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Die Aufgabe von Antriebstechnik lautet einfach gesagt: Dinge in Bewegung zu bringen. Je nachdem, welche Dinge wo oder wie bewegt werden sollen, unterscheiden sich die Anforderungen an die eingesetzten Antriebe. Die Anforderungsliste des im Beitrag beschriebenen Duschsystems mit Massagebürste zum Beispiel umfasst ein breites Spektrum: Klein soll der Antrieb bauen, mit Feuchtigkeit und aggressiven Medien klarkommen, effizient arbeiten, trotzdem hohe Leistung sowie Dynamik bieten und möglichst leise arbeiten. Eine Aufzählung, die manchem Konstrukteur auch aus anderen Anwendungen bekannt vorkommen dürfte.
Duschen bedeutet für viele mehr als reine Körperpflege. Das Duschsystem mit vitalisierender Massagebürste des Schweizer Familienunternehmen Aglaja setzt hier an. Es verbindet die tägliche Körperhygiene mit dem zusätzlichen Komfort einer Massage. Darüber hinaus profitieren Menschen mit Einschränkungen und besonderen Bedürfnissen von der Erfindung, die nicht nur beim Duschen den Rücken und die Haut angenehm massiert, sondern beispielsweise auch beim Auftragen von Lotion unterstützen kann.
Beim Aglaja-Duschsystem supérior lässt sich per Fernbedienung die elektronische Position und die Massageprogrammwahl steuern.
Duschen plus Massage
Bruno Oberli (Bild 2), ein ehemaliger Metzgermeister und späterer LKW-Fahrer, dachte bei der abendlichen Dusche oft daran, wie schön es wäre, diese mit einer Massage zu verbinden. Was wie eine fixe Idee klingt, führte gemeinsam mit seiner Frau Jeannine Wäckerlin zur Gründung des Unternehmens Aglaja (Firmenkasten 2). Mittlerweile stellt das Unternehmen seit Jahren Duschsysteme sowie verschiedenes Zubehör her und vertreibt es weltweit. Oberli berichtet: „Ich habe ja keine entsprechende Ausbildung, würde aber sagen, dass ich mit einem großen technischen Verständnis ausgestattet bin. Also legte ich einfach los. Ich begann zu zeichnen und mich mit Freunden und Kollegen zu beraten. So entstand der erste Prototyp.“ Dass sein Bedürfnis von vielen potenziellen Anwendern geteilt wurde, dürfte nicht überraschen. Immerhin spricht man von der „Volkskrankheit Rücken“, die durch verschiedene Umfragen und Statistiken bestätigt wird.
Einiges Entwicklungs-Know-how von Bruno Oberli und seinem Team floss in die Entwicklung der Massagebürste, die Herstellung der Borsten und deren Anordnung. Die Bürsten werden in verschiedenen Varianten mit unterschiedlichen Bürstenstärken angeboten.
Entwicklung in Teamarbeit
Nach Bedarfsermittlung und Entwicklung des Prototyps stellte sich das Gründerehepaar ein Unterstützerteam zusammen. Sie fanden einen Konstrukteur, der die technische Grundidee sehr gut umsetzte. Da es in der Schweiz zahlreiche Lieferanten für High-End-Produkte gibt, wurden sie auch bei der Suche nach notwendigen Komponenten vor Ort fündig. Eine Werkstatt in der Nähe, welche Arbeitsplätze für Menschen mit Beeinträchtigungen bietet, hat von der Fertigung des Prototypen bis zur Montage der heutigen Serienteile die meisten Fertigungsschritte übernommen. Aus der anfänglichen Zusammenarbeit sind langjährige Partnerschaften entstanden. Im eigenen Betrieb wird schließlich das Finish der Produkte durchgeführt.
Das Duschsystem kann in bestehende Duschen und Bäder ohne großen Aufwand montiert werden. Dazu bietet das Unternehmen verschiedene Montagevarianten. Im Duschsystem mit Brausehalter sitzt die Bürste unterhalb der Duschbrause an der Haltestange. Aber auch eine separate Haltestange lässt sich montieren. Die Rotation der Bürste startet beim Anlehnen automatisch und kann je nach Variante auch mit Fernbedienung gesteuert werden. Ein großer Teil des Entwicklungsaufwandes floss in die Perfektionierung der Bürste samt Borsten, die wegen des Hautkontaktes eine entscheidende Komponente sind. Wichtig war den Entwicklern, dass die Bürste nur die abgestorbenen Hautpartikel entfernt. Dazu werden die Enden der Borsten mit einer Spezialmaschine abgerundet. Zudem spielen Anzahl und Anordnung der Borsten eine wichtige Rolle. Auf der Walzenbürste der Duschsysteme von Aglaja ist die Hälfte der Fläche mit Borsten versehen. Ihre V-förmige Anordnung erzeugt eine Wellenbewegung auf der Haut und verstärkt damit den Massageeffekt.
Rotation gefragt
Damit der Massageeffekt entsteht, muss die Bürste natürlich rotieren. 70 bis 80 Umdrehungen pro Minute wurden in Tests als ideal ermittelt. Gefordert war dabei, dass sich die Bürste auch dann konstant weiterdreht, wenn man beim Duschen stärker oder schwächer gegendrückt. Das stellt natürlich Anforderungen an den Antrieb und dessen Steuerung, die auf wechselnde Last möglichst verzögerungsfrei reagieren sollten. Zudem musste der Antrieb klein genug sein, um ins Innere der Bürste zu passen. Dennoch sollte er hohe Leistung bringen. Da die Massagebürste akkubetrieben ist, war auch die Effizienz des Antriebs eine wesentliche Forderung.
Antrieb für raue Umgebungsbedingungen
Aufgrund der genannten Anforderungen und der Einsatzbedingungen des Antriebs fiel die Wahl auf den bürstenbehafteten DC-Motor 2642...CXR von FAULHABER. Er fügt sich mit einem Durchmesser von 26 mm und einer Länge von gerade einmal 42 mm perfekt in den knappen Raum der Massagebürste ein. Der Antrieb bietet eine hohe Dynamik dank minimalem Rotorträgheitsmoment. Das erschütterungsfeste Ganzstahlgehäuse mit korrosionsbeständiger Beschichtung widersteht dabei auch Feuchtigkeit, Kondensat und Medien wie Shampoo oder Duschgel. Oberli ergänzt: „Ein gewöhnlicher Motor vom Massenmarkt würde unter diesen Umgebungsbedingungen keinen Monat durchhalten. Dagegen zeichnen sich die FAULHABER-Motoren durch ihre große chemische Resistenz aus. Seit wir sie einsetzen, gab es noch keine einzige Reklamation.“
Der bürstenbehaftete DC-Motor 2642...CXR von FAULHABER überzeugt in der Anwendung unter anderem durch seine kompakte Bauweise, Robustheit gegenüber Wasser und anderen Medien, Effizienz sowie geringe Geräuschentwicklung.
Unangenehme Geräuschbildung unterbunden
Auch durch den breiten Temperaturbereich von -30 °C bis +100 °C, passte der Antrieb sehr gut in die Anwendung. Dank langlebiger Graphitkommutierung ist er zudem wartungsarm und trägt so zu einer langen Lebenszeit des High-End-Duschsystems bei. Mit einer Nennspannung von 12 bis 48 V bietet er ein Nenndrehmoment bis 26,9 mNm, hat eine Leerlaufdrehzahl bis 5960 pro Minute und ein Anhaltemoment bis 151 mNm. Zudem arbeitet der Antrieb sehr effizient. Dadurch muss der Akku bei täglicher Benutzung der Massagebürste durch zwei Personen nur circa alle drei Wochen einmal geladen werden (beim „Duschsystem supérieur“, das einen zweiten Antrieb für die Höhenverstellung der Bürste nutzt, etwas früher). Gefragt war zudem ein Antrieb mit hoher Leistungsdichte. Kombiniert mit einem Planetengetriebe des Typs 22GPT mit einer Untersetzung von 72:1, stellt der Antrieb nun ein hohes Drehmoment zur Verfügung und das Duschsystem rotiert auch bei kräftigem oder verändertem Gegendruck gleichmäßig.
Anfangs setzten die Hersteller noch auf einen Antrieb eines anderen Herstellers, der nun vom FAULHABER-Modell abgelöst wurde. Durch den neuen Antrieb verbessert sich das Geräuschverhalten der Massagebürste. Oberli berichtet: „Bei der Geräuschentwicklung liegen Welten zwischen den beiden Modellen. Der neue Antrieb ist bei laufender Dusche praktisch gar nicht mehr zu hören. Falls man ihn doch wahrnimmt, dann nur als leises Geräusch mit einer angenehmen Frequenz. Denn es kommt nicht nur auf die Lautstärke, sondern auch auf die Art des Tons an.“ Bei einem Wellness-Produkt ist natürlich auch das ein wesentliches Kriterium.
Das FAULHABER Planetengetriebe des Typs 22GPT sorgt mit einer Untersetzung von 72:1 dafür, dass ein hohes Drehmoment zur Verfügung steht und das Duschsystem auch bei kräftigem oder verändertem Gegendruck gleichmäßig rotiert.
Erweiterte Einsatzgebiete
Aus Oberlis Idee vor vielen Jahren ist mittlerweile ein Unternehmen erwachsen, das seine Produkte in der ganzen Welt vertreibt, wobei der Heimatmarkt Schweiz nach wie vor eine große Rolle spielt. Für die meisten Kunden steht der Wohlfühleffekt der täglichen Kurzmassage im Vordergrund. Aglaja geht jedoch davon aus, dass es für rund ein Viertel der Anwender weitere Gründe für den Einsatz gibt. So wird sie etwa von Leistungssportlern auch zur regenerierenden Beinmassage nach Training und Wettkampf genutzt. Menschen mit Hautleiden verwenden sie zum Abreiben und Eincremen von Hautpartien am Rücken, die sonst schwer zu erreichen wären. Für Menschen mit Defiziten an der oberen Extremität kann die Bürste bei der täglichen Körperpflege eine zweite Hand ersetzen. Außerdem kann sie auch zur Lymphdrainage und Faszienmassage verwendet werden.
Deutlich wird wieder einmal, dass nicht nur industrielle oder Anwendungen in der Wissenschaft hohe Anforderungen an Antriebstechnik stellen. Viele alltagsnahe Anwendungen profitieren ebenfalls vom Know-how aus Industrie und Wissenschaft.
Firmenprofil
Seit 1962 entwickelt, produziert und vertreibt FAULHABER SA hochqualitative Antriebskomponenten, vor allem die leistungsstarken DC- Kleinstmotoren, die auf dem System FAULHABER® basieren. Die Produkte werden nach dem neusten Stand der Technik entwickelt und gefertigt, um den höchsten Anforderungen in der Welt der Klein- und Kleinst-Antriebstechnik zu entsprechen.
Firmengebäude der FAULHABER SA in Croglio
In Croglio im Kanton Tessin beschäftigt FAULHABER SA momentan 260 Mitarbeiter, die ein breites Spektrum an Motor-, Getriebe- und Linearantriebstechnologie des umfangreichen Produktprogramms von FAULHABER entwickeln und produzieren. Ein großer Teil der dort gefertigten Komponenten und Antriebssysteme ist für renommierte Schweizer Unternehmen aus den Bereichen Medizin- und Labortechnik, Optik, Uhren sowie Automation und Robotik bestimmt.
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FAULHABER SA
