C-Bogen ZiehmVision, Bild: Ziehm Imaging

Der C-Bogen ZiehmVision RFD-3D. Ein mobiles Röntgengerät, bei dem Röntgenquelle und Röntgendetektor durch ein C-förmiges Gestell fest miteinander verbunden sind. Bild: Ziehm Imaging

Seit über 40 Jahren hat sich Ziehm Imaging auf mobile Röntgenbildgebung spezialisiert, Schwerpunkte der Entwicklungsabteilung liegen auf intraoperativer Bildgebung und innovativen Röntgenverfahren. 1983 produzierte und vertrieb das Unternehmen seinen ersten C-Bogen. Die Bezeichnung beruht auf einem bestimmten Bautyp mobiler Röntgengeräte, bei denen die Röntgenquelle und der Röntgendetektor durch ein verfahrbares, C-förmiges Gestell fest miteinander verbunden sind. Dieser Aufbau ermöglicht es, die Röntgeneinheiten sehr flexibel über den betreffenden Körperzonen des Patienten zu positionieren.

Für die neueste Generation seiner mobilen C-Bögen der „Vision“-Geräteklasse hat der Hersteller neuartige Steuerungs- und Bewegungsmöglichkeiten vorgesehen, die deutlich höhere Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen als bei den älteren Geräten erforderten – und den Antriebslieferanten Langguth vor beträchtliche Herausforderungen stellten: Denn während die neue Elektronik mehr Platz in Anspruch nahm und die Last deutlich erhöhte, durften die Abmessungen des Gerätefußes, in dem der Hubsäulenantrieb untergebracht ist, nicht größer als bei den älteren Modellen ausfallen.

Kleiner Hubantrieb mit mehr Leistung

Sicherheitskugelgewindetrieb Hiwin, Bild: Ziehm Imaging
Für den Hubsäulenantrieb ließ Langguth von Hiwin einen Sicherheitskugelgewindetrieb mit gerollter Spindel fertigen. Bild: Ziehm Imaging

Deshalb musste es den Konstrukteuren von Langguth gelingen, einen deutlich leistungsfähigeren Hubantrieb ohne erhöhten Platzbedarf in das Gehäuse des Medizingeräts zu integrieren. Da C-Bögen im klinischen Routinebetrieb – insbesondere auch in kritischen OP-Situationen – zuverlässig funktionieren müssen, galt es zudem, mögliche Ausfallrisiken zu minimieren. Doch nicht nur Robustheit und hohe Lebensdauer der Produkte spielten eine Rolle, sondern auch die Leichtgängigkeit der mechanischen Komponenten, von der die möglichst platzsparende Dimensionierung des Motors abhing. Das galt natürlich auch für das sprichwörtlich tragende Element der Hubsäule – die Gewindespindel, mit der der C-Bogen vertikal verfahren wird und die sein gesamtes Gewicht aufnimmt.

Für die Wahl einer geeigneten Spindel spielten zwei Faktoren eine wichtige Rolle, die jedoch prinzipbedingt im Widerspruch zueinander standen: So war für eine kleine Motordimensionierung ein möglichst hoher Wirkungsgrad der Spindel unabdingbar. Dem stand gegenüber, dass Spindeln mit hohem Wirkungsgrad nur eine geringe Selbsthemmung aufweisen.

Sicherheitsmutter, Bild: Ziehm Imaging
Die speziell gesicherte Kugelgewindemutter von Hiwin besteht aus einer Kugelgewindeeinheit mit integrierter Kugelrückführung sowie einer Sicherheitseinheit (links). Vergrößert sich das Axialspiel der Sicherheitsmutter, kommt das Gewinde der Sicherheitseinheit der Mutter mit dem Spindelgewinde in Kontakt. Bild: Ziehm Imaging

„Die einfachste Lösung wäre es gewesen, den Hubantrieb mit einer Trapezgewindespindel zu realisieren, die über ein
Schneckengewinde vom Motor angetrieben wird“, erläutert Gernot Ramsauer, Geschäftsführer von Langguth. „Durch die Selbsthemmung hätte sich die Notwendigkeit eines zusätzlichen Bremsmechanismus‘ von selbst erledigt.“ Aber der mittelmäßige Wirkungsgrad einer Trapezgewindespindel hätte einen größeren Antrieb erfordert – eine Option, die aufgrund des begrenzten Bauraums nicht in Frage kam. „Die Anforderung, höhere Antriebsleistungen in reduziertem Einbauraum zu realisieren, brachte uns nicht nur zum Schwitzen, sondern auch an die Grenze des technisch Machbaren“, resümiert Ramsauer. Zunächst galt es deshalb, einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, der nur durch die Wahl einer Kugelgewindespindel erreichbar war.