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Ungewöhnlicher Einsatz
Gewindetechnik im Geburtssimulator
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Technische Daten:

  • Was wurde benötigt: Optimal simulierter Geburtsvorgang mit Hilfe des Geburtssimulators SIMone der 3B Scientific GmbH
  • Anforderungen: Korrosionsfreiheit, Schmier- und Wartungsfreiheit, Verschmutzung durch Gleitmittel möglich
  • Eingesetze Produkte: dryspin Trapezgewindespindel aus Edelstahl, Gewindemutter in Sonderbauform, drylin Linearachsen, individuelles Schneckenrad
     
  • Erfolg für den Kunden:  Entwicklungsleiter Swen Dressel: „Der Geburtssimulator kommt ja in sauberen Umgebungen zum Beispiel von Hörsälen und Lehrkrankenhäusern zum Einsatz. Da sind gefettete Antriebselemente nicht üblich und erwünscht, zumal sie bei der erforderlichen Reinigung des Simulators zur Verschmutzung der Kleidung führen kann.“

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Geburtssimulator

Mechatronik für das Training von Geburtshelfern

Mit dem Geburtssimulator SIMone hat die 3B Scientific GmbH ein wichtiges Hilfsmittel zum Training von Gynäkologen und Hebammen im Programm. Das mechatronische „Innenleben“ ist komplex: Kraft, Momente, Richtung und Weg, die der Geburtshelfer aufwendet, um dem Kunststoff-Fötus aus dem Mutterleib zu helfen, werden genau erfasst. Wartungs- und schmiermittelfreie Linearlager und Gewindespindeln von igus leisten einen Beitrag zum optimal simulierten Geburtsvorgang.

Geburtsvorgang wird mit „Force Feedback“-Sensorik erfasst

Die Geburt steht kurz bevor. Die Wehen sind unregelmäßig, der Blutdruck der Mutter steigt bedrohlich. Verschiedene Szenarien sind nun möglich: Medikamentengabe, Kaiserschnitt, Eingriff mit Zange oder Saugglocke… Ein erfahrener Gynäkologe oder eine gut ausgebildete Hebamme trifft in einer solchen Situation die richtigen Entscheidungen. Aber wie lernt ein Medizinstudent bei der Ausbildung zum Facharzt, was zu tun ist?

Die Antwort gibt die 3B Scientific GmbH mit dem Geburtssimulator „SIMone“. Der Nutzer des Simulators verhilft einem Kunststoff-Fötus zur Geburt, wobei verschiedene Szenarien jeweils bestimmte Vorgehensweisen verlangen. Der eigentliche Geburtsvorgang wird mit Hilfe eines „Force-Feedback“-Systems sowohl erfasst als auch vorgegeben: Der Fötus bewegt sich durch den Geburtskanal. Die integrierte Kraft-Momente-Sensorik misst die Kräfte und die Richtungen, mit denen der Geburtshelfer das Baby ans Licht der Welt befördert und zeigt auf dem Bildschirm neben medizinischen Daten wie Blutdruck auch diese Istwerte im Vergleich zu den als optimal angesehenen Sollwerten an – in Echtzeit. Dabei sind Atemgeräusche und Schmerzäußerungen der Mutter ebenso hörbar wie die Herztöne des Kindes. Auch die Wirkung von Medikamenten wie Paracetamol oder Wehentropf werden simuliert und die Lage des Kindes im Becken wird in 3D-Ansicht auf den Bildschirm dargestellt.
 
Für den Laien ist dieser Vorgang faszinierend, für den Geburtshelfer höchst lehrreich. Die 3B Scientific GmbH hat mit SIMone eine echte Innovation im Programm und den werdenden Müttern sowie ganz allgemein der Geburtshilfe einen guten Dienst erwiesen. Ein Beispiel von vielen: In der Hebammenausbildung auf Kuba gehört SIMone zur Standard-Ausrüstung und das kubanische Gesundheitsministerium nennt den Einsatz des Simulators als einen der Gründe für die extrem niedrige Geburtensterblichkeit im Land.

Geburtssimulator
dryspin Technologie

drylin Linearlager statt Kugelumlaufführung

Auf der mechanischen Seite war noch Optimierungsarbeit nötig – insbesondere an der Linearachse, die den Weg durch den Geburtskanal vorgibt. Swen Dressel, Leiter Forschung & Entwicklung: „Hier war eine Kugelumlaufführung vorgesehen, die aber regelmäßig gereinigt werden musste, weil das Gleitmittel, das zur Simulation des Geburtsvorgangs nötig ist, in die Einheit tropft. Wird es dort nicht entfernt, korrodiert die Einheit.“ Da die Anwender die entsprechenden Wartungshinweise nicht immer beachteten, kam es hin und wieder zu Ausfällen.
 
Deshalb suchten die Entwickler nach einer Alternative – und fanden sie mit dem drylin System von igus. Diese Linearachsen nutzen eine Gleitpaarung von hartanodisierten Führungsschienen und Laufbuchsen aus dem verschleißfesten Hochleistungskunststoff iglidur mit inkorporiertem Schmierstoff. Sie kommen also ohne Schmierung aus, und Verschmutzung durch Gleitmittel beeinträchtigt ihre Funktion nicht.

Weitere Antriebselemente wurden substituiert

Diese Lösung bewährt sich nun zur vollen Zufriedenheit der Entwickler – und führte dazu, dass weitere Bauelemente durch igus Lager substituiert wurden. Swen Dressel: „Für die translatorische Positionierung des Fötus nutzen wir jetzt einen Antriebsstab, der aus einer igus Gewindespindel und einer Backlash-Gewindemutter besteht.“

Die dryspin Gewindetechnik basiert auf dem Prinzip der schmier- und wartungsfreien Lineartechnik. Die auf Kunststoffmutter und Spindel abgestimmten Eigenschaften und Geometrien unserer Gewindetechnik garantieren Wirkungsgrade bis zu 82 % und eine bis zu 30 % höhere Lebensdauer als herkömmliche Gewindetriebe.
 
Ersetzt wurde auch das Schneckenrad am Force Feedback-Sensor, das die Drehung des Fötus bewirkt und ursprünglich aus Messing hergestellt wurde. „Dieses Bauteil mussten wir noch aufwändig bearbeiten. Jetzt beziehen wir von igus ein einbaufertiges Zeichnungsteil aus iglidur, das sich bestens bewährt.“

Geburtssimulator
Gunda Automatisierungslösung

Fazit: Wartungsfreiheit und Kostenersparnis

Dadurch ist der gesamte Geburtssimulator jetzt wartungsfrei. Das bringt Vorteile für den Hersteller und die Anwender, die zusätzlich davon profitieren, dass die beweglichen Komponenten nicht mehr gefettet werden müssen. Swen Dressel: „Der Geburtssimulator kommt ja in sauberen Umgebungen zum Beispiel von Hörsälen und Lehrkrankenhäusern zum Einsatz. Da sind gefettete Antriebselemente nicht üblich und erwünscht, zumal sie bei der erforderlichen Reinigung des Simulators zur Verschmutzung der Kleidung führen kann.“


Eingesetzte Produkte

Gewindespindel

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Gewindemutter

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