Bei Anwendungen in der Medizintechnik, speziell in der Beatmungstechnik, ist die Zuverlässigkeit der Aktuatoren das entscheidende Kriterium – ein Ausfall des Aktuators könnte für den Patienten lebensgefährlich sein. Deshalb optimiert die englische Firma Geeplus, die als Marktführer für Ventilaktuatoren in Beatmungsgeräten gilt, immer wieder die technologischen Aspekte und investiert in die entsprechenden kritischen Fertigungs- und Prüfprozesse.

Voice-Coil-Aktuatoren oder auch Tauchspulenaktuatoren arbeiten nach dem Lorentz-Kraft-Prinzip und sind dadurch bidirektional aktiv ansteuerbar. Ihre extrem geringe Hysterese bei der Kraftentwicklung, ihre gute Steuerbarkeit und Dynamik machen Voice-Coil-Aktuatoren von Haus aus zum technologisch idealen Antrieb als Ventilaktuator, z.B. in Beatmungsgeräten oder in Analysegeräten.

Geeplus hat schon seit einigen Jahren die Erhöhung der Zuverlässigkeit der Voice-Coil-Aktuatoren ins Zentrum der eigenen Entwicklungsarbeit gestellt, um die Anforderungen in der Medizintechnik bestmöglich erfüllen zu können. Als erstes Ergebnis wurde die Flex-Circuit-Technologie eingeführt, d.h. die zuverlässige elektrische Anbindung der Spule an die Außenwelt, die sich bereits in vielen Anwendungen bewährt hat. Für die Baugröße VM38 wurde erstmals ein neuer Kugellagerring entwickelt, mit dem die Welle praktisch reibungsfrei bewegt werden kann. Mit dieser neuen Linearführung werden beste Laufeigenschaften erreicht. Gleichzeitig erhöht sich damit die Lebensdauer, die von Geeplus im gesamten Aktuator auf mehr als 100 Millionen Zyklen getestet wurde.

Aktuell wurde von Geeplus ein neues Verfahren zur radialen Magnetisierung von Ringmagneten entwickelt. Mit der Montage nur eines Magneten in Ringform anstelle von mehreren Magnet-Segmenten konnte die Gleichförmigkeit des Magnetfelds spürbar verbessert werden, was zu einer weiteren Erhöhung der Kraftdichte und Kraftkonstanz führt; die einfachere Montage und die besser definierte Oberfläche im Luftspalt führen zu einer Reduzierung von mechanischen Toleranzen und helfen dabei, mechanische Ausfälle zu vermeiden. Zusätzlich verbessert das konstantere Magnetfeld die Präzision in der Ansteuerung und damit die Hysterese; speziell für Beatmungsgeräte bietet das besondere Vorteile und erhöht den Beatmungskomfort für den Patienten spürbar.

Zuletzt wurde die Fertigung der Spule optimiert; im neuen Fertigungsverfahren werden die Spulen freitragend gewickelt und dann mit Kunststoff umspritzt. Dies führt mechanisch zu einer verbesserten Formtreue und Stabilität der Spule und verbessert gleichzeitig die Effizienz durch eine bessere Wärmeübertragung aus der Spule in den Magnetpott.

Alle Maßnahmen zusammen dienen der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Voice-Coil-Aktuatoren und helfen dadurch, eine zentrale Anforderung in medizinischen Geräten aber auch industriellen Anwendungen zu erfüllen.

Pressemitteilung PR05/2018

Pressebild PR05/2018