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Antriebe für ein Leben in Bewegung

Bild 1. Der Armtrainer Bi-Manu-Track unterstützt eine schnelle Verbesserung der motorischen Funktionen bei Schlaganfallpatienten

Bild 2. Das Planetengetriebe Performax 52.2 mit DC-Motor und Geber

Nach einem Schlaganfall sind Lähmungen oft so schwer, dass die Betroffenen beispielsweise ihre Arme nicht mehr selbstständig bewegen können. Aus diesem Grunde werden heute zur Effizienzsteigerung des Therapieverlaufs vermehrt computergestützte Geräte eingesetzt. Diese erfordern zuverlässige Komponenten mit intelligenter Technik. Nach diesen Vorgaben wurde für den Armtrainer Bi-Manu-Track das Planetengetriebe Performax 52.2 entwickelt.

Schädigungen des zentralen und peripheren Nervensystems können oft schwere gesundheitliche Folgen nach sich ziehen. Die Rehabilitationszeit, die Betroffene anschließend in Anspruch nehmen können, ist begrenzt. Da für einzelne Funktionen des Bewegungsapparats während der Therapie nicht viel Zeit vorhanden ist, kann beispielsweise an dieser Stelle die computergestützte Armrehabilitation unterstützend bei der Wiederherstellung der motorischen Funktionen eingreifen.
Die technisch hochwertigen Geräte können aber nur dann erfolgreich die Rehabilitationszeit verkürzen, wenn die darin enthaltenen Komponenten absolut sicher und zuverlässig funktionieren. So richtet Zeitlauf seine Antriebe stets nach den Qualitätsanforderungen in der Medizintechnik aus. Maßgeschneiderte Getriebetechnik und eine auf die technischen Anforderungen des Geräts angepasste Systemlösung sorgen zum Beispiel beim Armtrainer Bi-Manu-Track von Reha-Stim für Therapieerfolge.
Der Armtrainer kommt auf dem Gebiet der repetitiven Therapie bei Schlaganfallpatienten zum Einsatz, deren motorische Hirnfunktionen wiederhergestellt werden sollen. Das Therapiegerät ist darauf ausgerichtet, die Arm-Hand-Funktion gezielt zu verbessern. Die Betroffenen können so selbstständig Einfluss auf die Intensität der eigenen Therapie nehmen und eine nachweisliche Spastikminderung bewirken (Bild 1).

Effiziente Antriebe
Die Medizintechnik ist in Deutschland durch qualitativ hochwertige Entwicklungen gekennzeichnet. Das hat auch stetig steigende Anforderungen an Antriebslösungen zur Folge. So sehen die aktuellen Trends der Medizinindustrie nicht nur kleinere und zuverlässigere, sondern auch intelligentere und effizientere Antriebe vor. Mit leistungsfähigen Getrieben ist der Technologieexperte Zeitlauf ein entscheidender Teil dieses innovativen Prozesses. Als zuverlässiger Partner beliefert das Unternehmen Hersteller von medizinisch-technischen Geräten, zum Beispiel mit dem Planetengetriebe Performax 52.2 mit DC-Motor und Geber (Bild 2).
Diese Einheit mit einer Lebensdauer von ca. 5 000 h findet sich im Armtrainer Bi-Manu-Track wieder. Das Planetengetriebe ist dabei auf die motorische Unterstützung des schwächeren Arms ausgelegt. Durch vereinfachte Bewegungen werden selektierte Nervenreize aktiviert, die dem Gehirn die Zuordnung zu den geläufigen Funktionen ermöglichen – sozusagen aus der Zeit vor dem Schlaganfall.

Besondere Anforderungen durch Lastumkehr
Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung der Antriebstechnik im Bi-Manu-Track bestand in den unbekannten Momenten, die auf den Antrieb wirken. In der „Motion Control“ geht es meist um die Ansteuerung eines auf die typische Last ausgelegten Motors. Die Lastumkehr durch die Einspeisung einer aktiven Kraft kann in der Praxis häufig vernachlässigt werden. Beim Armtrainer allerdings musste berücksichtigt werden, dass die Momente einer spastischen Hand ein Vielfaches dessen betragen können, was der Motor im Normalbetrieb zu leisten hat. Diese komplexe Anforderung eines hohen Drehmoments war nur mit dem Planetengetriebe Performax 52.2 umsetzbar.
Dieses zweistufige Planetengetriebe hat eine Untersetzung von 1:21,25 und einen Wirkungsgrad von mehr als 81 %. Aufgrund des hohen Wirkungsgrads wird weniger elektrische Energie aufgewendet als dies bei herkömmlichen Antrieben der Fall ist. Das Getriebe zeichnet sich auch durch einen kompakten Bauraum aus. Zur Geräuschreduzierung sind sowohl die Planetenräder als auch das Hohlrad der ersten Stufe aus Kunststoff gefertigt und schräg verzahnt, wobei das Hohlrad von einem Zink-Druckguss-Gehäuse aufgenommen wird. Diese Werkstoffe helfen durch ihre guten Dämpfungseigenschaften Geräusch erzeugende Schwingungen zu minimieren, was für einen leisen Therapiebetrieb sorgt.

Moderne Therapie
Mit dem Bi-Manu-Track kann der Patient Einheiten zur Supination/Pronation (Drehung) des Unterarms genauso einfach umsetzen, wie Übungen zur Flexion/Extension (Beugung bzw. Streckung) des Handgelenks. Dank der Möglichkeit, alle Übungen spiegelbildlich oder symmetrisch auszuführen, eröffnet der Armtrainer ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten. Er spricht gezielt beide Seiten des menschlichen Bewegungsapparats an. Verloren gegangene Bewegungsabläufe werden mithilfe der gesunden Seite reanimiert. Der Armtrainer vereint moderne Therapie mit neuen Rehabilitationsmethoden und Technologien.

Der Beitrag als ppdf

Autor: Friedrich Obermeyer ist als Leiter Forschung und Entwicklung für die Zeitlauf GmbH Antriebstechnik & Co. KG in Lauf an der Pegnitz tätig.