Reine Formsache

Blutzucker-Messgeräte, Insulinpumpen oder Geräte für die automatische Medikamentenbereitstellung gehören inzwischen fest in den Klinikalltag. Die Herausforderung bei vielen dieser mobilen Geräte liegt darin, mechanische Bewegungen mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit auf engstem Raum zu realisieren. Zudem spielt in diesen tragbaren Apparaten der Wirkungsgrad eine große Rolle, da man eine möglichst lange Lebensdauer der Batterien anstrebt. Miniaturisierte, möglichst effiziente elektrische Antriebe, die sich in das portable Gerät integrieren lassen, sind hier die Lösung.

Je nach Gerätekonzept sind dabei Formfaktor und Auslegung des Antriebsstranges Kriterien für die Wahl des elektrischen Antriebs. Dabei kommen in runden Geräten eher lange Motoren mit einem kleinen Durchmesser zum Einsatz. Andere, flach bauende Geräteformen benötigen dagegen Antriebe mit größerem Durchmesser, aber geringer Bauhöhe.

Die Sonceboz SA aus der Schweiz hat dafür eine Lösung entwickelt: Mit der Motortechnologie Slim-Line verfügt das Unternehmen über Antriebe in dieser flachen Bauform, die für die direkte Leiterplatten-Montage entwickelt wurden. Dabei standen die Erhöhung des Drehmoments und die Vereinfachung der Motorstruktur mit möglichst wenigen Komponenten im Vordergrund. Dies ermöglicht die direkte Integration von Untersetzungsgetrieben in den Motor und vereinfacht den Montageprozess.

Die patentierte Anordnung der Statorpole bewirkt eine hohe Laufruhe des Motors, je nach Ausführung im Bereich von 30 bis 40dB(A), was für den Anwendungskomfort von portablen Geräten ein entscheidender Vorteil ist. Durch die kompakte Bauform sind sogar Doppelantriebe in einem einzigen Gehäuse möglich, welche zwei Motoren und zwei Getriebe mit konzentrischem Wellenabgang umfassen. In Verbindung mit einer Linearspindel lassen sich damit beispielsweise kombinierte Anwendungen mit linearer und rotativer Bewegung auf engstem Raum verwirklichen.

Slim-Line-Motoren sind Direktantriebe, die ein relativ hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen liefern. Dadurch kommen sie ohne oder nur mit kleinen Getriebeuntersetzungen aus und ermöglichen so einen guten Gesamtwirkungsgrad der Antriebseinheit. Damit eignen sie sich besonders gut für Geräte mit Batteriespeisung. Der Kraft-/Geschwindigkeitsverlauf eines so aufgebauten Linear-Aktuators ist abhängig von der Batteriespannung. Die Statorspulen des Motors sind mit Anschlusskontakten versehen, die eine direkte Montage auf einer Leiterplatte ermöglichen. Damit entfallen fehleranfällige und teure Kabelverbindungen zwischen Motor und Steuerelektronik.

Für die Entwicklung von Antriebseinheiten für die Medizintechnik stehen bei Sonceboz neben den Motoren der Slim-Line-Familie eine breite Palette von Motor- und Aktuator-Technologien zur Verfügung. Dazu gehören Hybrid- und TinCan-Schrittmotoren, Linearaktuatoren oder BLDC-Motoren.

Aus der Tatsache, dass die Automobilindustrie einen wichtigen Teil des Umsatzes von Sonceboz ausmacht, ergeben sich für die Sparte Medizintechnik einige wichtige Vorteile: Da die Motoren und Aktuatoren oft in automobiltypisch großen Stückzahlen gefertigt werden und strenge Qualitätsanforderungen erfüllen müssen, können die Schweizer Spezialisten kostenoptimale, zuverlässige Lösungen realisieren. Diese Zuverlässigkeit ist beispielsweise im Automobil auch bei mechanischen Schocks und Vibrationen gefordert. Dabei ist die Präzision der Bewegungen, typischerweise im Hundertstel-Millimeter-Bereich, über die gesamte Lebensdauer eines Produkts einzuhalten. Gerade in tragbaren Medizin-Geräten, die auch auf den Boden fallen können, sind solche Eigenschaftenunabdingbar. Und neben den technischen Anforderungen kommt für die Medizintechnik zusätzlich die Absicherung der langfristigen Verfügbarkeit der homologierten Lösungen dazu.

Die verschiedenen Technologien sind nur ein Teil der Technologie- und Kompetenz-Matrix des Schweizer Anbieters. Zusätzlich verfügt das Unternehmen noch über das Know-How für die Entwicklung von Motoren, Mechanik und Elektronik sowie die Fertigung mit Assemblierung und Komponentenherstellung. Die gesamten Unternehmensprozesse sind dabei nach ISO 13485 zertifiziert, und auf allen Ebenen wird eine Nullfehlerstrategie verfolgt.

Das Unternehmen mit etwa 1000 Mitarbeitern versteht sich dabei in erster Linie als Entwicklungs- und Produktions-Partner für kompakte mechatronische Antriebssysteme in medizintechnischen Geräten. Für den Kunden ergibt sich damit die Möglichkeit, ein vollständiges Antriebsmodul mit einem einzigen Partner zu realisieren. Die Schnittstellenproblematik zwischen Engineering, Lieferant von Standardkomponenten und Systemintegrator tritt deshalb nicht auf. Zudem ist für die technische Integration der Lösung gesorgt.

Herbert Trummer Sonceboz, Sonceboz/Schweiz