich besonders gut für Positionieraufgaben und zwar dort, wo Getriebe nicht unbedingt aus bauraumtechnischen Gründen oder Geräuschentwicklung gewünscht sind. Dies gilt ebenfalls, wenn das Positionieren ohne Encoder oder Endschalter erforderlich ist. Dann werden die Schrittmotoren gerne als Alternative eingesetzt. PROGRAMMIERBARE ANWENDUNGEN Eine Antriebslösung in Stand-Alone-Geräten oder hochkomplexen Anwendungen basiert sehr oft auf den Antrieben Lexium MDrive und MDrive von Schneider Electric. Dank der integrierten Steuerung der Antriebe können diese sehr einfach Steuerungsaufgaben übernehmen. Vor allem weil portable Geräte einfach, kompakt und leicht sein sollen, kann die integrierte Steuerung sogar mehrere Einheiten sowie Abläufe kontrollieren und bedienen. Auch die innovative kannMOTION Plattform von Koco Motion und Adlos bietet eine einfache Programmierung und Steuerung an. Ihr großer Vorteil ist die anwendungsspezifische Anpassung von Hard- und Software. Gerade in größeren Stückzahlen bietet die Plattform einen besonderen Nutzen, wenn sie ganz speziell Bürstenlose Innen- oder Außenläufermotoren sorgen in Zentrifugen für eine hohe Leistungsfähigkeit und Ausnutzung der maximalen Zentrifugalgeschwindigkeit für die Applikation optimiert wird. Dann kann sie nur genauso viel, wie sie können muss. In ihrer Einfachheit eignen sich die kompakten Antriebe mit integrierter Steuerung und Closed loop Funktion zur Integration in sehr vielen Anwendungen. Die Bedarfe in der Medizintechnik unterscheiden sich sehr oft, denn die Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Antriebe sind sehr individuell und anwendungsspezifisch. Daher erfüllt ein Standardprodukt auch nur selten die Anforderungen aller Anwendungen. Wird in der einen Applikation ein sehr starker robuster Antrieb benötigt, erfordert die andere z. B. einen besonders geräuscharmen Betrieb bei hoher Energieeffizienz. Soll nun beides in einer Antriebslösung realisiert werden, nimmt Koco Motion applikationsspezifische Anpassungen vor. Fotos: KOCO MOTION GmbH www.kocomotion.de DIE IDEE „Bei unseren Bemühungen, den Antrieb optimal auf die Anwendung anzupassen, kollidiert das oft mit dem angestrebten Kostenrahmen. Die Entscheidung über die Motorentechnologie steht oft im Vordergrund. Bereits bei der Auswahl werden hier wichtige Weichen für Kosten und Nutzen gestellt. Je früher wir in die Projekte einsteigen können, desto mehr Möglichkeiten gibt es für die Optimierung des Antriebs. Die Freiheitsgrade nehmen im laufenden Projekt dann immer weiter ab, während die Kompromissfindung zunimmt.“ Olaf Kämmerling, Geschäftsführer, Koco Motion www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/05 37