Zusammenarbeit in der Medizintechnik

Tomograph auf Schienen

Schaeffler und Siemens Healthcare haben ein Fahrsystem für Computertomographen, sogenannten Sliding Gantries vorgestellt: Das Konzept bietet vielseitige Vorteile und neue Möglichkeiten, beispielsweise die Nutzung des Tomographen in mehreren Räumen. Die mechatronische Systemlösung ist entsprechend übertragbar und lässt sich für die Anwendung in vielen Krankenhäusern auf unterschiedliche Decken- oder Bodenhöhen, Raumbreiten und Führungslängen anpassen.

Die mechatronische Linearsystemlösung von Schaeffler wurde speziell für das Siemens Sliding Gantry Fahrsystem für Computertomographen entworfen. (Bild: Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG)

Die mechatronische Linearsystemlösung von Schaeffler wurde speziell für das Siemens Sliding Gantry Fahrsystem für Computertomographen entworfen. (Bild: Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG)


Dr. Christoph Dickmann von Siemens Healthcare beschrieb die Grundidee der Sliding Gantry so: „Während bei einem Computertomographen normalerweise der Patient mit der Liege durch das Gerät fährt, bewegt sich beim Sliding Gantry CT das Gerät während der Bildgebung über den Patienten, der auf einem fest eingestellten Tisch liegt, z.B. bei einer Operation.“ Das ermöglicht neue Nutzungsmöglichkeiten, besonders für die therapeutische Bildgebung. Darüber hinaus kann das CT in zwei Räumen mit zwei ortsfesten Patientenliegen eingesetzt werden, zwischen denen der Scanner verfahren werden kann. Prof. Dr. Reith vom Universitätsklinikum des Saarlandes ergänzt: „Die Sliding Gantry ermöglicht es in dieser Form das erste Mal, einen einzigen Tomographen abwechselnd in zwei Zimmern einzusetzen.“ So lässt sich der Durchsatz erhöhen und für Notfälle steht jederzeit ein Schock- bzw. Interventionsraum mit CT bereit.

Partner in der Entwicklung

Bei der Entwicklung des Fahrsystems für Computertomographen brachten beide Unternehmen ihre Kompetenz ein: Siemens Healthcare konzentrierte sich auf CT-Gerät, Bildgebung und Scanner-Steuerung, und Schaeffler auf die Mechantronische Linearsystemlösung beim Fahrsystem. Die steckerfertige mechatronische Umsetzung umfasst u.a. die Lineartechnik, als auch die Antriebsregler sowie die Sicherheitstechnik gemäß SIL2 und IEC61508. Dazu erklärte Henning Dombek, Leiter Systemlösungen bei Schaeffler Lineartechnik: „Mit der Übertragung der gesamten Lineartechnik an Schaeffler ging auch die Komplexität der dreidimensionalen Raumanpassung der Gantry in den Krankenhäusern in unsere Verantwortung über, wie beispielsweise die Längenvariabilität am Boden und an der Decke, die Anpassung an die Deckenhöhe und an den Bodenaufbau sowie die teleskopierbare Kabelsäule in mehreren Ausführungen.“ Ziel der beiden Entwickler-Teams war ein Komplettpaket für die Sliding Gantry, das die Logistik für Siemens und für den Projektleiter möglichst einfach machen sollte. Siemens entschied sich dafür, die an individuelle Endkundenverhältnisse angepasste Lineartechnik und Kabelführungen bei Schaeffler in Homburg komplett aufbauen und testen zu lassen. Anschließend wird das Fahrsystem verpackt und zu Siemens Healthcare nach Forchheim versandt.

Spagat zwischen Serie und Stückzahl 1

Innerhalb nur eines Jahres entwickelten die Ingenieure von Schaeffler und Siemens gemeinsam die Sliding Gantry. Die Besonderheit bei diesem Projekt bestand darin, dass jedes CT-Fahrsystem für sich ein individuelles Einzelstück darstellt – generiert aus einem Serien-Baukasten mit 1.600 möglichen Varianten. Für Schaeffler Lineartechnik ergab sich die Herausforderung, trotz der hohen Varianz, dem Umfeld einer Baustelle und dem gesteckten Kostenrahmen eine Serienlösung zu entwickeln. Entsprechend ist das Komplettsystem aus Elementen des Schaeffler-Baukastens zusammengesetzt, die alle auch einzeln erhältlich sind. Der Linearantrieb selbst basiert auf Servotechnik und erzeugt die Linearbewegung über Laufrolle und Zahnstange. Je nach Bedarf kann es sein, dass ein stärkerer Motor, ein größerer Regler oder eine andere Getriebeübersetzung erforderlich ist, an der mechatronischen Antriebsarchitektur müssen aber keine Änderungen vorgenommen werden. „Am Schaeffler-Standort in Homburg haben wir beste Voraussetzungen, solch komplexe Projekte zu realisieren. Hier verfügen wir über das notwendige Know-how in allen Bereichen, angefangen von der Produktentwicklung, der Validierung, über den Einkauf, den Customer Service, dem Supply Chain Management bis zur Produktion vor Ort“, so Ralf Moseberg, Geschäftsleitung Lineartechnik. Die konstruktive aber auch logistische Aufteilung in das Kernprodukt des Maschinenherstellers und in ein funktionsfertiges Linearsystem ist auch ein Modell für andere Maschinentypen, die erst beim Endkunden komplett aufgebaut werden können. Es entlastet den Maschinenhersteller von der Handhabung, Vormontage und Einstellung der Linearsystemkomponenten im eigenen Werk, entlastet den Warenein- und -ausgang und vereinfacht den Versand. Für den Projektleiter vor Ort reduziert sich die Logistik – er kann sich auf einen termingerechten Aufbau der vormontierten Subsysteme konzentrieren.

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