Servotecnica Slip Ring Spotlights: Entwicklung des perfekten Schleifrings für medizinische Anwendungen mit Massimo Redaelli

F: Massimo, vielen Dank, dass Sie heute bei uns sind. Könnten Sie zu Beginn Ihren beruflichen Hintergrund und Ihre heutige Rolle bei Servotecnica beschreiben?

A: Ich bin 2001 als Elektroingenieur zu Servotecnica gekommen und habe zunächst in der technischen Abteilung gearbeitet, mit Schwerpunkt auf Antriebsprogrammierung und Steuerelektronik für Bewegungsachsen. Diese frühe Phase hat mir ein starkes Verständnis dafür vermittelt, wie sich reale Maschinen tatsächlich verhalten – und nicht nur, wie sie auf dem Papier funktionieren sollen.

Im Laufe der Zeit habe ich zudem eng mit Kunden auf der kommerziellen und anwendungstechnischen Seite zusammengearbeitet. Diese Kombination war äußerst wertvoll, da sie es mir ermöglichte, reale Betriebsanforderungen in praxisnahe technische Lösungen zu übersetzen, die langfristig zuverlässig funktionieren.

In den letzten Jahren bin ich vollständig in eine technische Führungsrolle als Technischer Direktor zurückgekehrt. Dabei war ich intensiv an der Neuorganisation der technischen Abteilung, dem Aufbau einer stärkeren Forschungs- und Entwicklungsstruktur sowie der Verbesserung unserer Unterstützung bei komplexen, sicherheitskritischen Anwendungen beteiligt. Gerade in medizinischen Systemen gibt es keinerlei Spielraum für Überraschungen – hier sind technische Disziplin und Validierung ebenso wichtig wie reine Leistungsdaten.

F: Mit welcher Denkweise gehen Sie als Technischer Direktor an medizinische Anwendungen heran?

A: Ich betrachte medizinische Projekte immer als Gesamtsysteme und nicht als einzelne Komponenten. Ein Schleifring ist niemals nur ein Bauteil zur Stromübertragung. Er befindet sich an der Schnittstelle zwischen Mechanik, Elektronik, Datenintegrität und langfristiger Zuverlässigkeit.

In chirurgischen Robotern und modernen Diagnosesystemen ist der Schleifring häufig der zentrale Übertragungspfad für Energie, Signale und Hochgeschwindigkeitsdaten über rotierende Schnittstellen. Jede Verschlechterung wirkt sich sofort auf das Gesamtsystem aus.

Deshalb geht es nicht darum, maximale Katalogwerte zu erreichen, sondern um langfristig stabiles Verhalten. Das umfasst vorhersehbare elektrische Kontaktperformance, konstantes Drehmoment, kontrollierten Verschleiß, saubere Signalübertragung sowie Prüfkonzepte, die dem Risikoprofil und den regulatorischen Anforderungen der Kunden entsprechen.

F: Sterilisation und Reinigung spielen im medizinischen Design eine große Rolle. Wie beeinflusst das die Schleifringentwicklung?

A: Der erste Schritt besteht darin, realistisch zu verstehen, welchen Belastungen das Gerät über seine Lebensdauer hinweg ausgesetzt ist.

Manche Systeme durchlaufen Hochtemperatur-Sterilisationszyklen, andere chemische Desinfektion, viele werden regelmäßig mit aggressiven Reinigungsmitteln behandelt. Jede Umgebung wirkt unterschiedlich auf Metalle, Kunststoffe, Dichtungen und Schmierstoffe.

Auch wenn der Schleifring selbst nicht direkt sterilisiert wird, müssen Feuchtigkeitseintritt, Chemikalienexposition und langfristige Materialverträglichkeit berücksichtigt werden.

Technisch bedeutet das eine sorgfältige Materialauswahl, durchdachte Dichtungskonzepte und realistische Lebensdauertests. Es ist deutlich besser, von Anfang an für die reale Umgebung zu konstruieren, als sich allein auf das Gehäuse zu verlassen.

F: Wo beginnen Sie, wenn ein Kunde nach dem „perfekten medizinischen Schleifring“ fragt?

A: Wir starten immer mit einer strukturierten Anforderungsanalyse. Medizinische Projekte enthalten oft versteckte Randbedingungen wie Datensensibilität, Reinigungsprozesse, Drehmomentgrenzen oder Dokumentationspflichten.

Sobald diese klar sind, konzentriert sich das Design auf fünf Kernbereiche: Kontakttechnologie und Materialien, elektrische Architektur, mechanisches Verhalten, Umweltschutz und Fertigbarkeit.

Diese Faktoren beeinflussen sich gegenseitig stark. Schon kleine Änderungen an Steckverbindern oder Kanalzahlen können Auswirkungen auf Abdichtung, EMV, Drehmoment oder Montage haben. Deshalb ist frühe Zusammenarbeit entscheidend.

F: Welche Rolle spielen Materialien und Kontaktsysteme für die Zuverlässigkeit in medizinischen Anwendungen?

A: Sie sind absolut zentral.

Für empfindliche Signale und lange Lebensdauer müssen Kontaktsysteme elektrisches Rauschen und Verschleiß minimieren. Häufig kommen Edelmetallkontakte, Mehrfaserbürstensysteme und präzise Oberflächenbehandlungen zum Einsatz.

Das Verschleißverhalten beeinflusst nicht nur die Lebensdauer, sondern auch die Stabilität. Leistungsverlust, Partikelbildung oder Kontaktunterbrechungen sind in medizinischen Systemen nicht akzeptabel.

Durch optimierte Kontaktgeometrien und Materialpaarungen lassen sich extrem stabile elektrische Eigenschaften erreichen und die Lebensdauer deutlich verlängern.

F: Die Signalintegrität wird immer wichtiger. Wie sichern Sie diese über rotierende Schnittstellen?

A: Entscheidend ist, den Schleifring als gemischtes Signalsystem zu betrachten – nicht als Sammlung einzelner Stromkreise.

Leistungskanäle, analoge Sensorleitungen, digitale Steuersignale und Hochgeschwindigkeitsdaten werden gezielt angeordnet. Abschirmung, Erdung und physikalische Trennung sind von Anfang an Teil des Designs.

Ziel ist es, dass sich der Schleifring möglichst wie ein hochwertiges Kabel verhält, während Störungen durch bewegliche Kontakte aktiv minimiert werden.

F: Medizinische Kunden benötigen häufig kundenspezifische Lösungen. Wie bleibt die Fertigung dabei beherrschbar?

A: Wir setzen auf modulare Designs auf Basis bewährter Plattformen.

Statt jedes Projekt neu zu entwickeln, passen wir bestehende Architekturen an – durch Änderungen bei Kanalzahl, Materialien, Steckverbindern, Abdichtung und Layout. Das gewährleistet hohe Qualität bei gleichzeitig großer Flexibilität.

Gerade im medizinischen Bereich können kleine Anpassungen große Auswirkungen haben, daher ist kontrollierte Individualisierung mit konsequenter Prüfung entscheidend.

F: Können Sie ein erfolgreiches medizinisches Projektbeispiel nennen?

A: Ein gutes Beispiel war ein Kunde aus der histologischen Analyse, bei der Gewebeproben vor der mikroskopischen Untersuchung präzise temperiert werden müssen. Schon kleinste Temperaturschwankungen beeinflussen die Analysequalität.

Der größte Engpass war der verfügbare Bauraum. Trotz minimalem Platzbedarf mussten sowohl Heizleistung als auch Sensordaten zuverlässig übertragen werden.

Wir entwickelten extrem flache Pancake-Schleifringe für kompakte Baugruppen. Zwei Einheiten mit jeweils vier Kanälen – zwei für Leistung, zwei für Signale – wurden integriert.

Trotz der geringen Bauhöhe lieferten sie stabile elektrische Performance und ermöglichten präzise Temperaturregelung. Gleichzeitig erfüllten sie sämtliche Anforderungen an Testbarkeit und Rückverfolgbarkeit.

Das ultraflache Design passte perfekt in das Gerät und gewährleistete langfristige Zuverlässigkeit ohne zusätzliche Systemkomplexität.