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Patientenwohl im Fokus

Wie Kunststoff-Gleitlager ein Prothesengelenk verbessern
Weiterentwicklung sichert Qualitätsstandard

Die Otto Bock Health Care GmbH, ein weltweit führender Anbieter von Orthopädietechnik, bietet seit fast 90 Jahren qualitativ hochwertige sowie technologisch ausgereifte Produkte und Dienstleistungen für Menschen mit eingeschränkter Beweglichkeit. Durch den Verbau von iglidur® Gleitlagern anstelle von Nadel- und Bronzegleitlager konnte die Kniegelenkprothese „3R60 EBS“ (EBS: Ergonomic Balanced Stride – elastische Beugesicherung) weiterentwickelt werden. Die metallischen Maschinenelemente erwiesen sich als anfällig gegen Staub und Schmutz und entwickelten bei zunehmendem Spiel störende Geräusche sowie Passungsrost bei kleinen Schwenkbewegungen. Letzteres kann durch Blockade der Achsen zur Gefährdung des Prothesenträgers führen. Herausforderung beim Verbessern der Konstruktion: Die ausgetauschten Lager müssen wartungs- sowie spielfrei arbeiten und dürfen nur einen geringen Verschleiß aufweisen. Außerdem sollen sie geräuscharm laufen, Stöße dämpfen und dabei ein gutes Preis- Leistungsverhältnis haben.
An allen Lagerpunkten des künstlichen Kniegelenkes befinden sich nun die Gleitlager des Typs W300 und iglidur® Q.

Kniegelenkprothese - Otto Bock Health Care GmbH, Duderstadt

"EBS"-Kniegelenk

 
Dauerläufer für hohe Standzeiten

Alle Vertreter der iglidur® W300-Familie sorgen für besonders hohe Standzeiten, niedrige Reibwerte und extrem hohe Abriebfestigkeit. Sie eignen sich auch für weiche Wellen und widerstehen Chemikalien. iglidur® W300 zeigt trotz hoher Elastizität eine sehr hohe Druckfestigkeit. Unter der maximal zulässigen Belastung von 60 MPa beträgt die Verformung bei Raumtemperatur weniger als 3 Prozent. Die Reibwerte steigen auch bei höheren Gleitgeschwindigkeiten nicht an. Deshalb lassen sich gegenüber anderen Werkstoffen etwas höhere Gleitgeschwindigkeiten erzielen, zum Beispiel bis zu 1,5 m/s rotierend und bis zu 5 m/s linear. Durch die außergewöhnliche Verschleißfestigkeit bleibt der Lagerverschleiß auch bei längerem Einsatz mit hohen Geschwindigkeiten niedrig. Dies gilt besonders für gehärtete, nicht zu glatte Wellen.
Die Gleitreibwerte von iglidur® W300 gehen mit steigender Belastung zurück. Im Trockenlauf gegen Stahl (Cf53) reduzieren sie sich allein bei Belastungen zwischen 0,5 und 3,5 MPa um rund 25 Prozent. Anders als bei den anderen iglidur® Werkstoffen bleibt der Reibwert auch bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten konstant niedrig. Reibung und Verschleiß hängen aber auch in hohem Maße vom Gegenlaufpartner ab. Zu glatte Wellen erhöhen sowohl den Reibwert als auch den Verschleiß der Lager. Darüber hinaus können glatte Wellen zu Ruckgleiten führen (Stick-Slip). Negativer Effekt ist hier meist Quietschen. Für niedrigste Reibwerte mit iglidur® W300 sollten die Oberflächen also nicht zu glatt sein.

Diese Gleitlager gelten unter igus® Produkten als die  
Fit für hohe Belastungen

Sind sehr hohe Belastungen gegeben, empfehlen sich iglidur® Q Gleitlager. Sie wurden speziell für Extrembelastungen entwickelt. Unter hohen Belastungen gehört dieses Material zu den Werkstoffen, die mit Abstand die beste Verschleißfestigkeit unter den iglidur® Werkstoffen aufweisen.
Ab einer radialen Belastung von 25 MPa übertreffen sie sogar Gleitlager aus dem hoch abriebfesten iglidur® W300. Spezielle, im Material extrem fein verteilte Festschmierstoffe sorgen dafür, dass wartungsfreier Trockenlauf bei jeder Belastung gewährleistet ist. Unter der maximal zulässigen Belastung von 100 mPa beträgt die elastische Verformung bei Raumtemperatur weniger als 3 Prozent. Zwar zeigen iglidur® Q-Produkte die größten Vorteile bei hohen Belastungen und niedrigen Geschwindigkeiten. Auf Grund ihrer hervorragenden Reibwerte sind jedoch auch hohe Gleitgeschwindigkeiten möglich.
Gleitlager aus iglidur® Q behalten ihre hervorragende Verschleißfestigkeit auch bei hohen Temperaturen. Die obere langzeitige Anwendungstemperatur liegt bei 135 °C. Gleichzeitig übertrifft iglidur® Q viele trocken laufende Kunststoffgleitlager, die mit steigenden Belastungen sinkende Reibwerte aufweisen.

Fazit
Die Prothese ist nun leichter und leichtgängiger. Der Patient muss nun viel seltener zum Orthopädenmechaniker.

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