Hohe Leistung auf kompaktem Bauraum

Die Groschopp AG Drives & More ist auf die Entwicklung und Fertigung innovativer Antriebstechnologien spezialisiert. Das Unternehmen aus Viersen hat ein breites Spektrum an Gleichstrom-, Drehstrom-, Wechselstrom- und Servomotoren in seinem Produktportfolio, das sich für verschiedenste Anwendungen eignet – von der Industrie bis hin zum Endverbraucher zu Hause. „Wir entwickeln und produzieren hochpräzise Antriebslösungen unter anderem für die Medizintechnik und sind bestens mit den komplexen Bestimmungen vertraut, denen das Gesundheitswesen unterliegt“, berichtet Christian Skaletz, Produktmanager bei Groschopp. „Unsere Produkte zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Qualität über ihren gesamten Lebenszyklus aus. Sie kommen zum Beispiel in Röntgengeräten oder Patiententischen zum Einsatz.“

Die Gleichstrommotoren (DC-Motoren) und Getriebe des Herstellers sind aufgrund ihrer Abmessungen und Leistung ideal für anspruchsvolle Anwendungen mit kleinen Bauräumen geeignet. Sie sind einfach zu installieren, bieten ein hohes Anlaufmoment sowie einen breiten Drehzahl-Steuerungsbereich und können mit hoher Geschwindigkeit gestartet, angehalten, umgekehrt und beschleunigt werden. Die Gleichstrommotoren von Groschopp werden nicht nur in medizintech­nischen Anlagen eingesetzt, sondern beispielsweise auch in elektrischen Schaltanlagen für Mittel- und Hochspannung oder in Martinshörnern.

Das Funktionsprinzip eines DC- beziehungsweise Gleichstrommotors basiert auf der Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie. Dafür wird im Motor ein magnetisches Feld mithilfe eines Stators aufgebaut. Das kann eine Erregerspule oder ein Permanentmagnet sein. Ein Rotor, der sich innerhalb dieses Felds befindet, erzeugt beim Anschluss des Motors an eine Gleichstromquelle ebenfalls ein Magnetfeld und beginnt sich zu drehen. Durch die regelmäßige Umpolung des Rotorfeldes wird die Drehbewegung aufrechterhalten.
Groschopp bietet Gleichstrommotoren mit Permanentmagnet in verschiedenen Leistungsklassen an – wie zum Beispiel die PGK-Baureihe mit den Baugrößen PGK53 bis PGK113. Die permanenterregten DC-Motoren verhalten sich ähnlich wie Nebenschlussmotoren. Sie werden über einen Kommutator bestromt, sind drehzahlsteif, bieten aber ein höheres Anlaufmoment. Da das Statorfeld nicht elektrisch erzeugt wird, sind sie besonders energieeffizient. Die einfache Verschaltung und die entfallende Erregerleistung sind vor allem im Batterie­betrieb von Vorteil.
Die PGK-Baureihe des Herstellers überzeugt zudem durch ihren geräuscharmen Betrieb, das hohe Drehmoment und den hohen Wirkungsgrad. Die Motoren bieten Nenndrehzahlen von 1 000 bis 8 000 min-1. Selbst bei hoher Belastung ist der Drehzahlabfall gering. In Kombination mit einem Regler ist zudem ein hoher Drehzahlstellenbereich möglich. Die kompakten und modular aufgebauten Motoren sind optional mit einem zweiten Wellenende erhältlich. Sie lassen sich bei Bedarf mit den Schneckengetrieben von Groschopp in Fuß- beziehungsweise Flanschausführung kombinieren. Im Rahmen eines Kundenauftrags hat das Unternehmen die Baureihe weiterentwickelt.

PMDC-Motoren nach Maß

Applikationsspezifische Motoren, Getriebe und Regler sind das Spezialgebiet von Groschopp. Viele Antriebs­lösungen des Herstellers werden kundenspezifisch an­gepasst. Sämtliche Standardprodukte basieren auf der eigenen Grundlagenforschung des Unternehmens. Die hauseigene Entwicklungsabteilung verfügt über modernste Tools, einen speziell eingerichteten Musterbau und ein eigenes Labor. Die maßgeschneiderten Antriebe des Herstellers haben sich bereits in vielen Branchen und Applikationen bewährt. Auch die PGK-Motoren von Groschopp kommen in unterschiedlichen Gebieten zum Einsatz: „Unsere leistungsstarken magnetbehafteten Kommutatormotoren – die auch PMDC-Motoren genannt werden – eigenen sich optimal für Anwendungen in der Medizintechnik und im Schalterbau, aber auch für Mühlwerke oder Schleifmaschinen. Sie sind sehr kompakt und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis“, erklärt Skaletz. „Als etablierter Hersteller bringen wir ein großes Know-how und jahrzehntelange Applikationserfahrungen mit, durch Mut und Innovationsgeist gelingt es uns immer wieder, unsere Antriebstechnik weiterzuentwickeln und an die Bedürfnisse des Marktes anzupassen.“
Groschopp hatte die PGK-Baureihe bislang in den Standardbaugrößen 53 und 63 angeboten. Auf Kundenanfrage hat der Hersteller jetzt auch die Baugrößen 83 – 80 und 113 – 60 realisiert. „Unsere Kunden müssen sich nicht mit Produkten von der Stange zufriedengeben“, so Skaletz. „Was nicht passt, wird bei uns passend gemacht: Unsere neuen PGK-Baugrößen haben wir zum Beispiel exakt auf Kundenwunsch zugeschnitten und in diesem Fall eine beeindruckende Leistungsfähigkeit auf begrenztem Bauraum erreicht.“

Konstruktive Herausforderungen

Die neuen Motoren verfügen darüber hinaus nicht nur über das CE-, sondern auch das UL-Zertifikat, für den amerikanischen Markt. „Diese Kundenvorgabe stellte für uns eine besondere Herausforderung dar, denn wir mussten bestehende Motoren ohne UL-Zertifikat ersetzen und bei gleichem Bauraum einen zertifizierten Motor unterbringen“, erklärt Christian Skaletz. „Außerdem mussten wir zusätzlich Entstörungskomponenten für die EMV integrieren, was in dieser Kombination nicht selbstverständlich und nicht besonders einfach ist.“ Die elektromagnetische Verträglichkeit ist in der Medizintechnik ein wichtiger Faktor. Denn die Motoren dürfen keinen Einfluss auf die Diagnostik nehmen, da diese nah am Antrieb stattfindet. Vor allem bei bildgebenden Verfahren darf der Motor keine Strahlung absondern, da das zu Störungen oder unbrauchbaren Ergebnissen ­führen kann.
Weitere Anforderungen im Rahmen des Kundenprojekts waren, dass möglichst wenig Abwärme entsteht und eine hohe Ausfallsicherheit gewährleistet ist, da das Endprodukt weltweit vermarktet werden sollte. Ein Servicefall wäre sonst mit hohen Kosten verbunden.