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TechnikfocusElektromotoren in der RehabilitationstechnikOft schränkt eine Behinderung dieeigene Mobilität so stark ein, dassdie persönliche Lebensqualität und dieder Pflegeperson stark darunter leiden.Dann sollte alles unternommen werden,um diesen Zustand zu verbessern.Ein wichtiger Aspekt hierbei ist dieTechnik. Heute sind Mobilitätshilfenmit elektrischen Antrieben aus demAlltag von Behinderten nicht mehrwegzudenken. Elektro-Rollstühle, Zusatzantriebe,Treppensteighilfen, Bewegungstrainer,Aufzüge, Scooter, usw.unterstützen die Betroffenen und gebenFreiraum und Lebensqualität zurück.Es gibt eine Vielzahl von elektrischenAntrieben. Um Ihnen einen Überblicküber diese umfangreiche Thematikzu vermitteln, erläutern wirIhnen hier einige Begriffe aus derElektrotechnik, die im Zusammenhangmit Elektromotoren stehen:Das FunktionsprinzipEin Elektromotor setzt sich prinzipiellaus zwei Bauteilen zusammen:aus dem Stator und dem Rotor. DerStator ist ein fest stehender Ring,an dem Magnete angebracht sind.Im Inneren des Stators dreht sichder Rotor. Durch den Rotor fließtder Strom und es entsteht einMagnetfeld. Wird die Fließrichtungdes Stroms verändert, so ändertsich auch die Polung des Rotors.Durch die Ausnutzung dieser physikalischenGesetzmäßigkeit entstehtdurch eine entsprechende Taktungdes Stromes ein Drehmoment (2). Esbewirkt, dass sich der Rotor drehtund der Motor „läuft“.Die am meisten verwendeten Typenvon Elektromotoren:Der ScheibenläufermotorDer Scheibenläufermotor ist ein kleiner,kompakter Antrieb mit geringem Gewichtund einem gleichmäßigen Drehmoment (2)über den gesamten Drehzahlbereich.Für Stellantriebe benötigt man Motorenmit gutem Beschleunigungsvermögenund hohem Anlaufdrehmoment.Dank der kompakten Bauweise kannder Scheibenläufermotor platzsparendintegriert werden.In der Rehabilitationstechnik wird dieserMotorentyp deshalb z.B. in Antriebenvon Treppensteigern oder alsStellmotor für Sitzverstellungen verwendet.Der StabankermotorDiese Motorenart gehört zu dengängigsten in der Technik. Durch diehohen Stückzahlen und die unendlichvielfältigen Bauformen sind diese Antriebeuniversell und sehr kostengünstigeinsetzbar. Die Baugröße und dermechanische Aufbau sorgen jedoch beispezialisierten Anwendungen, wie z.B.bei Elektrorollstühlen, für eine gewisseEinschränkung.So müssen beispielsweise aufgrund derhohen Drehzahlen Getriebe eingebautwerden. Zur Steigerung der Leistungmuss deshalb oft zur nächst größerenBauform gegriffen werden. Dies bedeutetaber auch eine Erhöhung desGewichts und des Energiebedarfs.Der RadnabenmotorBei dieser Art von Antrieb wird derMotor direkt in das Rad integriert.Die Drehbewegung muss nicht erstüber Wellen oder andere mechanischeBauteile dorthin geleitet werden. Durchdie kompakte Bauweise und den hohenWirkungsgrad des Direktantriebs wirddie elektrische Energie ohne großeVerluste in mechanische Leistung umgesetzt.Vor allem bei Fahrradantriebenund bei Zusatzantrieben für manuelleRollstühle kommt dieser Antrieb zumEinsatz.Radnabenmotoren sind bei bürstenlosem(4) Aufbau wartungsfrei (5) und sowohlmit als auch ohne Getriebe erhältlich.Bei Aufbauten mit Getrieben erhältman durch optimale Ausnutzung derLeistungsdaten bessere Ergebnisse fürden Wirkungsgrad (1).Ein optimaler Antrieb besteht also auseinem ganzen System von optimiertenKomponenten und Faktoren. Dazu gehörenunter anderem Motoren mit hohemWirkungsgrad, mit angepasstem Getriebe,sehr kurzen Übertragungswegen und mit derentsprechend ausgefeilten Elektronik.Beispiele hierfür sind die Radnabenantriebevon alber.Stichwörter, die im Zusammenhang mitElektromotoren fallen:1Wirkungsgrad, Effektivität: Gibt das Verhältnis vonaufgenommener Leistung zu abgegebener Leistungan. Wie weit komme ich mit wie viel Kapazität?2Drehmoment, Drehkraft: Kraft, die an einem Hebelarmansetztund eine Drehung bewirkt.Leistungsangabe, die z.B. bei der Hindernisüberwindungmit E-Stühlen sehr wichtig ist.3Max. Stromaufnahme: Stromaufnahme in demMoment, in dem der Motor voll belastet betriebenwird. Je höher dieser Wert ist, desto geringer istin der Regel der Wirkungsgrad des Motors, da zurErreichung einerentsprechenden Leistung mehrEnergie benötigt wird.4Bürstenlos: Aufbau, bei dem die verschleißstärkstenBauteile (Bürsten od. Schleifer) eines Elektromotorsdurch verschleißfreie Komponenten ersetzt wurden.Siehe wartungsfrei5Wartungsfreier Motor: Aufbau, der ohne regelmäßigenAufwand für Wartung und Kontrolle über langeZeit funktioniert.rote Pfeile: Stromrichtung; schwarze Pfeile: Magnetfeldlinien; weiße Pfeile: Kraftwirkungwww.ulrich-alber.de6