DE102010010730A1

DE102010010730A1 - Hubvorichtung einer Liegevorrichtung, bespielsweise einer Patientenliege

Info

Publication number: DE102010010730A1
Application number: DE201010010730
Authority: DE
Inventors: Dr. Scherb Bruno
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung (1) einer Liegevorrichtung, beispielsweise einer Patientenliege (2), mit einem unteren Rahmen (3) und einem oberen Liegenteil (4), welches relativ zum Rahmen (3) vertikal beweglich ist, wobei die Hubvorrichtung (1) wenigstens eine Hubsäule (5; 6; 7) aufweist, welche eine durch einen elektrischen Antriebsmotor (28) antreibbare Gewindespindelstange (10) aufweist, die in eine Gewindemutter (11) eingeschraubt ist, wobei die Gewindemutter (11) drehfest mit der Liegefläche (4) verbunden ist. Um die die Stabilität und die Funktionalität der Hubvorrichtung zu verbessern ist vorgesehen, dass die Gewindespindelstange (10) als Kugelumlaufspindel (10) ausgebildet und die Gewindemutter (11) als Kugelumlaufmutter (11) ausgebildet ist, wobei die Kugelumlaufspindel (10) wenigstens an ihrem oberen Ende (19) einen Spindelabschnitt (20) aufweist, in welchem sie über Kugeln (21) mit der Kugelumlaufmutter (11) zusammenwirkt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubvorrichtung einer Liegevorrichtung, beispielsweise einer Patientenliege, mit einem unteren Rahmen und einem oberen Liegenteil, welches relativ zum Rahmen vertikal beweglich ist, wobei die Hubvorrichtung wenigstens eine Hubsäule aufweist, welche eine durch einen elektrischen Antriebsmotor antreibbare Gewindespindelstange aufweist, die in eine Gewindemutter eingeschraubt ist, wobei die Gewindemutter drehfest mit der Liegefläche verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
Zur Lagerung und zur Bewegung insbesondere bettlägeriger Patienten ist es notwendig, ein Bett bzw. eine Patientenliege mit einer Hubvorrichtung zu versehen, welche ein Anheben bzw. Absenken der Liegefläche des Bettes ermöglicht. Hubvorrichtungen derartiger Patientenliegen sind meistens nach dem Scherenhubprinzip ausgebildet, wie es beispielsweise in der DE 36 11 436 A1 beschrieben ist. Derartige Scherenhubvorrichtungen zeichnen sich durch ein hohes Gewicht sowie einen großen Raumbedarf aus und benötigen relativ viele Gelenke, womit eine vergleichsweise hohe Reibung einhergeht. Derartigen Hubvorrichtungen haftet der Nachteil an, dass die Hubbewegung mit ruckartigen Bewegungsintervallen und mit einem relativ hohen Geräuschpegel verbunden ist, was in Hinblick auf besonders empfindliche Patienten nicht hinnehmbar ist.
Es sind auch schon Hubvorrichtungen für Tische und Betten bekannt geworden, welche nicht nach dem Scherenprinzip arbeiten.
So beschreibt die DE 602 04 493 T2 eine dreistufige Hubvorrichtung mit Gewindestange, welche über eine Antriebseinrichtung, eine erste Übertragungseinrichtung und eine zweite Übertragungseinrichtung verfügt. Die erste Übertragungseinrichtung weist eine zylindrische Gewindestange und eine durch die Antriebseinrichtung angetriebene Mutter auf. Die Innen- und die Außenseite der zylindrischen Gewindestange sind mit einem Innen- bzw. einem Außengewinde versehen. Das Außengewinde ist in die Mutter eingeschraubt. Die zweite und die erste Übertragungseinrichtung liegen in Reihe vor. Die zweite Übertragungseinrichtung verfügt über eine Tubus-Gewindestange, die in das Innengewinde der zylindrischen Gewindestange eingeschraubt ist, so dass sich die letztere gleichzeitig linear relativ zur Mutter und zur Tubus-Gewindestange drehen kann. Ferner kann aufgrund der Übertragung durch die Antriebseinrichtung jede Verschiebeeinheit relativ zur anderen gleiten.
Aus der DE 20 2006 008 307 U1 ist eine Hubvorrichtung eines Tisches oder Bettes bekannt, welche über parallele Doppel-Gewindestangen verfügt, die aufgrund ihrer Parallelanordnung austauschbar sind, was zu einer Verringerung der Teiletypen und damit zu einer Kostensenkung führen soll. Die Doppelgewindestangen bewirken eine stufenweise Hubbewegung von drei als Verschiebeeinheiten bezeichneten Säulenelementen, welche als ineinander geschachtelte Kastenprofile ausgebildet sind und reibend aneinander gleiten. Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil einer Platz sparenden Anordnung, welche gegenüber nach dem Scherenprinzip arbeitenden Hubvorrichtung einige Vorteile bietet. Jedoch mag die Stabilität unter Umständen nicht ausreichend sein, und ferner bergen die aneinander reibenden Verschiebeeinheiten die Gefahr von ruckartigen Bewegungen, die es zu vermeiden gilt.
Schließlich ist aus der DE 10 2007 014 648 A1 eine Hubvorrichtung für einen Hubtisch einer Patientenliege bekannt, die eine feststehende vertikale Gewindestange und eine von einem Elektromotor über ein Getriebe antreibbare Spindelschraube aufweist. Die Spindelschraube ist mit dem Hubtisch offenbar über eine Lageranordnung verbunden, so dass bei einer Drehbewegung der Gewindehülse auf der Gewindestange die Gewindehülse und damit auch der Hubtisch vertikal verfahren wird. Ein weiteres Merkmal dieser Hubvorrichtung ist, dass der Hubtisch an seinem kopfseitigen Ende in zwei gegenüber stehenden Linearführungen vertikal geführt ist. Nachteilig an dieser Hubvorrichtung ist, dass sie nur einmal vorhanden ist und ebenso wie die Vertikalführung nur an dem kopfseitigen Ende des Hubtisches bzw. der Patientenliege angreift. Dies erfordert eine sehr massive Bauweise der Vertikalführung und der Hubvorrichtung.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung der eingangs geschilderter Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist. So soll die durch die Erfindung zu schaffende Hubvorrichtung bei geringem Bauaufwand und größtmöglicher Stabilität eine besonders reibungsarme und schnelle Hubbewegung ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass die Gewindespindelstange als Kugelumlaufspindel und die Gewindemutter als Kugelumlaufmutter ausgebildet sind.
Die Erfindung geht daher aus von einer Hubvorrichtung einer Liegevorrichtung, beispielsweise einer Patientenliege, mit einem unteren Rahmen und einem oberen Liegenteil, welches relativ zum Rahmen vertikal beweglich ist, wobei die Hubvorrichtung wenigstens eine Hubsäule aufweist, welche eine durch einen elektrischen Antriebsmotor antreibbare Gewindespindelstange aufweist, die in eine Gewindemutter eingeschraubt ist, wobei die Gewindemutter drehfest mit der Liegefläche verbunden ist. Zudem ist vorgesehen, dass die Gewindespindelstange als Kugelumlaufspindel ausgebildet und die Gewindemutter als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist, wobei die Kugelumlaufspindel wenigstens an ihrem oberen Ende einen Spindelabschnitt aufweist, in welchem diese über Kugeln mit der Kugelumlaufmutter zusammenwirkt.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass zum einen eine sehr stabile Lagerung wenigstens des Hubtisches erreicht und zum anderen eine äußerst reibungsarme und klemmfreie vertikale Verstellbarkeit des Hubtisches ermöglicht wird. Die Vorteile, die sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben, zeichnen sich durch eine Gewichts- und Energieeinsparung, durch eine deutliche Geräusch- und Verschleißreduktion, sowie durch eine signifikante Erhöhung der Lagerlebensdauer aus. Der vertikale Verfahrweg ist nun besonders fein einstellbar und regulierbar, wobei es nunmehr zu keinerlei reibungsbedingten Ruckelerscheinungen mehr kommt. Außerdem kommt die erfindungsgemäße Hubvorrichtung mit sehr wenigen Teilen aus.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Kugelumlaufmutter drehfest in einer Zylinderhülse aufgenommen ist, und dass ein oberes Ende der Zylinderhülse mit der Liegefläche verbunden ist.
Gemäß einer anderen praktischen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass zwischen der Liegefläche und dem oberen Ende der Zylinderhülse ein Gelenk angeordnet ist, welches mit dem oberen Ende der Zylinderhülse und mit der Liegefläche verbunden ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein unterer Abschnitt der Kugelumlaufspindel zylindrisch ausgebildet ist, und dass die Kugelumlaufspindel in diesem Abschnitt über zwei Wälzlager drehbar in einem mit dem Rahmen verbundenen Gehäuse angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass der untere Abschnitt der Kugelumlaufspindel als Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors ausgebildet ist. In diesem Fall wird die Kugelumlaufspindel also direkt angetrieben bzw. wirkt als Direktantrieb, so dass sich eine besonders Platz sparende Anordnung ermöglichen lässt. Ebenso wird hierdurch die Anzahl von Bauteilen reduziert.
In einer Weiterbildung der dieses Konstruktionsmerkmals ist vorzugsweise vorgesehen, dass an einer Mantelfläche des zylindrischen Abschnitts der Kugelumlaufspindel Permanentmagnete angeordnet sind, welche im radialen Abstand zu im Gehäuse befestigten elektromagnetischen Spulen angeordnet sind.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Hubvorrichtung drei Hubsäulen aufweist, welche im Dreiecksverband auf dem Rahmen angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein besonders stabiler Hubverband, der selbst großen Lasten standhält. Außerdem ergeben sich hierdurch weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten.
So kann in einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass jede Hubsäule durch jeweils ein Gelenk gelenkig mit der Liegefläche oder einem die Liegefläche tragenden Liegetisch verbunden ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Liegefläche nicht nur vertikal zu verfahren, sondern auch Neigungswinkel der Liegefläche einzustellen.
Besonders vorteilhaft ist schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass am Außenmantel der Zylinderhülse ein Führungsrohr angebracht ist, in welchem eine Führungsschiene aufgenommen ist, die an ihrem zum Rahmen gerichteten Ende im Gehäuse des Antriebs kippfest, zugfest und drehfest angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Hubvorrichtung gemäß der Erfindung,
2 eine Vertikalschnittansicht durch die Hubvorrichtung aus 1, und
3 einen vergrößerten Vertikalschnittansicht durch eine Hubsäule der Hubvorrichtung aus 2.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Demnach zeigen die 1 und 2 in perspektivischer Ansicht bzw. im Vertikalschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Hubvorrichtung 1 einer Liegevorrichtung, nämlich einer Patientenliege 2, mit einem als Bodenplatte ausgebildeten unteren Rahmen 3 und einem als Platte ausgebildeten oberen Liegenteil 4, welches relativ zum Rahmen 3 durch die Hubvorrichtung 1 vertikal bewegbar ist. Die Hubvorrichtung 1 weist drei im Dreiecksverband auf dem Rahmen 3 angeordnete Hubsäulen 5, 6, 7 auf. Auf das Liegenteil 4 kann ein Bettgestell aufgelegt und befestigt werden. Es ist auch möglich, an dem Liegenteil 4 ein Drehlager aufzusetzen und zu befestigen sowie dieses mit einer Liegefläche oder dergleichen zu verbinden. Dadurch ist es möglich, die Liegefläche um eine Hochachse um bis zu 360° auf dem Liegenteil 4 zu drehen.
Die Hubsäulen 5, 6, 7 sind jeweils identisch ausgebildet. Zur Vereinfachung wird anschließend nur die Hubsäule 5 im Einzelnen näher beschrieben, wobei das in Bezug auf die Hubsäule 5 Beschriebene auch für die beiden anderen Hubsäulen 6, 7 gilt.
Die Hubsäule 5 weist eine in einem Gehäuse 8 eines Antriebs 9 ortfest aufgenommene Gewindespindelstange in Form einer Kugelumlaufspindel 10 auf. Der Antrieb 9 ist mit seinem Gehäuse 8 fest mit dem Rahmen 3 verbunden. Die Kugelumlaufspindel 10 weist wenigstens abschnittsweise und zumindest im Bereich ihres oberen Endes 19 einen Spindelabschnitt auf, in dem sie über Kugeln 21 mit einer als Kugelumlaufmutter 11 ausgebildeten Gewindemutter zusammenwirkt (3).
Die Kugelumlaufmutter 11 ist über einen Flansch 12 mittels Schraubbolzen 13 mit einer Zylinderhülse 14 verbunden. Bei Auf- und Abwärtsbewegungen der Liegefläche 4 kann die Kugelumlaufspindel 10 in die Zylinderhülse 14 axial eintauchen. An ihrem oberen, geschlossenen Ende 15 ist die Zylinderhülse 14 mit einem Gelenk 16 in Form eines Kugelgelenks verbunden, welches an seiner spindelfernen Seite mit der Liegefläche 4 verbunden ist.
Am Außenmantel der Zylinderhülse 14 ist ein Führungsrohr 17 angebracht, in welchem eine Führungsschiene 18 aufgenommen ist, welche an ihrem zum Rahmen 3 gerichteten Ende im Gehäuse 8 des Antriebs 9 kippfest, zugfest und drehfest angeordnet ist. Die Führungsschiene 18 dient einer präzisen Führung der Zylinderhülse 14 bei Ihrer Vertikalbewegung.
In 3 ist die Hubsäule 5 aus 2 ausschnittweise im Längsschnitt in vergrößerter Ansicht dargestellt. Dort ist insbesondere die Kugelumlaufspindel 10 abschnittweise vergrößert dargestellt. An ihrem oberen Ende 19 weist die Kugelumlaufspindel 10 einen Spindelabschnitt 20 auf, in welchem sie über Kugeln 21 mit einer Kugelumlaufmutter 11 zusammenwirkt. Die Kugelumlaufmutter 11 ist über den Ringflansch 12 mittels Schraubbolzen 13 mit der Zylinderhülse 14 verbunden und bewegt sich daher mit der Zylinderhülse 14 bei Drehung der Kugelumlaufspindel 10 entsprechend der Drehrichtung der Kugelumlaufspindel 10 nach oben oder unten, wodurch sich auch die in 3 nicht dargestellte Liegefläche 4 mit der Zylinderhülse 14 und der Kugelumlaufmutter 11 mitbewegt.
Ein unterer Abschnitt 22 der Kugelumlaufspindel 10 ist zylindrisch ausgebildet und durch zwei als Rillenkugellager ausgebildete Wälzlager 23, 24 drehbar im Gehäuse 8 angeordnet. Auf einer Mantelfläche 25 dieses zylindrischen Abschnitts 22 sind daher die Innenringe der beiden Wälzlager 23, 24 befestigt. Außerdem sind auf der Mantelfläche 25 des zylindrischen Abschnitts 22 der Kugelumlaufspindel 10 Permanentmagnete 26 angeordnet, welche mit radialen Abstand zu im Gehäuse 8 befestigten elektromagnetischen Spulen 27 angeordnet sind. Werden die Spulen bestromt, so entsteht ein Magnetfeld, wodurch die Kugelumlaufspindel 10 je nach Polung nach links oder rechts dreht. Insofern ist die Kugelumlaufspindel 10 also ein Bestandteil, nämlich als Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors 28 ausgebildet. Weitere Bestandteile des als Antriebsmotor der Kugelumlaufspindel 10 dienenden Elektromotors 28 sind eine Bremse 29 und ein Messeinrichtung 30, beispielsweise in Form eines Hall-Sensors zur Drehzahlmessung, sowie weitere, an sich bekannte Elemente.
Die Wirkungsweise der Hubvorrichtung 1 ist wie folgt: Wenn ein Antriebsmotor 28 einer Hubsäule 5, 6, 7, bestromt wird, dreht sich die zugeordnete Kugelumlaufspindel 10, wodurch die Kugelumlaufmutter 11 entlang der Kugelumlaufspindel 10 hoch- oder herunterschraubt. Da die Kugelumlaufmutter 11 fest mit der Zylinderhülse 14 und diese mit der Liegefläche 4 verbunden ist, folgt die Liegefläche 4 der Vertikalbewegung der Zylinderhülse 14. Wird nur eine der drei Hubsäulen 5, 6, 7 betätigt und bleiben die beiden anderen Hubsäulen in ihrer Position, so stellt sich eine Neigung der Liegefläche 4 ein. Es ist auch möglich, alle drei Hubsäulen zu betätigen, wobei unterschiedliche Drehrichtungen möglich sind. Durch die Anordnung der drei Hubsäulen im Dreiecksverband sind Bewegungen der Liegefläche 4 mit vier bis sechs Freiheitsgraden möglich.
Die beschriebene Ausbildung der Hubvorrichtung 1 bewirkt einerseits eine besonders hohe Stabilität der derselben durch die im Dreiecksverband angeordneten Hubsäulen 5, 6, 7 und andererseits ein besonders reibungsarmes sowie geräuscharmes und leicht ansprechendes Verstellen der Liegefläche 4 in vertikaler Richtung, so dass ein ruckfreies Heben und Senken der Liegefläche 4 in einer besonders patientenfreundlicher Weise ermöglicht ist. Bei entsprechender stabiler Auslegung einer Hubsäule 5, 6, 7 ist es auch möglich, nur eine Hubsäule 5 oder nur zwei Hubsäulen 5, 6 einzusetzen. Die Anordnung von drei mit der Liegefläche 4 gelenkig verbundenen Hubsäulen 5, 6, 7 wird aber bevorzugt.
Es ist auch möglich, die zuvor beschriebene Hubvorrichtung 1 anstelle einer Liegefläche mit einer Tischplatte zu verbinden.
Bezugszeichenliste

1: Hubvorrichtung
2: Patientenliege
3: Rahmen
4: Liegenteil
5: Hubsäule
6: Hubsäule
7: Hubsäule
8: Gehäuse
9: Antrieb
10: Kugelumlaufspindel
11: Kugelumlaufmutter
12: Flansch
13: Schraubbolzen
14: Zylinderhülse
15: Oberes Ende der Zylinderhülse
16: Gelenk
17: Führungsrohr
18: Führungsschiene
19: Oberes Ende der Kugelumlaufspindel 10
20: Spindelabschnitt
21: Kugel
22: Unterer Abschnitt der Kugelumlaufspindel
23: Wälzlager
24: Wälzlager
25: Mantelfläche
26: Permanentmagnet
27: Spule
28: Elektrischer Antriebsmotor, Elektromotor
29: Bremse
30: Messeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3611436 A1 [0002]
DE 60204493 T2 [0004]
DE 202006008307 U1 [0005]
DE 102007014648 A1 [0006]

Claims

Hubvorrichtung (1) einer Liegevorrichtung, beispielsweise einer Patientenliege (2), mit einem unteren Rahmen (3) und einem oberen Liegenteil (4), welches relativ zum Rahmen (3) vertikal beweglich ist, wobei die Hubvorrichtung (1) wenigstens eine Hubsäule (5; 6; 7) aufweist, welche eine durch einen elektrischen Antriebsmotor (28) antreibbare Gewindespindelstange (10) aufweist, die in eine Gewindemutter (11) eingeschraubt ist, wobei die Gewindemutter (11) drehfest mit der Liegefläche (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindelstange (10) als Kugelumlaufspindel (10) ausgebildet und die Gewindemutter (11) als Kugelumlaufmutter (11) ausgebildet ist, wobei die Kugelumlaufspindel (10) wenigstens an ihrem oberen Ende (19) einen Spindelabschnitt (20) aufweist, in welchem sie über Kugeln (21) mit der Kugelumlaufmutter (11) zusammenwirkt.
Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelumlaufmutter (11) drehfest in einer Zylinderhülse (14) aufgenommen ist, und dass ein oberes Ende (15) der Zylinderhülse (14) mit der Liegefläche (4) verbunden ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Liegefläche (4) und dem oberen Ende (15) der Zylinderhülse (14) ein Gelenk (16) angeordnet ist, welches mit dem oberen Ende (15) der Zylinderhülse (14) und mit der Liegefläche (4) verbunden ist.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Abschnitt (22) der Kugelumlaufspindel (10) zylindrisch ausgebildet ist, und dass die Kugelumlaufspindel (10) in diesem Abschnitt (22) über zwei Wälzlager (23, 24) drehbar in einem mit dem Rahmen (3) verbundenen Gehäuse (8) angeordnet ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (22) der Kugelumlaufspindel (10) als Antriebswelle des elektrischen Antriebsmotors (28) ausgebildet ist.
Hubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Mantelfläche (25) des zylindrischen Abschnitts (22) der Kugelumlaufspindel (10) Permanentmagnete (26) angeordnet sind, welche im radialen Abstand zu im Gehäuse (8) befestigten elektromagnetischen Spulen (27) angeordnet sind.
Hubvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese drei Hubsäulen (5, 6, 7) aufweist, welche im Dreiecksverband auf dem Rahmen (3) angeordnet sind.
Hubvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hubsäule (5, 6, 7) durch jeweils ein Gelenk (16) gelenkig mit der Liegefläche (4) verbunden ist.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenmantel der Zylinderhülse (14) ein Führungsrohr (17) angebracht ist, in welchem eine Führungsschiene (18) geführt ist, welche an ihrem zum Rahmen (3) gerichteten Ende im Gehäuse (8) des Antriebs (9) kippfest, zugfest und drehfest angeordnet ist.