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Die
Erfindung betrifft eine Hubeinheit, insbesondere für Rollstuhlfahrer,
zum Heben und Senken von Sitzgelegenheiten und Liegeflächen oder
zum Überwinden
von Schwellen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Aus
der US 2002/0178501 A1 ist eine Hubvorrichtung bekannt geworden,
die eine Bodenplatte und eine Auflagefläche umfasst, wobei die Auflagefläche durch
eine Hubscherenanordnung relativ zur Bodenplatte auf und ab bewegbar
ist. Die Hubscherenanordnung weist zumindest zwei mit Abstand zueinander
angeordnete Hubscheren auf, die die Auflagefläche tragen. Durch eine Antriebseinheit,
die einen Motor und ein an der Hubscherenanordnung angreifendes
Antriebselement umfasst, wird die Hubbewegung der Hubscherenanordnung
durchgeführt. Beim
auf und ab Bewegen wird eine entlang der Bodenplatte verfahrbare
Schlittenvorrich tung betätigt, die
Loslager der Hubscheren bewegen. Zum Anheben der Auflageplatte in
einer ersten Hubphase aus der Ruhelage ist eine Kraft-Weg-Untersetzungseinheit
vorgesehen, die durch einen weiteren Schlitten, der getrennt zum
ersten Schlitten vorgesehen ist, betätigt wird. In einem Drehgelenk
der sich kreuzenden Tragarme der Hubschere ist eine Laufrolle vorgesehen,
die über
eine bewegbare Rampe, welche über einen
zweiten Schlitten verschiebbar an einer weiteren Rampe angeordnet
ist, angehoben wird, um die Auflagefläche aus einer Totpunktlage
anzuheben. Dies wird dadurch bewirkt, dass das Antriebselement als
Riemen ausgebildet ist, der über
eine Umlenkrolle an dem ersten Schlitten angreift, der zu den Loslagern
befestigt ist und mit einem freien Ende an dem zweiten Schlitten
angreift, an dem eine Rampe angeordnet ist. Beim Anheben in einer
ersten Hubphase aus der Ruhelage werden der zweite Schlitten und der
erste Schlitten aufeinander zubewegt, um die Totpunktlage zu überwinden.
Durch diese aufeinander zugerichtete Bewegung der Schlitten wird
die an dem zweiten Schlitten angeordnete Rampe gegen die feststehende
Rampe verschoben, um die Laufrolle in der Gelenkachse der Hubscheren
unterstützend
anzuheben.
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Diese
Ausgestaltung einer Hubeinheit erfordert den Einsatz eines Antriebriemens
und weist den Nachteil auf, dass dieser einen hohen Verschleiß aufweist,
geringe Lasten aufnehmen kann und sich während seiner Lebensdauer durch
Ermüdung
des Materials verlängert.
Darüber
hinaus ist durch die zusätzliche
Betätigung
der gegeneinander verschiebbaren Rampen über den zweiten Schlitten eine
erhöhte
Lagerreibung gegeben, die dem einfachen Anheben entgegenwirkt.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hubeinheit, insbesondere
für Rollstuhlfahrer
zum Heben und Senken von Sitzgelegenheiten und Liegeflächen oder
zum Überwinden
von Schwellen, zu schaffen, bei der ein sicheres Anheben von großen Lasten
sowie ein einfacher konstruktiver Aufbau gegeben ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
einer Schlittenvorrichtung, die zumindest einen ersten und einen
zweiten relativ zueinander verschiebbaren Schlitten aufweist, die
teilweise ineinandergreifend angeordnet sind und durch ein an einem
Schlitten angreifendes Antriebselement beim Heben und Senken der
Auflagefläche
in eine gemeinsame Richtung verfahrbar sind, werden die Reibungs-
und Lagerkräfte sowie
die Anzahl der kinematischen Bewegungen zum Anheben der Auflagefläche in einer
ersten Hubphase reduziert. Gleichzeitig wird dadurch der konstruktive
Aufbau vereinfacht, da beide Schlitten beim Heben und Senken jeweils
in nur eine gemeinsame Richtung verfahrbar vorgesehen sind und das
Antriebselement an einem der wenigstens zwei Schlitten angreift.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der erste und zumindest eine weitere Schlitten durch eine Durchbrechung,
insbesondere eine Langlochbohrung und ein darin gelagertes Führungselement,
insbesondere einen Bolzen, relativ zu einander verfahrbar angeordnet
sind. Dadurch wird ein konstruktiv einfacher Aufbau ermöglicht.
Gleichzeitig ist eine gegenseitige Führung der teilweise in einander
angeordneten Schlitten sowie eine einfache und konstruktive Ausgestaltung
gegeben.
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Die
Schlittenvorrichtung ermöglicht
nach einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung, dass in einer ersten Hubphase aus der Ruhelage der Hubscherenanordnung
die Kraft-Weg-Untersetzungseinheit durch den ersten Schütten betätigbar ist und
in einer weiteren Hubphase bis zu einer Hubendstellung oder Gebrauchslage
der zweiten Schlitten geschleppt durch den ersten Schlitten verfahrbar
ist. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Antriebselement und
der Schlittenvorrichtung erheblich vereinfacht. Gleichzeitig ist
ein stufenloser Übergang aus
einer ersten Hubphase in eine weitere Hubphase ermöglicht,
bei der mit einer größeren Hubgeschwindigkeit
bei gleicher Antriebsgeschwindigkeit der Antriebseinheit in einer
ersten Hubphase die Auflagefläche
verfahren werden kann. Darüber
hinaus sind keine Wegbegrenzungselemente erforderlich, um einen Übergang
zwischen einer ersten Hubphase, in der die Kraft-Weg-Untersetzungseinheit
wirkt, in eine weitere Hubphase bis zur Hubendstellung oder Gebrauchslage,
in der die Kraft-Weg-Untersetzungseinheit
nicht wirkt, zu ermöglichen.
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Das
Antriebselement ist gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung als Antriebsspindel, insbesondere Gewindespindel,
ausgebildet, die vorzugsweise unmittelbar an dem ersten Schlitten
der Schlittenvorrichtung angreift. Solche Antriebsspindeln weisen eine
hohe Lebensdauer und eine mechanische Robustheit auf. Darüber hinaus
können
sehr hohe Kräfte übertragen
werden. Durch die unmittelbare Anordnung der Arbeitsspindel an der
ersten Schlittenanordnung ist nur noch ein weiteres Lager erforderlich, das
nahe einem Motor der Antriebseinheit vorgesehen ist, um die Arbeitsspindel
aufzunehmen und zu führen.
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Die
Kraft-Weg-Untersetzungseinheit ist vorteilhafterweise durch eine
keil- oder kurvenförmige Kulisse
gebildet, auf der zumindest eine Laufrolle abrollt. Dadurch ist
die Anzahl der Bauteile reduziert, um eine gewichtsparende Anordnung
auszubilden und die Hubeinheit transportabel zu gestalten.
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Bevorzugt
ist an einem Tragarm, der schwenkbar an der Bodenplatte befestigt
ist, eine Kulisse vorgesehen und die Laufrolle an der Schlittenvorrichtung
angeordnet. Dadurch kann eine einfache und kompakte Ausgestaltung
ermöglicht
sein. Alternativ ist auch eine vertauschte Anordnung möglich.
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Besonders
bevorzugt ist die Kulisse am Tragarm der Hubschere zwischen einer
durch den zweiten Tragarm gebildeten Gelenkachse und einem an der
Bodenplatte gebildeten Festlager des Tragarmes vorgesehen. Dadurch
lassen sich gute Kraftuntersetzungsverhältnisse ausbilden. Gleichzeitig
ist durch die Anordnung der Kulisse am Tragarm eine Anpassung an
die baulichen Größen und
den maximalen Verschiebeweg des Schlittens ermöglicht.
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Die
Kraft-Weg-Untersetzungseinheit ist bevorzugt zum Anheben des Tragarmes
aus einer Ruhelage beziehungsweise horizontalen Ausrichtung oder
nahezu horizontalen Ausrichtung bis zu einem Winkel von mindestens
5° im Einsatz.
Somit kann ein einfaches und schnelles Anheben aus der Totpunktlage
heraus ermöglicht
sein, und hohe Lasten können
angehoben werden. Beispielsweise ist durch diese Ausgestaltung mit
einem entsprechenden Motor, der mit 220 V angetrieben ist, ermöglicht,
Lasten bis wenigstens 450 kg anzuheben.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Motor und ein Getriebe der Antriebseinheit als liegende
Einheit auf der Bodenplatte vorgesehen sind und die Schlittenvorrichtung
in der Höhe
kleiner als die Höhe der
Hubscherenanordnung in der Ruhelage ausgebildet ist. Dadurch kann
eine sehr flach bauende und kompakte Einheit geschaffen werden,
die einen geringen Verstauraum benötigt. Zudem ist diese Anordnung
auch dazu geeignet, aufgrund dieser Flachbauweise unter modernen
Sitzgelegenheiten positioniert zu werden, die zumeist nur eine sehr
geringe Bodenfreiheit aufweisen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Antriebseinheit räumlich
getrennt zur Hubscherenanordnung vorgesehen ist. Dadurch kann eine
Abschirmung oder Trennung der elektrischen Komponenten zu den mechanischen
Komponenten vorgesehen sein.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Beispiele näher
beschrieben und erläutert.
Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale
können
einzeln für
sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Hubeinheit in einer Ruhelage,
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2 eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Hubeinheit in einer Gebrauchslage,
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3 eine
schematische Draufsicht auf eine Hubeinheit ohne Auflagefläche,
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4 eine
schematische Ansicht von unten auf die Hubeinheit ohne Bodenplatte,
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5 eine
perspektivische Darstellung der Hubscherenanordnung in einer Ruhelage,
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6 eine
perspektivische Darstellung der Hubscherenanordnung am Ende einer
ersten Hubphase und
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7 eine
perspektivische Darstellung der Hubscherenanordnung in einer Gebrauchslage.
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In
den 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Hubeinheit 11 dargestellt. Die Hubeinheit 11 umfasst
eine Antriebseinheit 12 sowie eine Hebeeinrichtung 14 zum
Heben und Senken einer Auflagefläche 16.
Diese Auflagefläche 16 kann
zum Heben und Senken eines nicht näher dargestellten Möbels, wie
beispielsweise ein ein- oder mehrsitziges Sofa, ein Sessel oder
eine sonstige Sitzgelegenheit oder Liegefläche als auch die Aufnahme eines
Rollstuhls, vorgesehen sein.
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Die
Hebeeinrichtung 14 umfasst eine Hubscherenanordnung 18,
die durch zwei Hubscheren 19 ausgebildet sind. Bei diesen
Hubscheren 19 handelt es sich um sogenannte Doppelscheren,
bei denen die Tragarme 21 gleichlang ausgebildet sind.
Die Hubscheren 19 sind über
ein Festlager 22 mit einer Bodenplatte 23 verbunden,
wobei das Festlager 22 durch eine Drehachse gebildet wird, über die
ein Tragarm 21 der Hubschere 19 zur Bodenplatte 23 schwenkbar
befestigt ist. Der weitere Tragarm 21 weist eine Laufrolle 24 auf,
die auf der Bodenplatte 23 verfahrbar angeordnet ist und
ein Loslager 26 bildet. Analoges gilt für die Verbindung zwischen der Hubschere 19 zur
Unterseite der Auflagefläche 16. Das
an der Unterseite der Auflagefläche 16 gebildete Loslager 26 weist
zusätzlich
eine Führung
der Laufrolle beziehungsweise Laufrollen auf, so dass ein Abheben
der Auflagefläche 16 vom
Loslager nicht ermöglicht
ist.
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Die
Antriebseinheit 12 umfasst bevorzugt einen liegend angeordneten
Motor 28, insbesondere Elektromotor, der bevorzugt mit
220 V betrieben werden kann. Die Ansteuerung des Motors 28 kann
alternativ auch durch einen Batteriebetrieb oder sonstigen autarken
Energiequellen erfolgen. Die Ansteuerung kann über eine Signalleitung zur
Antriebseinheit 12 erfolgen oder über eine Fernbedienung mit
einem Funkmodul oder einer Infrarotschnittstelle oder dergleichen.
Die Übertragung
der Antriebskraft von dem Motor 28 auf ein Antriebselement 29 erfolgt
unter Zwischenschaltung eines Getriebes 31. Der Motor 28 und
das Getriebe 31 sind durch einen Wandabschnitt 33 getrennt
zur Hebeeinrichtung 14 vorgesehen. Das Antriebselement 29 ist
bevorzugt als Antriebsspindel ausgebildet, weiches über ein
Lager 34 in den Wandabschnitt 33 geführt ist
und sich in dem Hubbereich in der Hebeeinrichtung 14 erstreckt.
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Die
Hebeeinrichtung 14 weist zwischen den beiden Hubscheren 19 eine
Schlittenvorrichtung 36 auf, die gemäß dem Ausführungsbeispiel durch einen
ersten Schlitten 37 und einen zweiten Schlitten 38 ausgebildet
ist. Der erste Schlitten 37 nimmt das freie Ende des Antriebselementes 39 durch
ein Lager 41 auf. Der erste Schlitten 37 weist
beispielsweise einen wannenförmigen
oder rechteckförmigen
beziehungsweise U-förmigen
Querschnitt auf, wobei die senkrecht stehenden Wandabschnitte 46 Durchbrechungen 43,
insbesondere in Form Langlochbohrungen, aufweisen. Der zweite Schlitten 38 weist
ein Führungselement 45,
insbesondere einen Bolzen, auf, der sich in der Durchbrechung 43 erstreckt,
so dass durch die senkrecht stehenden Wandabschnitte 46 des
ersten und zweiten Schlittens 37, 38 eine gegenseitige
Führung
vorgesehen ist. Zusätzlich
weist der zweiten Schlitten 38 einen verlängert ausgebildeten
Boden 48 auf, um den ersten Schlitten 37 während der
gesamten Relativbewegung zum zweiten Schlitten 38 zumindest
teilweise zu stützen,
um zusätzlich
eine geführte
Anordnung für
das Lager 41 zu bilden. Die Anordnung von Führungselement 45 und Durchbrechung 44 kann
auch vertauscht vorgesehen sein.
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Die
Schlittenvorrichtung 36 ist über eine am ersten Schlitten 37 angeordnete
Laufrolle 56 längsverschiebbar
geführt,
die auf der Bodenplatte oder einer Lauffläche der Bodenplatte 23 aufliegt.
Des Weiteren ist der zweite Schlitten 38 über eine
feste Verbindung nahe dem Loslager 36 des Tragarmes 21 angeordnet,
so dass darüber
eine Abstützung
zur Bodenplatte 23 oder einer Lauffläche erfolgt. Der Bolzen 45 kann
gleichzeitig die Lagerachse für
die Laufrolle 56 bilden.
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Der
zweite Schlitten 38 ist über eine Aufkantung 40 am
Boden 23 und einem Führungselement 39 am
Schlitten 38 zum Boden 23 gehalten, so dass das
Loslager 26 nicht von dem Boden 23 abheben kann.
Die Führung
ist bevorzugt als Gleitführung
ausgebildet.
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Zwischen
der Schlittenvorrichtung 36 und den Hubscheren 19 der
Hubscherenanordnung 18 ist eine Kraft-Weg-Untersetzungseinheit 53 vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel
umfasst diese eine keil- oder kurvenförmige Kulisse 54,
die an einem Tragarm 21 vorgesehen ist. Eine auf der Kulisse 54 abrollende
Laufrolle 51 ist ebenfalls am ersten Schlitten 37 vorgesehen.
Um eine besonders stabile Anordnung zu schaffen, bildet die Laufrolle 51 und
die Laufrolle 56 ein Rollenpaar, so dass eine sichere Ableitung
der auf die Tragarme 21 einwirkenden Last über die
Kulisse 34 der Laufrolle 51 zur Bodenplatte 23 ermöglicht ist.
Zwischen dem Rollenpaar kann auch eine vertiefte Abstützfläche für die Kulisse 54 vorgesehen sein.
Die Rolle 56 ist nach einer bevorzugten Ausführungsform
geringfügig
größer ausgebildet
als die Rolle 51, so dass die Rolle 51 frei drehbar
zur Kulisse 54 vorgesehen ist, ohne dass diese sich am
Boden 23 abstützt. Über den
Bolzen 45 und die Laufrolle 56 erfolgt die Lastübertragung
auf den Boden 23.
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In
den 1 und 2 ist die Auflagefläche 16 gleichzeitig
als Teil einer Abdeckung 17 dargestellt, die die Antriebseinheit 12 umschließt. Zwischen
der Bodenplatte 23 und der Abdeckung 17 ist zur
Sicherung der mechanischen Teile ein Faltenbalg 20 oder
ein Scherengitter vorgesehen.
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Anhand
der 5 bis 7, die die Hubeinheit 11 zur
besseren Darstellung ohne eine Auflagefläche 16 zeigen, wird
das Durchlaufen einer Hubbewegung näher erläutert.
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In
einer Ruhelage gemäß 5 liegen
die Tragarme 21 der Hubscherenanordnung 18 im
Wesentlichen parallel zueinander auf der Bodenplatte 23 auf.
Dazwischen liegend ist die Schlittenvorrichtung 36 vorgesehen.
Zum Überwinden
der Totpunktlage beziehungsweise Ruhelage erfolgt in einer ersten Hubphase,
die in 6 näher
dargestellt ist, ein Anheben der Auflagefläche unter Einfluss der Kraft-Weg-Untersetzungseinheit 53.
Durch den Verlauf beziehungsweise die Steigung der Kulisse 54 kann
eine hinreichende Untersetzung des Weges ermöglicht werden, um hohe Lasten
aus der Ruhelage anzuheben.
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Dieses
Anheben in der ersten Hubphase erfolgt dadurch, dass das als Antriebsspindel
ausgebildete Antriebselement 29 den ersten Schlitten 37 auf die
Antriebseinheit 12 zubewegt. Dabei rollt die Laufrolle 56 oder
eine benachbarte vertiefte Abstützfläche an der
Kulisse 54 ab und hebt die Tragarme 21 der Hubscheren 19 an.
Der zweite Schlitten 38 wird während der ersten Hubphase über die
Verbindung zum Loslager 26 zwangsweise mitgeführt. Durch
die Verbindung 43 des ersten und zweiten Schlitten 37, 38 über einen
in der Durchbrechung 43 verschiebbaren Bolzen 45 ist
eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Schlitten 37, 38 ohne
Krafteinfluss auf das Loslager 36 ermöglicht.
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Sobald
die Tragarme 21 um wenigstens 5° angehoben wurden, ist die Unterstützung der Kraft-Weg-Untersetzungseinheit 53 nicht
mehr erforderlich. Ein solcher Übergang
ist in 6 darstellt. Zu diesem Zeitpunkt hebt die Kulisse 54 von
der Laufrolle 56 ab. Die Kraftübertragung des Antriebselementes 29 erfolgt
zwischen dem ersten und zweiten Schlitten 37, 38 durch
den die Durchbrechung 43 durchdringenden Bolzen 45,
wodurch ein Verschieben des Loslagers 26 erzielt wird.
Der erste Schlitten 37 schleppt quasi den zweiten Schlitten 38,
um die Hubbewegung weiter durchzuführen. Eine Hubendstellung oder
Gebrauchslage ist in 7 dargestellt.
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Beim
Absenken der Auflagefläche
aus einer Hubendstellung oder Gebrauchslage erfolgen die Bewegungsabläufe in umgekehrter
Reihenfolge. Ab dem Übergabezeitpunkt,
bei dem die Kulisse 54 auf der Laufrolle 56 oder
einer Abstützfläche aufliegt, wird
die Absenkbewegung bis in die Ruhelage wieder durch die Kraft-Weg-Untersetzungseinheit 53 bestimmt,
so dass ein sanftes Einfahren in eine Endlage ermöglicht ist.
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Sämtliche
Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsformen sind für sich erfindungswesentlich
und können
in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.