Praxisberichte

Kompakte Elektroantriebe für Rollstühle

Reibwerterhöhung für mehr Dynamik, Belastbarkeit und kompakte Bauform

Mit dem Einsatz von reibwerterhöhenden Folien hat Alber das Drehmoment seiner Zusatzantriebe für Rollstühle entscheidend steigern können. Die Folien hatten dabei zuvor härtesten Belastungstests standgehalten.

Wahrheit oder Legende…?

… eindeutig Wahrheit, hört man von denen, die es wissen müssen. So ist es fester Bestandteil der Firmenhistorie, dass es Alber in heutiger Form deshalb gibt, weil sich Firmengründer Ulrich Alber einst dauerhaft darüber ärgerte, für den Transport von Waschmaschinen über Treppen immer gleich zwei Leute abstellen zu müssen. Dieser Ärger erwies sich als durchaus kreativ, denn Alber entwickelte in der Folge eine Mechanik, die sich speziell für den Transport von schwereren Lasten über Treppenwege hinweg eignete. Irgendwann zählten zu diesen „Lasten“ auch Personen, nämlich solche, die sich eingeschränkt oder gar nicht mehr bewegen konnten: Albers Treppensteigemechanik wurde zum Patent angemeldet – und ein neues Produkt ward geboren!

Alber, das Unternehmen…

hat sein Produktportfolio inzwischen längst erweitert. Mittlerweile zählt das Unternehmen – seit 2004 Teil der Invacare-Gruppe – mit seinen Antrieben für medizintechnische Mobilitätshilfen zu den Marktführern weltweit. Neben den Treppensteigehilfen haben sich Zusatz- und Aktivantriebe für Rollstuhlfahrer als Hauptprodukt im Portfolio etablieren können. Vertrieben werden diese mit unterschiedlich angepassten Anbausätzen bzw. Halterungen, die, so Alber-Produktmanager Jens Senner, „für fast alle verfügbaren Rollstuhlmodelle erhältlich sind. Sie kommen dann in der Regel als Zusatzprodukte über Sanitätshäuser in den Handel und werden dort für den Endkunden montiert.“

Ein Problem ist oft kreativer Ausgangspunkt für eine wirklich neue Lösung

Harald Kauffmann

und im Zuge der Neuentwicklung des E25 – ein Elektroantrieb aus der e-fix-Reihe von Alber – suchten die Entwickler nach einer Lösung, mit der das Drehmoment für den Antrieb optimal vom Getriebe auf die Radnabe übertragen werden konnte. Die Belastungen, wie sie als Folge des gewünschten Drehmoments entstanden, waren für das Planetengetriebe in seiner bestehenden Form nicht tragbar: Bei Dauerbeanspruchung wurden die Schrauben als Verbindungselemente dabei regelrecht abgeschert. Eine Lösung zu finden, die unter den gegebenen Anforderungen das gewünschte Drehmoment erzeugte, erwies sich als schwieriger denn gedacht. Kauffmann, damals Projektleiter Entwicklung des E25 erinnert sich: „Wir hatten für die Verbesserung des Moments grundsätzlich nur zwei unterschiedliche Parameter zur Verfügung, nämlich die Bauraumgröße und die Reibung. Eine Erweiterung des Bauraums kam für uns aber schon deshalb nicht in Frage, weil mit ihr eine Beschränkung der Mobilität des Rollstuhlfahrers einhergegangen wäre. Die Rollstühle hätten mit dem vergrößerten Antrieb an der Seite einfach nicht mehr durch normale Standardtüren gepasst.“ Erste Versuche, das Drehmoment über die Verbesserung des Reibwerts zu erhöhen, scheiterten zunächst. Über die Recherche im Internet stieß man dann auf

die reibwerterhöhenden Folien.

Kauffmann: „Wir haben dann die entsprechenden Zeichnungen mit unseren Lochbildern angefertigt und bei 3M die entsprechenden Muster bestellt. Nach den ersten Versuchen waren wir durchaus optimistisch, dass es funktionieren könnte. Entscheidend dafür, ob die reibwerterhöhenden Folien auch tatsächlich für unsere Zwecke eingesetzt werden konnten, war schließlich ein Dauerbelastungstest, den wir standardmäßig in solchen Fällen durchführen. Die Beanspruchung im Zuge dieses Tests liegt weit jenseits der im Produktkontext üblichen Normen und entspricht weit mehr der Belastung, wie sie bei Rollstuhlfahrten tatsächlich üblich ist. Der Einsatz der Folie wurde über einen Zeitraum von tausend Stunden unter Wechselbelastung geprüft. Resultat: ein voller Erfolg,

die reibwerterhöhenden Folien hatten der Belastung in jeder Phase standgehalten.

Neben der – erstrangigen – Erhöhung des Reibwerts bis hin zur Übertragung des gewünschten Drehmoments garantierte der Einsatz der Folien mit einer Dicke von lediglich 0,1 mm vollkommen problemlos die für den Antrieb angestrebte geringe Bauraumgröße. Zum minimalen Platzbedarf kam entsprechend das leichte Gewicht, das den Produkt-Slogan des e-fix „klein, leicht, wendig“ einmal mehr unterstreichen konnte. Denn das ist eine entscheidende Anforderung unserer Kunden.

Fazit:

Der e-fix E25 erwies sich nach abgeschlossener Entwicklung und Überführung in den Produktionsprozess nach und nach als Klassiker im Produktportfolio von Alber. Passender Beleg dazu ist, dass er – immerhin dreizehn Jahre nach der Erstentwicklung – bis heute noch gebaut und in bestimmten Regionen vertrieben wird.

Kauffmann: „Auch im Rückblick kann ich behaupten, dass wir mit den Folien damals eine wirklich optimale Lösung für unser Problem gefunden haben. Tatsächlich gab es über den gesamten Zeitraum hinweg nie irgendwelche Schwierigkeiten in Folge der hohen Belastung bei der Kraftübertragung. Die Folien leisten ihre Aufgabe noch heute wie am ersten Tag.“

Info

Die reibungserhöhenden Folien bestehen aus einer dünnen, elastischen Metallfolie, welche beidseitig mit einer Nickelmatrix beschichtet ist. Darin eingelagert befindet sich eine festgelegte Menge an Keramik- oder Diamantpartikeln mit definierter Größe. Wird die Scheibe zwischen zwei Bauteilen montiert, drücken sich die harten Keramik- oder Diamantpartikel beim Zusammenpressen in deren Oberflächen und bewirken einen Mikroformschluss. Dank dieser reibwerterhöhenden Folien können auf einfache und kostengünstige Weise auch ohne konstruktive Veränderung höhere Kräfte und Drehmomente sicher übertragen werden.