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15 Microtorque-Schrauber montieren bei Med-El kritische Verschraubungen.
Das Microtorque-System informiert seine Bediener(innen) nach jeder Verschraubung über das Montageresultat, was weitere Prüfschritte und Kontrollen einspart.
Med-El-Projektmanagerin Ursula Bayer.
Med-El-Ingenieur Johannes Felderer.
Med-El-Funktionsskizze zur Wirkungsweise der Cochlea-Implantate.

„Nicht sehen können trennt von den Dingen. Nicht hören können trennt von den Menschen.“ Dieses Zitat wird dem Philosophen Immanuel Kant zugeschrieben, der damit verdeutlichte, dass das Gehör eines unserer wichtigsten Kommunikationsmittel ist.

„Ohne unseren Gesprächspartner zu sehen, erkennen wir schon an der Tonlage, ob er erfreut, traurig oder wütend ist“, erläutert Ursula Bayer, Projektmanagerin bei dem österreichischen Unternehmen Medical Electronics – kurz Med-El. Gehörlosigkeit bedeute soziale Isolation, sagt sie. Um Menschen aus ihr herauszuhelfen, entwickelt Med-El seit über 30 Jahren Hilfsmittel, die gehörlose Menschen unterstützen, dem natürlichen Hören (wieder) einen Schritt näher zu kommen.

Weil Med-El höchste Anforderungen an die Präzision und Prozesssicherheit in der Montage seiner empfindlichen medizintechnischen Komponenten stellt, setzen die Innsbrucker unter anderem auf 15 Microtorque-Schrauber von Atlas Copco Tools. Diese Werkzeuge hat der Hersteller speziell für niedrigste Drehmomente entwickelt, weil mit herkömmlicher Schraubtechnik die fortschreitende Miniaturisierung in der Elektrotechnik, Elektronik oder auf dem Medizinsektor nicht mehr umzusetzen ist.

Wie klein beispielsweise die Cochlea-Implantatsysteme sind, deutet Ursula Bayer mit einer Fingergeste an. Zwischen Daumen und Zeigefinger lässt sie einen nur wenige Millimeter großen Abstand und gibt damit die Abmessungen des aktuellen Implantatmodells Concerto wieder: nur 4,5 mm Bauhöhe – und damit 25 % dünner als das Vorgängermodell Sonata, was für den Implantatträger höheren Tragekomfort bedeutet.

Zäher Kunststoff erschwert präzises Verschrauben

„Als fertige Einheit erzielen unsere Cochlea-Implantatsysteme bei Menschen mit schwerer bis völliger Schallempfindungs-Schwerhörigkeit bemerkenswerte Erfolge“, ergänzt Johannes Felderer, der Fertigungsleiter für Audioprozessoren. Die Gehäuse der hinter dem Ohr getragenen Audioprozessoren sind aus Cycoloy-Kunststoff gefertigt. „Dieses Polycarbonat-ABS-Gemisch ist besonders hautverträglich, aber auch sehr zäh, was ihre Montage nicht gerade einfach macht“, sagt Felderer. Der Zusammenbau der Spritzgussteile sei deshalb so kompliziert, weil Schrauben der Größe M 0,8 von beiden Seiten passgenau und in exakt der richtigen Flucht in dünnwandige Kunststoffdome einzudrehen sind. Um diese Dome nicht über Gebühr zu beanspruchen und damit die Edelstahlschrauben dauerhaften Halt haben, werden sie mit genau 0,01 Nm angezogen.

Druckluftschrauber sind keine Alternative

Die elektronisch gesteuerten Microtorque-Schrauber vom Typ MD 03 sind dabei ohne sinnvolle Alternative: „Weder die Montage von Hand noch der Einsatz von Druckluftschraubern bringt auch nur annähernd solch präzise Montageergebnisse, und die Bedienbarkeit ist ebenfalls hervorragend“, streicht Felderer heraus. Dies fange bereits beim Aufnehmen der winzig kleinen Spezial-Schlitzschrauben an. Statt sie von Hand zuführen, einfädeln oder mit Pinzetten oder ähnlichen Hilfsmitteln positionieren zu müssen, verfügen die nur 132 mm kurzen Microtorque-Stabschrauber über eine integrierte Vakuumansaugung.

Ihr Unterdruck saugt die Schrauben aus dem Schüttelsieb an und hält sie sicher im Kopf des Werkzeugs, bis der Schraubvorgang abgeschlossen ist. Ein I.O.-Signal (in Ordnung) der Schraubersteuerung gibt den Bedienern Gewissheit, dass die gewünschten Schraubparameter erzielt wurden, und sie können sofort den nächsten Montagezyklus beginnen. „Früher wurde jede einzelne Schraubverbindung nach dem Anziehen noch einmal überprüft“, blickt Johannes Felderer zurück, „doch diesen zeitraubenden Arbeitsschritt können wir uns durch die elektronisch gesteuerten Microtorque-Werkzeuge mit ihrer enorm hohen Wiederholgenauigkeit sparen.“

„Versicherung“ gegen Kunststoffbruch

Auch die Med-El-Qualitätssicherung profitiert von den Microtorque-Modellen: Der gesamte Schraubprozess ist überwacht, und bei Abweichungen und etwaigen Montagefehlern bekommen die Feinmechanikerinnen und Feinmechaniker umgehend ein N.i.O.-Signal. „Diese Nicht-in-Ordnung-Meldung ist unsere Versicherung gegen Kunststoffbruch, der sich beispielsweise bei einem falschen Drehmoment schleichend einstellen könnte.“ Das sei in der Medizintechnik sehr unangenehm und bei Implantaten grundsätzlich zu vermeiden.

Ebenso sind Kratzer an Bauteilen und Oberflächen, und seien sie noch so klein, verboten. Krankheitserreger könnten sich selbst in mikroskopisch kleinen Macken und Riefen einnisten. Doch auch hier sei man mit den MD-03-Tools auf der sicheren Seite, beruhigt der Ingenieur: Eine Führungshülse in der Schraubenaufnahme des Werkzeugs stellt sicher, dass jede Schraube auf Anhieb genau im Klingenschlitz gehalten wird. „Das verhindert jeden mechanischen Kontakt zwischen Schraubklinge und Schraubenkopf, so dass er garantiert frei von Kratzern bleibt.“

Med-El hat ein breites Sortiment implantierbarer Hörlösungen, und jedes Modell hat individuelle Montageparameter. Doch decken die nur 100 g leichten und frei programmierbaren Microtorque-Geräte vom Typ MD 03 mit ihrem Drehmomentbereich von 0,5 bis 2,5 Ncm und Drehzahlen von 600 bis 1.000 min-1 praktisch alle derzeitigen Schraubaufgaben ab.

Sollte sich der Bedarf ändern, gibt es bei Atlas Copco 33 weitere Microtorque-Varianten für kleine und kleinste Drehmomente. Sie umfassen in Bezug auf Drehzahlen, Prozessüberwachung und Montagedokumentation das gesamte Spektrum bis zur Null-Fehler-Montage.

Über Med-El

Konventionelle Hörgeräte helfen ihren Trägern nur dann, wenn ein Resthörvermögen vorhanden ist, da sie akustische Informationen lediglich verstärken, filtern und weiterleiten. Das Tiroler Unternehmen Med-El ging bereits in den 1970er Jahren einen Schritt weiter. Es entwickelte ein aus zwei Modulen bestehendes System, das auch Menschen mit völliger Schallempfindungsschwerhörigkeit (wieder) hören lassen kann.

Der äußere Teil des Systems ist der hinter dem Ohr getragene Audioprozessor mit Batterien und Mikrofon. Der innere Teil wird chirurgisch unter der Haut am Ohr platziert und besteht aus dem Gehäuse mit der Elektronik, der Empfangsspule, einem Magneten, der die Spule des Audioprozessors hinter dem Ohr hält, und dem Elektrodenarray. Dieser 31,5 mm lange Array ist das Kernstück des Implantats und wird direkt in die Cochlea genannte Hörschnecke des Innenohrs eingesetzt.

Das Cochlea-Implantat (CI) sendet jede Sekunde über 50.000 elektrische Pulse des Audioprozessors über eine Vielzahl von Kontakten an die Nervenstrukturen im Innenohr. Durch die Stimulation dieser Nervenstrukturen übermittelt der Hörnerv Signale ans Gehirn, wo diese als akustisches Ereignis interpretiert werden. Cochlea-Implantate werden heute vor allem gehörlos geborenen Kleinkindern eingesetzt. Die Cochlea wächst im Laufe des Lebens nicht mehr, das Implantat passt also von klein auf gut.

Med-El beschäftigt allein in Innsbruck rund 800 Mitarbeiter aus über 40 Nationen.