+++ Exklusiver Fachartikel +++ 03.05.2021, 15:38 Uhr

Direkt am Herzschlag

Belastungs-EKGs sind ein wichtiges Mittel zur Diagnose von Herz-Kreislauferkrankungen. Für spezielle Ultraschalluntersuchungen hat die Ergoline GmbH ein sogenanntes Kipp-Liege-Ergometer entworfen. Zur konstruktiven Umsetzung der Lagerung der Höhen- und Kippverstellung, gab es definierte Anforderungen an die verwendeten Gleitlager. Der Werkstoff musste einerseits den hohen Belastungen standhalten und anderseits den Hygineanforderungen der Medizintechnik genügen. Fündig wurden die Ergoline-Konstrukteure bei Igus. Entscheidend für die Auswahl der Lager war außer deren Eigenschaften auch ein neuer Service, der das sehr schnelle Liefern von Sonder-Spritzgussteilen ermöglicht.

Bild 1: Das Liege-Ergometer Ergoselect 1200 ist für die Diagnostik des Herzens entwickelt worden. Bild: Ergoline GmbH

Bild 1: Das Liege-Ergometer Ergoselect 1200 ist für die Diagnostik des Herzens entwickelt worden. Bild: Ergoline GmbH

Ergometer sind nicht nur in Fitnessstudios oder als Heimtrainer bei Sporttreibenden beliebt, sondern kommen im Bereich der Medizintechnik zur Diagnose von Herzerkrankungen zum Einsatz. Einer ihrer führenden Hersteller ist die Ergoline GmbH. Sie setzt in ihrem Kipp-Liege-Ergometer auf hochverschleißfeste und schmiermittelfreie Iglidur-Kunststoffgleitlager in einer speziellen Sonderabmessung. Damit das Unternehmen schnell die Produktion seiner neuen Serie beginnen konnte, nutzte sie den kostengünstigen Fast-Line-Spritzguss-Service von Igus. Bereits innerhalb von vier Tagen war das entsprechende Werkzeug gefertigt, der Spritzguss angelaufen und die ersten Gleitlager beim Kunden.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind laut RKI die führende Krankheit in Deutschland und verursachen etwa 40 % aller Sterbefälle. Vor allem Menschen ab 60 Jahren sind davon betroffen. Eine der wichtigen Untersuchungen zur Diagnostik dieser Erkrankungen und zur Kontrolle einer eingeleiteten Therapie stellt dabei die Durchführung eines Belastungs-EKGs dar. Für die reproduzierbare Belastung der Patienten werden dazu medizinische Ergometer eingesetzt.

Kippfunktion unterstützt Ultraschall des Herzens

Führend in der Herstellung dieser Ergometer ist die Ergoline GmbH aus Bitz bei Albstadt. Das Unternehmen ist seit mehr als 30 Jahren auf die Produktion von qualitativ hochwertigen medizinischen Ergometern in unterschiedlichsten Ausführungen spezialisiert. Über 60.000 Ergometer hat Ergoline bereits weltweit zum Einsatz gebracht, und das mit Erfolg. Das Unternehmen stellt einerseits Geräte her, die für die kardiale Diagnostik zum Einsatz kommen (zum Beispiel zum Durchführen von Belastung-EKGs in Kliniken und Arztpraxen), andererseits entwickelt der Spezialist Geräte und Software für das Training und die Überwachung von Patienten in der kardiologischen Rehabilitation, etwa nach einem Herzinfarkt oder einer Bypassoperation. „Diese Systeme finden sich insbesondere in Rehakliniken und sportmedizinischen Zentren“, so Dominik Huber, Leiter Konstruktion bei der Ergoline GmbH. Dabei müssen alle Komponenten – wie die verbauten Gleitlager – langlebig sein und unterschiedlichsten Belastungen wie Beschleunigungen und hohem Gewicht standhalten.

Eines der Spezialgeräte, die die ergoline GmbH herstellt, ist das Modell ergoselect 1200 (Bild 1). Dieses Kipp-Liege-Ergometer ist für eine spezielle Untersuchung des Herzens entwickelt worden: die dynamische Stressechokardiografie. Horizontal und seitlich lässt sich der Neigungswinkel des Gerätes zwischen 0 und 45° elektrisch einstellen. Dadurch werden spezielle Ultraschalluntersuchungen des Herzens während einer ergometrischen Belastung des Patienten ermöglicht (Bild 2).

Bild 2: Aufgrund der Kippfunktion des Ergometers kann auch das Herz mit Ultraschall untersucht werden. Bild: Ergoline GmbH

Lebensdauerrechner hilft bei der Werkstoffsuche

Speziell für die Lagerung der Höhen- und der Kippverstellung war Huber auf der Suche nach einem passenden Gleitlager. „Mit iglidur P210 konnten wir schnell das richtige Material für die Anwendung ausmachen“, erinnert sich Benjamin Haupt, technischer Verkaufsberater bei der Igus GmbH.

Bild 3: Die iglidur P210-Gleitlager von Igus sorgen für eine sichere schmiermittelfreie Höhen- und Kippverstellung. Bild: Ergoline GmbH

Der Werkstoff eignet sich dabei besonders für schwenkende Bewegungen auf verschiedenen Wellenmaterialien. Gerade bei Lasten bis zu 20 MPa ist er extrem verschleißfest, und auch bei Kantenbelastungen ist er gut geeignet. Aufgrund des Verzichts auf externe Schmiermittel kommt das Kunststofflager den hohen Anforderungen nach Hygiene in der Medizintechnik nach. In der Ergometeranwendung besitzt Iglidur P210 die höchste Lebensdauer, das zeigt auch die Lebensdauerberechnung, die Igus mithilfe eines kostenlosen Rechners seinen Kunden anbietet. Dazu betreibt Igus in Köln ein 3.800 m2 großes Testlabor. Alle Testergebnisse werden in den Igus Online Tools genutzt, um Aussagen zu der Lebensdauer der Produkte in den unterschiedlichen Anwendungen zu machen.

Kostengünstige Serienteile aus dem Spritzguss

Die ausgewählten Lager aus dem Katalog hatten aufgrund von Änderungen an der Welle zu viel Lagerspiel, ergo war eine andere Lösung gefragt. „Da die Produktion in den Startlöchern stand, entschieden wir uns zunächst dazu, eine kleine Anzahl der Teile aus einem Halbzeug zu drehen“, erläutert Huber.

„Sechs Wochen für ein reguläres Werkzeug waren uns zu lang.“ Dominik Huber, Leiter Konstruktion bei der Ergoline GmbH

Für die Serienproduktion musste es jedoch noch schneller gehen. „Sechs Wochen für ein reguläres Werkzeug waren uns zu lang, dauerhaft Lager aus Halbzeug drehen zu aufwendig und zu teuer“, hält der Konstrukteur fest. Igus bot dem Kunden seinen FastLine-Service an. „Durch die Investition in unseren Werkzeugbau mit einer eigenen Fertigungslinie für Rundteile mit moderner CNC-Technik konnten wir für ergoline innerhalb kürzester Zeit Gleitlager in einer Sonderform herstellen“, erklärt Haupt. Von der Bestellung bis zur Lieferung vergingen gerade einmal vier Tage. „Besonders überrascht waren wir von dem günstigen Preis. Wir hätten mit einer dreifach höheren Summe gerechnet. Das hat uns natürlich sehr gefreut und gibt uns in der Konstruktion die Möglichkeit, flexibel arbeiten zu können“, ergänzt Huber.

Gemeinsam wirtschaftliche Lösungen finden

Die Gleitlager in Sondergröße werden in die Lagerstelle eingepresst (Bild 4)und ermöglichen ein zuverlässiges und sicheres Verstellen des Ergometers, auch bei dynamischen Kräften von bis zu 1,3 Tonnen.

Bild 4: Die Gleitlager in Sondergröße werden in die Lagerstelle eingepresst und ermöglichen ein zuverlässiges und sicheres Verstellen des Ergometers. Bild: Ergoline GmbH

Nicht nur aus wirtschaftlicher, auch aus technischer Sicht konnten die Lager den Anwender überzeugen. Die Igus Werkstoffe besitzen inkorporierte Festschmierstoffe, sodass keine externe Schmierung oder Wartung vonnöten ist. Die Polymerlager sind leicht, frei von Rost, staub- und schmutzunempfindlich. Damit eignen sie sich optimal für den Einsatz in Ergometern. Seit 13 Jahren vertraut die Ergoline GmbH auf die Igus Motion Plastics und hat bereits mehrere Tausende Kunststofflager in seinen Geräten verbaut. „Auch in anderen Ergometermodellen setzen wir neben den Gleitlagern auf weitere Igus Produkte. So kommen zum Beispiel Drylin W-Linearführungen für die Sitzverstellung in dem Sitz-Ergometer Ergoselect 600 zum Einsatz. Wir schätzen die langjährige Zusammenarbeit mit dem gemeinsamen Ziel: die Lösung zu finden, die technisch und wirtschaftlich am besten passt.“

 

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