Schnell, klein, leise – und speziell

Es gibt Antriebe für mobile Röntgengeräte, die für erfahrene Antriebsexperten keine Herausforderung sind – wo ein wirtschaftlich attraktives Produkt gesucht wird, das den medizintechnischen Anforderungen und normalen technischen Ansprüchen genügt, lässt sich der Bedarf mit Standards decken.

Es gibt aber auch Antriebe, die sehr spezielle Anforderungen erfüllen müssen, und diese waren für eine neue Generation von C- Bögen gefragt, die die Nürnberger Ziehm Imaging GmbH unter der Bezeichnung Ziehm-Vision auf den Markt gebracht hat: Die Entwicklungsabteilung wollte die Leistungsfähigkeit der mobilen Röntgengeräte in allen Bereichen an die Grenzen des physikalisch Machbaren heraufschrauben, und dies hatte auch Auswirkungen auf die Antriebstechnik.

Als Partner für diese Aufgabe kam als erstes die ebenfalls in Nürnberg ansässige Langguth + Co. GmbH ins Gespräch, die schon seit vielen Jahren die Standardantriebe geliefert hatte. „Als wir in einem ersten Gespräch mit den Anforderungen für den Hubantrieb konfrontiert wurden, musste ich erst einmal schlucken und hatte ernste Zweifel, ob diese Aufgaben lösbar sein würden“, erinnert sich Langguth-Geschäftsführer Gernot Ramsauer. Das Verfahren sollte gegenüber vergleichbaren Anwendungen doppelt so schnell erfolgen, die bewegten Lasten sollten erheblich größer werden, und beim Bauraum sollte sich der Antrieb mit einigen wenigen Lücken am Rand begnügen, welche die Elektronikbaugruppen freiließen.

Doch die Sorgen des Anfangs ließen sich im Projektverlauf ausräumen. „Geklappt hat das Ganze vor allem deswegen so gut, weil Ziehm Imgaging uns frühzeitig mit in die Entwicklung eingebunden hat“, so Ramsauer, „und besonders die räumliche Nähe hat uns sehr geholfen.“ So konnten viele Probleme schnell und unkompliziert im persönlichen Gespräch am Computermodell oder am Prototypen gelöst werden.

Die Vorgaben von Ziehm Imaging für die Antriebstechnik waren in erster Linie deswegen so hoch, weil wegen der neuartigen Steuerungs- und Bewegungsmöglichkeiten des C-Bogens viel höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen notwendig waren. Die Dimensionen des Gesamtgeräts durften sich aber auf keinen Fall vergrößern. Da ohnehin jeder Quadratzentimeter technisches Equipment am Operationstisch stört, galt: je kleiner, desto besser. Weil die Elektronik für die neue Generation aber mehr Platz in Anspruch nahm, musste die Mechanik weichen. „Und die Hauptschwierigkeit war“, ergänzt Langguth-Konstruktionsleiter Stefan Ewert, „dass alles miteinander verzahnt war. Jeder Entwurf löste ein Problem und eröffnete prompt eine andere Baustelle.“

War die Frage nach dem Spindeldrehmoment und dessen Übertragung im Getriebe gelöst, stellte sich heraus, dass hierfür der erforderliche Motor zu groß ist. Versprach ein angepasster Hocheffizienzmotor eine Lösung, bedingte die notwendige kleine Untersetzung, dass es keinen selbsthemmenden Schneckenradsatz für die Absturzsicherung geben würde. Und für eine zusätzliche Sicherheitsbremse war schon gar kein Platz.

Doch in der Mechanik-Entwicklung tat sich am Ende doch eine Lösung auf: Entwickelt wurde ein spezielles Schnecken-Stirnrad-Modul. In der Mitte des C-Bogens mit den extremen Bauraumbeschränkungen überträgt nun eine sehr flache Stirnraduntersetzung die Motormomente sicher zur Kugelgewindespindel. Die Getriebe-, Motor- und Bremskomponenten fanden ihren Platz im Bereich des Fahrrahmens.

Allerdings war auch die ersehnte Lösung nicht ohne Tücken. Auf die Bearbeitungsqualität von so vielen hintereinandergeschalteten Verzahnungskomponenten musste besonderes Augenmerk gelegt werden, da ein Medizingerät quasi unhörbar laufen muss. Aber durch 30 Jahre Erfahrung in der Produktion von Antrieben für diese Branche wussten die Fachleue bei Langguth, wo sie ansetzen mussten.

„Und trotzdem ist am Schluss das Ganze fast noch gescheitert“, schmunzelt Geschäftsführer Ramsauer. Bei den ersten Prototypen stellte sich heraus, dass es die Motoransteuerung bei der Abwärtsbewegung im 3D-Modus nicht schaffte, an den Motoren das Bremsmoment zu erzeugen, das angesichts der bewegten Lasten und der vorgegebenen Beschleunigungsrampen notwendig gewesen wäre. „Wir haben uns dann noch mal hingesetzt mit der Aufgabe, eine einseitig wirkende Bremse zu bauen, die verschleißfrei ist, keinen Wärmestau verursacht, fast keinen Platz braucht und vor allem so gut wie nichts kostet“, erinnert sich Ramsauer. Gemeinsam erfand das Langguth-Konstruktionsteam eine einstellbare Öl-Konvektionsbremse, die diese Aufgabe auf Anhieb löste.

„Das war ein wirklich schöner Entwicklungsprozess, bei dem wir an vielen Stellen zeigen konnten, was wir können“, bestätigt Konstruktionsleiter Ewert. Letztlich sei die Grundlage des Erfolgs die gute Zusammenarbeit zwischen den Antriebsexperten und dem Medizingerätehersteller gewesen: „Wir haben uns gegenseitig angespornt und beflügelt.“ Jedes Hindernis sei gemeinsam angegangen worden.

Dass zum Schluss mit dem C-Bogen Ziehm Vision ein attraktives Produkt entstanden ist, zeigt sich in der Resonanz am Markt sowie daran, dass das Gerät mit dem Gold Stevie Award in der Kategorie Neues Produkt & Produktmanagement – Gesundheit und Pharma ausgezeichnet wurde. „Nur als kleiner mittelständischer Hersteller ist man in der Lage, an ein solches Projekt mit der notwendigen Flexibilität heranzugehen“, meint Ramsauer abschließend. „Wir sind stolz darauf, dass wir im Bereich der Antriebstechnik unseren Beitrag zum Gelingen des Gesamtprojekts leisten konnten.“

Glen Gebhardt Langguth, Nürnberg

Weitere Informationen Über den C-Bogen-Hersteller: www.ziehm-imaging.de Über den Antriebshersteller: www.langguth-antriebe.de