Voice-Coil-Aktuatoren in der Medizintechnik

In einem Ventilator ist der Voice-Coil-Aktuator LAH04-10-000A (dt. Tauchspule oder Schwingspule) in der Lage äußerst präzise die Öffnung von Ventilen, die zur Regulierung des Ein- und Ausatmens dienen

Medizinische Geräte sind meist kleiner und leichter im Gewicht als die überwiegende Mehrheit von Anwendungen, die einen Motion-Controller benötigen.
Einfach aus dem Grund, dass sie meist von Hand transportierbar, verschiebbar oder wenigstens hebbar sein sollen. Interne Komponenten für diesen Anwendungsfall werden demnach auch nach Leistungsdichte ausgewählt. Im Endeffekt bedeutet dies für die Hersteller solcher Komponenten eine weitere Herausforderung, um genau den Ansprüchen des Medizinmarktes gerecht zu werden.
Voice-Coil-Aktuatoren (VCA) lassen sich speziell für sehr kleine Größen und genaue Positionsregelung entwickeln. So gibt es VCAs mit einem Durchmesser von etwas mehr als 10 mm, mit denen sich z.B. sehr kleine Pumpenanwendungen realisieren lassen. Ein anderer Anwendungsbereich sind Ventile. Hier lässt der Öffnungswinkel sich mit Hilfe eines VCAs präzise einstellen, um die Durchflussmenge zu regulieren.
Insbesondere bei lebenskritischen Geräten ist eine zuverlässige Steuerung der durchgelassenen Luftmengen beim Ein- und Ausatmen relevant. Falls notwendig, lässt sich ein VCA in der Art und Weise konfigurieren, dass bei Stromausfall immer eine Endlage eingenommen und beibehalten werden kann. Dies sichert im Fall einer Luftpumpe ab, dass der Patient immer ununterbrochen anderweitig mit Luft versorgt werden kann.
Ein winziger VCA, wie der LAH04-10-000A, hat einen Außendurchmesser von 10,16 mm und eine Länge von 25,4 mm. Er liefert eine Dauerkraft von 1,11 N und die Spitzenkraft liegt bei 1,89 N. Der Hub erreicht maximal ±2 mm und die maximale theoretische Frequenz somit 92 Hz.
Geringe Hysterese, keine Kraftwelligkeit, hohe Beschleunigung und eine lange Lebenszeit sind weitere Vorteile für den Einsatz eines Voice-Coil-Aktuator.