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Die
Erfindung betrifft eine verstellbare Kopfstütze für einen Dentalarbeitsplatz
mit einer Rückenlehne
und der an die Rückenlehne
nach oben anschließenden
Kopfstütze,
wobei die Kopfstütze
ein Getriebeelement aufweist, über
das der einer natürlichen
Nickbewegung des Kopfes des Patienten nachempfundene Bewegungsablauf
der Kopfauflage ausgeführt
wird, wenn der Kopf des Patienten in verschiedene Behandlungsstellungen
gebracht wird. Die Kopfstütze
ist dabei zumindest in eine Richtung T translatorisch automatisch
verstellbar, wobei ein hydraulischer, pneumatischer und/oder mechanischer Antrieb
für das
Getriebeelement vorgesehen ist, der über ein Kopplungselement mit
dem Getriebeelement gekoppelt ist. Das Kopplungselement ist manuell
oder mechanisch deaktivierbar, so dass die Kopfstütze zumindest
in eine Richtung T manuell verstellbar ist.
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Es
sind Dentalarbeitsplätze
mit verstellbarer Kopfstütze
bekannt. Die Kopfstütze
ist dabei entweder motorisch oder manuell verstellbar.
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In
bestimmten Situationen kann das manuelle Verstellen aber auch bei
motorischen Kopfstützvarianten
erwünscht
sein, z. B. zum schnellen Verstellen der Position.
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In
der
DE 2 102 543 erfolgt
die Verstellung einer Kopfstütze über einen
Drehknopf manuell durch den behandelnden Arzt.
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In
der
DE 103 06 875
A1 ist eine mit einer Bremseinrichtung ausgerüstete Lineareinheit
zum Betätigen
von Kopfstützen
an Krankenhausbetten offenbart, bei der eine automatische Verstellung
erfolgt. Ein Betätigungshebel
ermöglicht
eine Schnellauslösung,
bei der Kugeln in eine Freidrehung fallen und eine Mitnehmerhülse außer Eingriff
mit einem Schneckrad gerät.
Diese Betätigung
erfolgt manuell.
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In
der
DE 100 14 063
A1 ist eine Kopfstütze beschrieben,
die über
ein absperrbares Ventil zwischen zwei Kolbenkammern eine manuelle
Betätigung
ermöglichen.
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In
der
EP 0 088 957 ist
eine verstellbare Kopfstütze
offenbart, die mittels von Hand betätigtbaren Auslöseglieds
entriegelbar ist und wobei ein Antrieb vorgesehen ist.
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Aus
der
WO 2006/108 923 ist
eine Kopfstütze
mit einem Antrieb offenbart. Eine schnelle Drehbewegung wird in
eine Linearbewegung umgesetzt, welche wiederum eine langsame Drehbewegung
zur Folge hat.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine motorisch angetriebene
Kopfstütze
derart auszubilden und anzuordnen, dass eine schnelle, einfache
und auch exakte manuelle Verstellung derselben gewährleistet
ist.
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Gemäß der Erfindung
ist das Getriebeelement zumindest teilweise als Gewindestange ausgebildet
und ist ein als Antriebsmuffe ausgebildetes Kopplungselement mit
einer Aussparung vorgesehen, die zumindest teilweise als Innengewinde
ausgebildet ist und mit der Gewindestange in Eingriff bringbar ist,
wobei die Aussparung eine von der zylindrischen Form abweichende
Form aufweist und die Antriebsmuffe zwischen einer den Eingriff
der Gewindestange in das Innengewinde gewährleistenden Position E und
einer den Eingriff der Gewindestange in das Innengewinde ausschließenden Position
V verstellbar ist. Somit ist beim Einsatz eines Spindelgetriebes
die erfindungsgemäße Entkopplung
durch die erfindungsgemäße Ausbildung
der Antriebsmuffe gewährleistet.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Antriebsmuffe
ist sehr einfach und auch zum Nachrüsten bestehender motorischer
Antriebe geeignet.
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Hierdurch
wird erreicht, dass die motorisch bzw. mechanisch verstellbare Kopfstütze zusätzlich auch
manuell verstellt werden kann, wobei die manuelle Verstellung deutlich
schneller vonstatten geht als die motorische. Die gewünschte Position
der Kopfstütze
kann somit zumindest in erster Näherung
sehr schnell manuell erreicht werden und erst anschließend, falls
eine Korrektur notwendig sein sollte, mittels des relativ langsamen,
aber doch sehr präzisen und
vor allem hoch auflösenden
motorischen Antriebs.
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Erfindungsgemäß ist für eine manuelle
Verstellung einer motorischen Kopfstütze in beide Richtungen ein
Entkoppeln der Verstellmechanik von den Komponenten notwendig, die
die unerwünschte
Verstellung im Ruhezustand des Antriebs verhindern. Dies kann z.
B. bei einem Elektromagnetspindelantrieb die Entkopplung der Mutter
von der Spindel sein. Vorstellbar ist auch das Öffnen einer elektromagnetischen
Bremse oder ähnlicher
Arretierungsvorrichtungen. Bei pneumatisch hydraulischen Antrieben
kann die gleiche Funktion auch durch das Öffnen eines Magnetventils bewirkt
werden.
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Vorteilhaft
ist auch, dass die Antriebsmuffe um eine zumindest virtuell vorgesehene
Achse K kippbar gelagert ist und zwischen der Position E und der
Position V um einen Winkel α kippbar
ist, wobei die Gewindestange in der Position E in den als Innengewinde
ausgebildeten Teil der Aussparung zumindest teilweise eingreift.
Durch die Kippbarkeit der Antriebesmuffe sind bezüglich der
relativen Lage zwischen Gewindestange und Antriebsmuffe zwei Positionen
E und V generierbar, von denen eine Position E das Eingreifen des
Gewindes bzw. der Gewindestangen gewährleistet, wohingegen die andere Position
V eine manuelle Verstellung gewährleis tet, also
den Eingriff zwischen Gewindestange und Innengewinde verhindert.
Für das
Verkippen der Antriebsmuffe sind bei entlasteter Kopfstütze geringe Kräfte zum
Entkoppeln derselben von der Getriebestange notwendig. Für die Rückstellung
der Antriebsmuffe sind in entsprechender Weise ebenfalls geringe
Kräfte
notwendig. Die Sperrwirkung der Antriebsmuffe wird wie nachstehend
erläutert
durch die Last der Kopfstütze
selbst bewirkt.
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Zudem
ist es von Vorteil, dass die Aussparung gebildet ist aus einer Überlagerung
des auf die Gewindestange aufschraubbaren zylindrischen Innengewindes
und einer um den Winkel α gekippt dazu
orientierten Bohrung mit einem Innendurchmesser Di, der mindestens
so groß ist
wie ein Außendurchmesser
Da der Gewindestange. Die Größe des Außendurchmessers
Da gewährleistet
die Verfahrbarkeit der Gewinde stange innerhalb der Bohrung. Durch
die Verkippung der Antriebsmuffe wird eine koaxiale Ausrichtung
zwischen der Gewindestange und dem relativ zur Bohrung gekippt angeordneten
Innengewinde generiert, so dass die Gewindestange in das Innengewinde
formschlüssig
eingreift.
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Daneben
ist es vorteilhaft, dass ein manuelles Bedienelement zum Kippen
der Antriebsmuffe vorgesehen ist und dass das Bedienelement als
Seilzug ausgebildet ist und von einem oberen Bereich der Kopfstütze aus
erreichbar ist. Der Anwender kann somit zwecks Einstellung der Kopfstütze für den auf
dem Dentalarbeitsplatz sitzenden Patienten durch einfaches Betätigen des
Bedienelementes bzw. eines im Bereich der Kopfstütze angeordneten Bedienknopfes
zwischen der manuellen und der motorischen Antriebsvariante für die Kopfstütze wählen.
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In
diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass die Antriebsmuffe ein
Rückstellelement
aufweist, mittels dessen die Antriebsmuffe in die Position E bringbar
ist, und das Rückstellelement
als Federelement ausgebildet ist. Das Rückstellelement gewährleistet
die sichere, die Gewindestange und das Innengewinde in Eingriff
bringende Position E der Antriebsmuffe, in der die Kopfstütze mit
Bezug zur Verstellrichtung fixiert ist. Unerwünschtes Verrutschen der Kopfstütze wird
somit ausgeschlossen.
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Ferner
ist es von Vorteil, dass die Antriebsmuffe innerhalb einer Lagerhülse angeordnet
ist, und die Antriebsmuffe eine untere Anschlagfläche und
die Lagerhülse
eine untere Lagerfläche
aufweist, wobei die untere Anschlagfläche und/oder die untere Lagerfläche eine
Fase aufweist, wobei die Antriebsmuffe in der Position E mit der
unteren Anschlagfläche
gegen die untere Lagerfläche
anlegbar ist. Dabei ist es von Vorteil, dass die Antriebsmuffe durch
Anlegen der unte ren Anschlagfläche
gegen die untere Lagerfläche relativ
zur Lagerhülse
von der Position E in die Position V um eine Achse K kippbar ist
und in der Position V die untere Anschlagfläche gegen die Fase anlegbar
ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass die Antriebsmuffe innerhalb
einer Lagerhülse angeordnet
ist, und die Antriebsmuffe eine obere Anschlagfläche und die Lagerhülse eine
obere Lagerfläche
aufweist, wobei die obere Anschlagfläche und/oder die untere Lagerfläche eine
Fase aufweist, wobei die Antriebsmuffe in der Position E mit der
oberen Anschlagfläche
gegen die obere Lagerfläche
anlegbar ist und die Antriebsmuffe ausgehend von der Position E
durch Anlegen der oberen Anschlagfläche gegen die obere Lagerfläche gegen
Verkippen um die Achse K sicherbar ist, wobei in der Position V
der Antriebsmuffe die Fase gegen die obere Lagerfläche anlegbar
ist. Die durch das Eigengewicht der Kopfstütze generierte Anlagekraft
zwischen der oberen Lagerfläche
der Lagerhülse
und der oberen Anschlagfläche
des Kopplungselementes führt
dazu, dass die Antriebsmuffe ausgehend von ihrer Position E in derselben
gesichert wird. Ein Verkippen um die Kippachse K ist nur entgegen
der Anlagekraft möglich.
Somit ist eine durch das Eigengewicht oder eine Belastung hervorgerufene
Sperrwirkung gewährleistet.
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Im
Gegenzug ist die Funktion eines Freihubes gewährleistet. Beim Herunterfahren
der Kopfstütze
gegen ein Hindernis oder durch manuelles Hochziehen der Kopfstütze, also
durch Generierung einer Anlagekraft zwischen der unteren Anschlagfläche und
der unteren Lagerfläche,
ist die Kopfstütze von
der Position E in die Position V um eine Achse K kippbar, weil die
untere Anschlagfläche
und/oder die untere Lagerfläche
eine die Kippbewegung gewährleistende
Fase aufweist und durch vorstehend genannte Anlagekraft ein Kippmoment
gene riert wird. In der Position V ist die untere Anschlagfläche gegen die
Fase anlegbar. Beim Herunterfahren der Kopfstütze gegen ein Hindernis gibt
die Antriebsmuffe durch Verkippen die Gewindestange frei, rutscht durch
und mögliche
Quetschungen werden vermieden. Somit ist auch ein manuelles Hochziehen
der Kopfstütze
ohne gleichzeitiges Betätigen
der Antriebsmuffe möglich,
wobei in diesem Falle die Gewindestange aufgrund der Rückstellfeder
innerhalb des Innengewindes von Flanke zu Flanke springt.
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Ebenso
ist es von Vorteil, dass das Getriebeelement als Druckmittelkolbenzylinderanordnung ausgebildet
ist mit einem als Druckmittelreservoir ausgebildeten Antrieb, wobei
ein Ventil vorgesehen ist, über
das das als Kopplungselement dienende Druckmittel abführbar ist
und damit die Kopplung deaktivierbar ist. Beim Einsatz von Druckmittel zwecks
Verstellung der Kopfstütze
reicht das Vorsehen eines Ventils aus, um die über die Druckmittelkolbenzylinderanordnung
verfahrbare und gesicherte Kopfstütze durch Öffnen des Ventils und gleichzeitiger
Gewährung
einer Druckmittelzirkulation manuell in dem gewünschten Maße zu verstellen. Nach dem Schließen des
Ventils übernimmt
die Druckmittelzylinderkolbenanordnung unter Berücksichtigung der Kompressibilität des Druckmittels
wieder ihre Funktion als Kopplungselement.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt die:
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1 eine
Schnittdarstellung der Antriebsmuffe innerhalb der Lagerhülse in der
Position V;
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2 eine
Rückansicht
der mit einer Rückenlehne
verbundenen Kopfstütze
mit Verstellmechanik.
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Über eine
in 1 dargestellte Gewindestange 3 wird ein
in 2 dargestellter Ausschubschlitten 2.5 einer
Kopfstütze 1 eines
Behandlungsstuhls in einer translatorischen Richtung T gegenüber einer
Rückenlehne 2 nach
oben oder unten verstellt. Durch die Kopplung der translatorischen
Bewegung des Ausschubschlittens 2.5 mit der rotatorischen
Schwenkbewegung der mit dem Ausschubschlitten 2.5 über eine
Schwenkachse 2.8 schwenkbar verbundenen Kopfauflage 2.7 mittels
der Kopplungsmechanik 2.4 wird die für die Behandlung in unterschiedlichen
Behandlungspositionen notwendige, der natürlichen Nickbewegung des Menschen
nachempfundene Verstellbewegung erzeugt. Daneben ist ein Lagerschlitten 2.2 zur
Größenanpassung
dargestellt.
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Die
Gewindestange ist dabei über
einen Antrieb 4 gemäß 2 und
ein Antriebsgetriebe 4.1 rotatorisch angetrieben. Zwecks Übertragung
der Antriebskraft auf den Ausschubschlitten 2.5 der in
einem Ausschubschlittenlager 2.3, 2.3' gemäß 2 geführt ist,
ist eine als Kopplungselement ausgebildete Antriebsmuffe 3.4 vorgesehen,
die über
eine Lagerhülse 7 mit
dem vorgenannten Ausschubschlitten 2.5 mechanisch verbunden
ist. Die Antriebsmuffe 3.4 ist innerhalb der Lagerhülse 7 um
eine virtuelle Kippachse K kippbar angeordnet und zwischen zwei
Positionen V, E verstellbar.
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In
ihrer Position V gemäß 1 gibt
die Antriebsmuffe 3.4 die Gewindestange 3 frei,
d. h. die Gewindestange ist koaxial zu einer Bohrung 3.7 ausgerichtet,
deren Durchmesser Di größer ist
als ein Durchmesser Da der Gewindestange.
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Durch
Verkippen der Antriebsmuffe 3.4 um die virtuelle Kippachse
K mit Bezug zur 1 gegen den Uhrzeigersinn ist
die Antriebsmuffe 3.4 in Bezug auf ein gekippt zur Bohrung 3.7 angeordnetes
Innengewinde 3.6 koaxial zur Gewinde stange 3 bzw.
deren Mittelachse M ausrichtbar, so dass die Gewindestange 3 in
das Innengewinde 3.6 eingreift, dargestellt in 2.
In diesem Fall resultiert aus der rotatorischen Antriebsbewegung
der Gewindestange 3 eine translatorische Auf- bzw. Abwärtsbewegung
der Antriebsmuffe 3.4 bzw. der Lagerhülse 7 und somit der
daran über
den Ausschubschlitten 2.5 angeordneten Kopfauflage 2.7.
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Die
Verkippung der Antriebsmuffe 3.4 um die virtuelle Kippachse
K wird über
ein als Seilzug ausgebildetes Bedienelement 5 generiert.
Das Bedienelement 5 umfasst gemäß 2 ein am
oberen Ende der Kopfstütze 1 angeordneten
Bedienknopf 5.1, über
den der Anwender die Bedienung des Seilzugs 5 zwecks Wechsel
zwischen manueller und motorischer Verstellung der Kopfstütze 1 vornimmt.
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Neben
dem Seilzug 5 ist ein als Feder ausgebildetes Rückstellelement 6 vorgesehen,
welches die Antriebsmuffe 3.4 in ihre den Eingriff mit
der Gewindestange gewährleistende,
in 2 dargestellte Position E zurückstellt und dort vorspannt.
Beim Ausbleiben einer Betätigung
des Bedienknopfs 5.1 befindet sich die Antriebsmuffe 3.4 demnach
in ihrer den Eingriff mit der Gewindestange 3 gewährleistenden, in 2 dargestellten
Position E.
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Die
Lagerhülse 7 weist
eine obere Lagerflächen 7.1 und
eine untere Lagerflächen 7.2 auf.
Die Antriebsmuffe 3.4 weist eine obere Anschlagfläche 3.8 und
eine untere Anschlagfläche 3.9 auf,
wobei anschließend
an die obere Anschlagfläche 3.8 eine Fase 3.8' vorgesehen ist,
die eine Verkippung in die Position V gewährleistet. Gegen die obere
Lagerflächen 7.1 kommt
die Antriebsmuffe 3.4 in ihre den Eingriff mit der Gewindestange
gewährleistende
Position E mit ihrer oberen Anschlagfläche 3.8 zur Anlage.
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Zusätzlich weist
die untere Lagerflächen 7.2 der
Lagerhülse 7 eine
Fase 7.2' auf,
die ebenso die Verkippung in die Position V gewährleistet. Durch das Anlegen
der unteren Anschlagfläche 3.9 gegen
die untere Lagerfläche 7.2 wird
ein Kippmoment um die virtuelle Kippachse K generiert. Durch die
einseitig ausgebildete Fase 7.2' kann die Antriebsmuffe 3.4 in die
Position V kippen und kommt mit der unteren Lagerflächen 7.2 gegen
die Fase 7.2' zur
Anlage.
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Gemäß 1 liegt
demnach die Antriebsmuffe 3.4 in ihrer Position V mit ihrer
unteren Anschlagfläche 3.9 gegen
die Fase 7.2' der
unteren Lagerflächen 7.2 und
gleichzeitig mit ihrer Fase 3.8' der oberen Anschlagfläche 3.8 gegen
die obere Lagerfläche 7.1 der
Lagerhülse 7 an,
so dass die Gewindestange 3 innerhalb der Bohrung 3.7 translatorisch verfahrbar
ist. Die beiden Fasen 3.8', 7.2' weisen mit Bezug zur jeweiligen
Anschlag- bzw. Lagerfläche 3.8, 7.2 einen
Winkel α von
etwa 15° auf.
Während
die Fase 3.8' der
oberen Anschlagfläche 3.8 umlaufend ausgebildet
ist, ist die Fase 7.2' der
unteren Lagerflächen 7.2 nur
einseitig ausgebildet, d.h. mit Bezug zur Mittelachse M in einem
Winkelbereich von vorzugsweise 180°.
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Die
gemäß 2 dargestellte
Kopfstütze 1 wird über den
Motor 4 und das Getriebe 4.1 zwecks motorischer
Verstellung derselben entlang der Ausschubschlittenlager 2.3, 2.3' angetrieben. Die
Antriebsverbindung wird über
die vorgehend beschriebene Antriebsmuffe 3.4, die innerhalb
der Lagerhülse 7 angeordnet
ist, gewährleistet,
wobei die Lagerhülse 7 mit
dem Ausschubschlitten 2.5 gekoppelt ist.
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Der
Motor 4 ist dabei als Gleichstrommotor ausgebildet und
treibt über
das einstufige Getriebe 4.1 die Gewindestange 3 mit
einem metrischen Gewinde M8 × 1,25
an. Auf diesem Gewinde sitzt die Antriebsmuffe 3.4 mit
gleichem Gewinde der Länge 25
mm, jedoch unter Bezug auf die die Gewindestange freigebende Position
V und einen Winkel α von 12° zur Mittelachse
M der Gewindestange gekippt und mit einem Durchmesser von 9,5 mm
durchbohrt. Die Antriebsmuffe 3.4 sitzt in der Lagerhülse 7 und wird über die
Feder 6 in ihrer den Eingriff mit der Gewindestange 3 gewährleistenden
Position E vorgespannt siehe 2. In dieser
Position E ist die Kopfstütze 1 über die
Gewindestange 3 und die Antriebsmuffe 3.4 motorisch
verstellbar. Zum manuellen Verstellen der Antriebsmuffe 3.4 um
vorgenannten Winkel α gegen
die Federkraft des Rückstellelementes 6 wird
dieselbe über
den Bedienknopf 5.1, welcher über den Seilzug 5 auf
die Antriebsmuffe 3.4 wirkt, um die Kippachse K verkippt
und in ihre die Gewindestange 3 freigebende Position V
gebracht. Die Kopfstütze 1 ist
dann manuell verstellbar. Nach dem Loslassen des Bedienknopfs 5.1 kippt
die Antriebsmuffe 3.4 aufgrund des Rückstellelementes 6 in
ihre den Eingriff mit der Gewindestange 3 gewährleistende Position
E zurück
und kann motorisch verstellt werden.
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- 1
- Kopfstütze
- 2
- Rückenlehne
eines Dentalarbeitsplatzes
- 2.2
- Lagerschlitten
zur Größenanpassung
??
- 2.2'
- Lagerschlitten
zur Größenanpassung
??
- 2.3
- Ausschubschlittenlager
- 2.3'
- Ausschubschlittenlager
- 2.4
- Kopplungsmechanik
- 2.5
- Ausschubschlitten
- 2.7
- Kopfauflage
- 2.8
- Schwenkachse
- 3
- Getriebeelement,
Gewindestange
- 3.4
- Kopplungselement,
Antriebsmuffe
- 3.5
- Aussparung
- 3.6
- Innengewinde
- 3.7
- Bohrung
- 3.8
- obere
Anschlagfläche
- 3.8'
- Fase
- 3.9
- untere
Anschlagfläche
- 4
- Antrieb,
Motor
- 4.1
- Getriebe
- 5
- Bedienelement,
Seilzug
- 5.1
- Bedienknopf,
Tastmechanismus
- 6
- Rückstellelement,
Feder
- 7
- Lagerhülse
- 7.1
- obere
Lagerfläche
- 7.2
- untere
Lagerfläche
- 7.2'
- Fase
- α
- Winkel
- Di
- Innendurchmesser
- Da
- Außendurchmesser
- E
- Position
- H
- Position
- K
- Achse,
Kippachse
- M
- Mittelachse
- T
- Richtung
- V
- Position