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In
der DE 10 2004 019 144 ist ein Pflegebett beschrieben, das einen
höhenverstellbaren
Heber aufweist, der auf dem Matratzenrahmen angeordnet ist. Mit
Hilfe des höhenverstellbaren
Hebers soll der Matratzenrahmen mit dem darauf liegenden Patienten
aus der normalen Betthöhe
in eine Pflegehöhe gebracht
werden, die es dem Personal erleichtert, Handhabungen am pflegebedürftigen
Patienten vorzunehmen.
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Zur
Höheverstellung
weist das bekannte Bett einen Elektromotor auf, der über ein
Schneckengetriebe eine Schraubspindel antreibt. Die Schraubspindel
erstreckt sich zwischen dem Heberfuß und dem Heberkopf, um den
Heber entsprechend in der Höhe
zu strecken. Der Antrieb ist selbsthemmend. Der Elektromotor selbst
ist ein Kleinspannungsgleichstrommotor. Die Versorgungsspannung
liegt bei ca. 24 Volt Gleichspannung.
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Mit
dem bekannten Bett können
Patienten bis zu einem konstruktiv vorgegebenen maximalen Körpergewicht
gehoben und gesenkt werden. Die konstruktive Grenze ergibt sich
im Wesentlichen aus der Hubkraft des verwendeten Elektromotors.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung ein Pflegebett zu schaffen,
das in der Lage ist, Patienten mit einem höheren Körpergewicht heben und senken
zu können.
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Das
erfindungsgemäße Pflegebett
weist einen höhenverstellbaren
Heber auf. Zur Höhenverstellung
des Sockels sind zwei Elektromotoren vorgesehen, die kinematisch
parallel arbeiten. Da diese Elektromotoren aufgrund des Gewindespindelantriebs
selbstblockierend sind, können,
wenn keine Gegenmaßnahmen
getroffen werden, Verspannungen auftreten, die das Bett und die
Motoren beschädigen.
Wegen der Steifheit der Hebelmechanik des Sockels genügen hierzu
geringe Wegunterschiede der Elektromotoren.
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Um
dem vorzubeugen sind bei dem erfindungsgemäßen Pflegebett die beiden Elektromotoren
elektrisch in Reihe geschaltet.
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Aufgrund
dieser schaltungstechnischen Anordnung wird dafür gesorgt, dass die mechanische Belastung
der beiden Motoren selbsttätig
symmetriert wird. Bei demjenigen Motor, bei dem die mechanische
Belastung größer ist,
tritt eine, wenn auch kleine, Drehzahlreduzierung auf. Hierdurch
reduziert sich die Gegen-EMK bei diesem Motor, was dazu führt, dass
die für
den anderen Motor zur Verfügung stehende
Antriebsspannung höher
wird. Durch diese höhere
Spannung kann sich bei dem weniger stark belasteten Motor die Drehzahl entsprechend
erhöhen
solange, bis beide Motoren gleich belastet sind.
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Die
Erfahrung hat gezeigt, dass verblüffenderweise diese Symmetrierung
auch möglich
ist, wenn die beiden Motoren mechanisch sehr starr miteinander gekoppelt
sind und die mechanische Arbeit über
Schraubspindelgetriebe, die eigentlich praktisch selbsthemmend sind,
abgegeben wird.
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Durch
die Symmetrierung auf elektrischer Seite wird dafür gesorgt,
dass beide Motoren etwa dieselben mechanische Leistung abgeben,
was gleichbedeutend ist, dass beide Motoren etwa dieselbe Kraft
erzeugen um den Patienten zu heben. Insbesondere werden hierdurch
andauernde Verspannungen vermieden, die auftreten, weil u.U. ein
Motor dem anderen Motor vorauseilt. Der vorauseilende Motor wäre gezwungen
den überwiegenden
Teil das Patientengewicht ständig
zu tragen.
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Im Übrigen sind
Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
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Beim
Durchlesen der Figurenbeschreibung wird dem Fachmann klar, dass
eine Reihe von Abwandlungen möglich
sind, die aus den jeweiligen Gegebenheiten erfolgen. Außerdem sind
weitere Kombinationen denkbar, die in allen Permutationen nicht darstellbar
sind, ohne den Umfang der Figurenbeschreibung unnötig zu erhöhen.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des
Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 ein
Pflegebett gemäß der Erfindung,
in der Bett stellung;
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2 das
Pflegebett gemäß der Erfindung, in
der gedrehten Sesselstellung;
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3 den
Aufbau des Hebers des erfindungsgemäßen Pflegebetts, in einer Seitenansicht und
teilweise in Explosionsdarstellung;
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4 eine
vereinfachte Draufsicht auf den Unterrahmen des Hebers nach 3 und.
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5 die
Grundschaltung zur Symmetrierung der Lastverteilung auf die beiden
Hebermotoren.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein Pflegebett 1 in
der Liegestellung, während 2 das
Pflegebett 1 in der Sitz- oder Sesselstellung wiedergibt.
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Das
Pflegebett
1 weist eine Bettumrandung
2 mit einem
Kopfteil
3, einem Fußteil
4 sowie
Seitenwänden
5 und
6 auf.
Die dem Betrachter zugekehrte Seitenwand
5 befindet sich
in der Liegestellung wie veranschaulicht im Abstand zum Boden, womit
zwischen Unterkante der Seitenwand
5 und dem Boden ein
Spalt besteht, der es dem Pflegepersonal ermöglicht, die Fußspitzen
unter das Bett zustellen. Die Seitenwand
5 ist beweglich
gelagert und gelangt in der Sesselstellung des Pflegebetts
1 in
eine nach unten verschobene Position, wie dies
2 erkennen lässt. Die
spezielle Lagerung der Seitenwand
5 ist beispielsweise
ausführlich
in der
DE 199 12 937
A1 erläutert.
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Innerhalb
der Bettumrandung 2 befindet sich ein Bett heber 7,
wie es die 3 erkennen lässt.
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Zu
dem Bettheber 7 gehören
ein höhenverstellbarer
Sockel 8, auf dessen Kopf ein Drehscharnier 9 mit
einer vertikalen Drehachse befestigt ist, ein Zwischenrahmen 10,
sowie ein Liegerahmen 11, auf dem sich eine Matratze 12 befindet.
Der Liegerahmen 11 ist in der Draufsicht rechteckig.
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Der
Liegerahmen 11 gliedert sich in einen Zentralabschnitt 13,
der fest mit dem Zwischenrahmen 10 verbunden ist, einen
Rückenabschnitt 14,
der an dem Zentralabschnitt 13 anscharniert ist, einen Oberschenkelabschnitt 15,
der ebenfalls an dem Zentralabschnitt 13 anscharniert ist,
sowie einen Unterschenkelabschnitt 16. Der Unterschenkelabschnitt 16 ist
an dem von dem Zentralabschnitt 13 abliegenden Ende des
Oberschenkelabschnittes 15 anscharniert. Die Scharnierachsen,
um die die Abschnitte 14, 15, 16 relativ
zu dem Zentralabschnitt 13 beweglich sind, liegen horizontal.
Schließlich
gehört
zu dem Liegerahmen 11 noch ein Fußabschnitt 17, der
starr mit dem Sockel 8 unmittelbar verbunden ist.
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Der
Zentralabschnitt 13 des Liegerahmens 11 weist
zwei parallel zueinander verlaufenden Längsholme 18 auf, die
entsprechend der Breite des Pflegebetts 1 voneinander beabstandet
sind. Wegen der seitlichen Ansicht verdeckt der sichtbare Längsholm 18 den
dahinter liegenden zugehörigen
Längsholm
des Zentralabschnitts 13.
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Der
Rückenabschnitt 14 wird
von einem Holm 19 sowie einem weiteren dazu parallelen
Holm begrenzt, der wegen der Darstellung in 3 nicht zu
erkennen ist. Der Holm 19 ist an dem Holm 18 anscharniert
während
der weitere verdeckte Holm mit dem zu dem Längsholm 18 parallelen
Längsholm verbunden
ist. Die beiden Holme 19 des Rückenabschnitts 14 sind über einen
in der Figur nicht erkennbaren Querholm am oberen Ende bei 20 miteinander verbunden.
Außerdem
verbindet eine weitere Querstrebe 21 die beiden Längsholme 19 an
der Unterseite.
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Auch
der Oberschenkelabschnitt 15, wird von zwei Längsholmen
begrenzt, von denen lediglich ein Längsholm 22 zu erkennen
ist. Der andere Längsholm
wird durch den Längsholm 22 verdeckt. Die
beiden Längsholme 22 sind über eine
Querstrebe 23 verbunden. Die Querstrebe 26 verläuft etwa
auf der Mitte jedes Längsholms 22 an
der Unterseite.
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Schließlich wird
auch der Unterschenkelabschnitt 16 von zwei Längsholmen
begrenzt, von denen wiederum lediglich der Längsholm 24 in der
Figur zu erkennen ist. Die beiden Längsholme 24 sind am unteren
Ende bei 25 über
eine nicht erkennbare Querstrebe miteinander verbunden. Zusätzlich zu dieser
Querstrebe werden die beiden Längsholme 24 durch
eine Strebe 26 verbunden, an der zwei zueinander parallel
Führungsschienen 27 befestigt
sind, die bis zu dem Ende 25 reichen. Sie verlaufen wie
gezeigt in einem Winkel zu dem Längsholm 24 und zwar
so, dass sie in Richtung auf das Fußende 25 hin konvergieren.
Der Abstand der beiden Führungsschienen 27 ist
deutlich kleiner als der Abstand der beiden Längsholme 24. Gegenüber diesen
sind die Führungsschienen 27 ca.
um 20 cm nach innen hin versetzt.
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Sämtlich Längsholme 18, 19, 22,
und 24 tragen zur Bettmitte hin zeigende Zapfen, um hierüber Gummiformteile
mit den Längsholme 18, 19, 22,
und 24 zu verbinden, die in bekannter Weise Federstäbe verankern,
die sich über
die Breite des Liegerahmens 11 erstrecken.
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Die
Scharniere, die auf jeder Seite des Betts 1 jeweils benachbarte
Längsholme 18,19, 22, 24 miteinander
verbinden sind schematisch bei 29, 30 und 31 dargestellt.
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Der
Unterschenkelabschnitt 16 kann über einen nicht veranschaulichten
Elektromotor angehoben oder gesenkt werden. Der Elektromotor ist
mit einem Hebel 32 getrieblich gekuppelt und befindet sich in
dem Zwischenrahmen 10.
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Ein
weiterer Elektromotor 33 stützt sich in dem Zwischenrahmen 10 und
führt zu
der Querstrebe 21. Auf diese Weise kann der Rückenabschnitt 14 gehoben
oder gesenkt werden.
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Die
beiden Längsholme 18 des
Zentralteils 13 sind starr mit dem Zwischenrahmen 10 verbunden.
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Der
Zwischenrahmen 10 setzt sich aus zu einem Rechteckrahmen
miteinander verschweißten Vierkantrohren
zusammen, von denen lediglich ein Vierkantrohr 34 zu erkennen
ist. Das dazu parallele Vierkantrohr ist durch das Vierkantrohr 34 verdeckt.
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Der
Rechteckrahmen ist schmäler
als es dem Abstand der Längsholme 18 voneinander
entspricht. An den zueinander parallelen Vierkantrohren 34 sind
insgesamt vier Ausleger 35 angeschweißt, von denen jeweils zwei
einen Längsholm 18 tragen. Die
Ausleger 35 verlaufen horizontal und rechtwinkelig zu der
Längsachse
des Pflegebetts 1.
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Das
Drehscharnier
9 verbindet den Zwischenrahmen
10 mit
dem höhenverstellbaren
Sockel
8. Es setzt sich aus einem Ring
36 und
einem in dem Ring
34 drehbar gelagerten Drehschemel
37 zusammen.
Der Drehschemel
37 ist mit dem Zwischenrahmen
10 über nicht
gezeigte Schrauben verschraubt. Der genaue Aufbau des Drehscharniers
9 ist
in der
DE 102 50 075
A1 erläutert,
auf die hier Bezug genommen ist.
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Mittels
des Drehscharniers 9 ist der Zwischenrahmen 10 zusammen
mit dem Liegerahmen 11 bezüglich einer vertikalen Drehachse
drehbar. Das Drehen geschient mittels eines Elektromotors 38,
der sich einends an dem Sockel 8 und anderenends an dem
Drehschemel 37 abstützt.
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Zu
dem höhenverstellbaren
Sockel 8 gehören
ein oberer Rahmen 39 sowie ein unter Rahmen 41,
die aus entsprechend mit einander verschweißten Vierkantrohren bestehen,
von denen zwei zueinander parallele Vierkantrohre Längsholme 39a bzw 41a bilden. Über insgesamt
vier Kniehebelpaare 42 und 43 stützt sich
der Oberrahmen 39 auf dem Unterrahmen 41 ab. Das
Drehscharnier 9 ist mit dem Oberrahmen 39 verbunden.
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Die
Kniehebelpaare 42, 43 befinden sich jeweils neben
einer Längsseite
des Sockels 8, so dass die damit korrespondierenden Kniehebelpaare 42, 43 an
der anderen Längsseite
in der Seitenansicht von 3 nicht erkennbar sind.
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Das
Kniehebelpaar 42, 43 setzt sich aus einem oberen
Kniehebelarm 44 und einem unteren Kniehebel 45 zusammen.
Jeder Kniehebel 42, 43 ist über ein Scharnier 46 mit
hori zontaler Achse auf der betreffenden Bettseite mit dem oberen
bzw. unteren Rahmen 39, 41 gelenkig verbunden.
Sämtliche
Achsen der Scharniere 46 sind zueinander Achsparallel. Die
Scharniere 46 sind mit ihren Achsen zu den Achsen der Scharniere
der nicht erkennbaren Kniehebel 42, 43 koaxial.
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Scharniere 47 verbinden
die Kniehebelpaare 42, 43 mit dem unteren Rahmen 41.
Die Achsen der Scharniere 47 sind zu den Achsen der Scharniere 46 parallel,
wobei die Achsen von Scharnieren 46, 47, die auf
den beiden Seiten einander entsprechen, zueinander koaxial sind.
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Die
beiden Kniehebelpaare 42, 43 auf jeder Seite des
Sockels 8 sind jeweils durch eine zugehörige horizontale Koppelstrebe 48 miteinander
gekoppelt. Jede Koppelstrebe 48 ist wie gezeigt, mit dem Kniegelenk 49 jedes
Kniehebelpaars 42, 43 scharnierartig verbunden.
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Schließlich verbindet
auf jeder Seite des Sockels 8 eine schräg verlaufende Koppelstrebe 50 den oberen
Kniehebelarm 44 des Kniehebelpaares 42 mit dem
unteren Kniehebelarm 45 des Kniehebelpaares 43.
Zumindest die miteinander fluchtenden Kniehebel 45 auf
beiden Seiten des Bettes am Fußende
sind durch eine Welle miteinander verbunden, von denen lediglich
die Welle 51 in 4 zu erkennen ist. Das gleiche
gilt für
die beiden unteren Kniehebel 45 am Kopfende.
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Zum
Einstellen der Höhe
des Hebers 8 sind gemäß 3 zwei
Spindelhubantriebe 52 und 53 vorgesehen. Zu dem
Spindelhubantrieb 52 gehört ein permanent erregter Elektromotor 54a und
ein in einem Getriebegehäuse 55a enthaltenes
Schneckengetriebe. An das Getriebegehäuse 55a des Schneckenge triebes
schließt
sich ein äußeres Teleskoprohr 56a an,
in dem längsverschieblich
ein inneres Teleskoprohr 57a geführt ist. Das innere Teleskoprohr 57a wird
in bekannter Weise mittels einer darin enthaltenen Schraubspindel
hin und her bewegt.
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Das
innere Teleskoprohr 57a ist über eine Lasche 58 an
einer unteren Quertraverse 59 schwenkbar verankert. Die
Quertraverse 59 erstreckt sich neben der Welle 51,
d.h. neben den unteren Enden der beiden Kniehebelarme 45.
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Neben
dem Getriebegehäuse 55a ist
in Verlängerung
des inneren Teleskoprohrs 57a eine weitere Anschlussgabel 61a vorgesehen.
Diese Anschlussgabel 61a ist auf einer Lasche 62 schwenkbar verankert.
Die Lasche 62 sitzt an einer Quertraverse 63,
die sich zwischen den Längsholmen 39a des
oberen Heberrahmens 9 erstreckt.
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Der
Spindelhubantrieb 53 liegt zu dem Spindelhubantrieb 52 mechanisch
parallel und ist aus denselben Bauelementen aufgebaut, weshalb die dort
auftretenden Konstruktions- und Strukturelemente mit demselben Bezugszeichen
und dem Zusatz b versehen sind. Der Spindelhubantrieb 53 erstreckt
sich zwischen Laschen 64 und 65, die an der unteren
Traverse 59 bzw. der oberen Traverse 63 vorgesehen
sind.
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Es
ist unschwer anhand der 4 zu erkennen, dass jegliche
Ungleichmäßigkeit
im Hub der beiden Spindelhubantriebe 52 und 53 zu
einer Verspannung in dem Heber 8 führt, mit der Konsequenz, dass lediglich
der vorauseilende Motor beim Heben die Last übernehmen würde. Es besteht insoweit eine große Gefahr,
diesen Motor mechanisch zu überlastet
und seine Getriebeteile zu zerstören.
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Um
die beiden Spindelhubantriebe miteinander zu synchronisieren, ist
eine Schaltungsanordnung gemäß 5 vorgesehen.
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Bei
den Elektromotoren 54a und 54b und der beiden
Spindelhubantriebe 52 und 53 handelt es sich um
permanent erregte Gleichstrommotoren. Ihre Stromversorgung geschieht über zwei
zweipolige Anschlusskabel 66a und 66b. Somit gehören zu dem Spindelhubantrieb 52 zwei
elektrische Anschlüsse 67a und 68a und
zu dem anderen Spindelhubantrieb 53 die elektrischen Anschlüsse 67b und 68b.
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Die
beiden Elektromotoren 54a und 54b sind elektrisch
in Serie geschaltet, d.h. der Motorstromeingang 68a ist
mit dem Motorstromeingang 67b verbunden. Der Motorstromeingang 67a führt zu einem
beweglichen Kontakt eines Tastschalters 69, während der
Stromeingang 68b mit einem beweglichen Kontakt eines weiteren
Tastschalters 70 verbunden ist. Deren Ruhekontakte 71 und 72 liegen
gemeinsam an einem Anschluss 73 einer Spannungs- oder Stromquelle 74.
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Die
beiden Tastschalter 69 und 70 weisen außerdem Arbeitskontakte 75 und 76 auf,
die ebenfalls galvanisch miteinander verbunden sind und an einem
zweiten Anschluss 77 der Spannungsquelle 74 liegen.
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Die
gezeigte Stellung ist die Ruhestellung der beiden Tastschalter 69, 70 und
führt dazu,
dass die beiden Elektromotoren 54a und 54b der
Spindelhubantriebe 52, 53 stromlos sind.
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Wenn
der Tastschalter 69 betätigt
wird, liegt der Stromeingang 67a der Serienschaltung der
beiden Elektro motoren 54a und 54b an dem Anschluss 77 der
Gleichspannungsquelle 74, während er andere Stromanschluss 68b mit
dem Anschluss 73 verbunden ist. Dadurch werden die beiden
Spindelhubantriebe 52, 53 beispielsweise im Sinne
des Ausfahrens bzw. Streckens des Hebers 8, also gleichsinnig, in
Gang gesetzt.
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Durch
Loslassen und Betätigen
des anderen Tastschalters 70 wird der Stromeingang 68b mit
dem Anschluss 77 in der Spannungsquelle 74 verbunden, während der
Stromeingang 67a der Serienschaltung der beiden Spindelhubantriebe 52 und 53 an
dem Anschluss 77 der Spannungsquelle 74 angeschlossen bleibt.
Auf diese Weise kann die Serienschaltung der beiden Spindelhubantriebe 52, 53 beispielsweise
im Sinne des Einfahrens des Hebers 8 in Gang gesetzt werden.
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Aufgrund
der gezeigten Schaltung erfolgt eine selbsttätige Symmetrierung der Lastverteilung zwischen
den beiden Spindelhubantrieben 52 und 53.
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Ohne
Anspruch auf Vollständigkeit
der Theorie der Wirkungsweise der Schaltung wird folgende Erklärung gegeben:
Zur
Erläuterung
des Sachverhalts sei angenommen, dass beim Betätigen beispielsweise des Tasters 69 im
Sinne des Hebers der Spindelhubantrieb 52, in einer Stellung
steht, in der er dem Spindelhubantrieb 53 vorauseilen würde. Eine
solche Situation kann beispielsweise auftreten, wenn der Heber 8 aus
der unteren mechanischen Endlage anfährt. Das Vorauseilen führt zunächst zu
einer vergrößerten Lastübernahme
verglichen mit dem Spindelhubantrieb 53. Aufgrund der höheren Belastung
des Spindelhubantriebs 52 ist die Drehzahl des antreibenden
zugehörigen
Elektromotors 54a gering fügig kleiner als die Drehzahl
des anderen Elektromotors 54b. Dadurch ist die Gegen-EMK,
die der Anker dieses Motors 54a erzeugt, kleiner als die
Gegen-EMK des Ankers des Elektromotors 54b. Hierdurch kann
der Strom durch die Serischaltung der Motoren steigen. Da aber der Motor 54a stärker belastet
ist kann sich seine Drehzahl weniger schnell erhöhen als die des weniger belasteten
Motors 54b. Somit kann der geringer belastete Elektromotor 54b wegmäßig aufholen.
Er wird in der Beschleunigung erst gebremst, wenn seine Ausfahrstellung
die des zunächst
stärker
belasteten Elekromotors 54a überholt.
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Je
nach der Elastizität,
gegen die die beiden Spindelhubantriebe 52 und 53 arbeiten,
wiederholt sich abwechselnd dieses Kompensationsspiel bis nach wenigen
Wechseln, die Last zwischen den beiden Motoren 54a, 54b symmetrisch
verteilt ist und beide in gleichem Maße Kraft erzeugen, um den Heber 8 zu
strecken.
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Aufgrund
der Schwungmasse der Anker der beiden Elektromotoren 54a und 54b tritt
nach dem Erreichen der Gleichgewichtsbedingung ein gewisses Überschwingen
auf, was die oben erwähnten
Regelschwingungen hervorruft. Die Regelschwingungen klingen jedoch
innerhalb kurzer Zeit nach wenigen Überschwingern ab.
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Damit
das gewünschte
Ziel erreicht werden kann, müssen,
weil beide Motoren 54a, 54b dieselbe Kraft erzeugen
sollen, zwangsläufig
die Motoren 54a, 54b auch hinsichtlich der für die Krafterzeugung
und Schwungmassen maßgeblichen
Konstruktionsdetails weitgehend übereinstimmen.
Die Drehrichtung hingegen spielt keine Rolle. Zweckmäßig ist
es um eine maximale Auslastung zu erreichen, wenn die Nennspan nung
von jedem der beiden Spindelhubantriebe 52, 53 halb
so groß ist
wie die Ausgangsspannung der Stromquelle 74.
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Die
Erfindung ist in Verbindung mit einem drehbaren Pflegebett beschrieben.
Es versteht sich jedoch, dass auf die Drehbarkeit auch verzichtet
und die Erfindung auch auf ein normales Pflegebett angewendet werden
kann.
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Um
die Hebefähigkeit
eines Pflegebetts zu erhöhen
und schwere Patienten heben zu können, werden
im höhenverstellbaren
Heber zwei Antriebsmotoren verwendet. Die beiden Antriebsmotoren sind
mechanisch parallel wirkend eingebaut. Um eine symmetrische Lastverteilung
zwischen den beiden Motoren zu erhalten, sind sie elektrisch in
Reihe geschaltet und werden als Reihenschaltung aus einer gemeinsamen
Spannungsquelle versorgt.