DE102010047811B3

DE102010047811B3 - Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen der Bewegung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102010047811B3
Application number: DE201010047811
Authority: DE
Inventors: Michael Korn; Walter Steppacher
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen der Bewegung eines ersten Bauteils (9), das mit einem zweiten Bauteil (5) verbunden, und gegenüber diesem aus einer Ausgangsposition heraus verschiebbar ist, mit folgenden Merkmalen: mit mindestens zwei parallelen Federelementen (1, 2), die mit einem Ende jeweils mit dem ersten Bauteil (9) verbunden sind, und an ihrem jeweils anderen Ende mindestens eine Umlenkrolle (12a–c) aufweisen, mit mindestens einer weiteren Umlenkrolle (12a, b), die am ersten Bauteil (9) angeordnet ist, mit einem Seil (3), das an dem ersten (9) und dem zweiten Bauteil (5) befestigt ist, wobei der Seilabschnitt zwischen seinen Befestigungspunkten (4c, 4d) alternierend über die Federelement-seitigen (12a–c) und die Bauteil-seitigen Umlenkrollen (12a, b) geführt ist, wobei die Federhärten der mindestens zwei Federelemente (1, 2) verschieden voneinander gewählt sind, und ein Dämpfungseffekt erst einsetzt, nach dem das zu dämpfende erste Bauteil (9) einen vorbestimmten Weg aus seiner Ausgangsposition heraus zurückgelegt hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen der Bewegung eines ersten Bauteils, das gegenüber einem zweiten Bauteil verschiebbar ist, sowie ein Tragenmodul mit einer Dämpfungsvorrichtung.
Bei einem Tragenmodul, wie es in den 1a, b dargestellt ist, erfolgt während des Ausfahrvorgangs ein Schwenken der Patiententrageeinheit 9 aus der Horizontale heraus nach unten. Dieser Schwenkvorgang (Endposition siehe 1b) nach unten erfolgt jedoch erst am Ende des Ausfahrvorgangs, nach dem die Patiententrageeinheit 9 aus ihrer Ausgangslage (1a) zunächst eine im Wesentlichen horizontale Bewegung ausgeführt hat.
Eine Dämpfung ist nur während der Schwenkbewegung erwünscht, in der der Bediener gegen die Schwerkraft der Patiententrageeinheit arbeiten muss. In der vorhergehenden Phase der im Wesentlichen horizontalen Bewegung ist eine Dämpfung dagegen unerwünscht, um den Ausziehvorgang nicht zusätzlich zu erschweren.
In der DE 36 29 803 A1 sowie der JP 6 285 115 A sind jeweils Tragenmodule bekannt, bei denen für die Einfahrbewegung Arbeitszylinder zur Bewegungsunterstützung eingesetzt werden, wobei als Übertragungsglied Seilzugelemente verwendet werden.
Die GB 2 036 244 A beschreibt ein Tragenmodul, bei dem für eine elastisch federnde Lastaufnahme Federn verwendet werden, wobei zu deren Ankopplung Seilzugelemente verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungsvorrichtung für ein Tragenmodul zu schaffen, mit der die bei der Schwenkbewegung wirkenden Handhabungskräfte zumindest teilweise aufgenommen werden können, während sie in der Phase der vorhergehenden horizontalen Bewegung keine oder nur geringe Wirkung entfalten sollen.
Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sowie ein Tragenmodul, in welches eine solche Vorrichtung integriert ist, sind Gegenstände von weiteren Ansprüchen.
Mit dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmodul wird ein Dämpfungseffekt erzielt, der gezielt erst dann einsetzt, nach dem das zu dämpfende Bauteil einen vorbestimmten Weg aus seiner Ausgangsposition heraus zurückgelegt hat.
Darüber hinaus ergibt sich bei der Umkehr der Bewegung genau der gegenteilige Effekt, d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt dann als Mittel zur Kraftunterstützung, z. B. zur Unterstützung beim Heben der Last. Da der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermittelte Effekt vollständig reversibel ist, ist die Kraftunterstützung beendet, sobald das zu dämpfende Bauteil wieder die Position erreicht, in der bei umgekehrter Bewegungsrichtung des Bauteils der Dämpfungseffekt einsetzt.
Die Erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für Tragen oder Verladungssysteme, die eine Masse über ein Schienen-, Gleit- oder auch Teleskopsystem auf ein bestimmtes Niveau anheben oder absenken müssen.
Generell ist die erfindungsgemäße Vorrichtung überall dort einsetzbar, wo Lasten abgesenkt oder gehoben werden müssen, insbesondere bei ergonomisch ungünstiger Körperhaltung.
Die Erfindung wird anhand mehrerer konkreter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen:
1a, b ein Tragenmodul in 3D-Darstellung, in dem die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung eingebaut ist, in zwei verschiedenen Zuständen:

a) eingefahrener Zustand
b) ausgefahrener Zustand;

2 eine erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung;
3 das Tragenmodul nach 1 im eingefahrenen Zustand (Ansicht von unten sowie Detail Z);
4 das Tragenmodul nach 1 und 3 im ausgefahrenen Zustand (Ansicht von unten sowie Seitenansicht).
1 zeigt ein Tragenmodul in 3D-Darstellung, in dem die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung eingebaut ist. In 1a ist das Tragenmodul 10 im vollständig eingefahrenen Zustand dargestellt, während 1b die Situation nach Ausfahren der Patiententrageeinheit 9 zeigt. Ein derartiges Tragenmodul kann z. B. in einem Fahrzeug angeordnet sein.
Das Tragenmodul 10 umfasst als wesentliche Bauteile eine Patiententrageeinheit 9, auf der die eigentliche Krankentrage 50 angeordnet ist sowie ein Rahmenbauteil 5, an dem die Patiententrageeinheit 9 verschiebbar angeordnet ist.
Das Rahmenbauteil 5 umfasst parallel zur Bewegungsrichtung der Patiententrageeinheit 9 Seitenwangen 51a, b rechts und links entlang der Patiententrageeinheit 9 mit darin integrierten Führungsbahnen 53 zum Verschieben der Patiententrageeinheit 9. Das Rahmenbauteil 5 kann z. B. fest mit einem Fahrzeug verbunden sein.
Um den Zustand des Tragenmoduls gemäß 1b zu erreichen, muss die Patiententrageeinheit 9 gegenüber dem Rahmenbauteil 5 verschoben werden. Geführt wird die Patiententrageeinheit 9 dabei über eine Lagerung 29, die sich in der Führungsbahn 53 einer Seitenwange 51a, b entlang bewegt, und über eine Welle 30, auf der die Patiententrageeinheit 9 aufliegt. Die Führungsbahn 53 in einer Seitenwange 51a, b ist so gestaltet, dass sich die Patiententrageeinheit 9 beim Herausziehen nach unten absenkt und somit die Position, wie sie in 1b dargestellt ist, erreicht. Der genaue Verlauf der Absenkung der Trage 50 kann durch den Verlauf der Führungsbahn 53 relativ zur Position der im Rahmenbauteil 5 eingebauten Welle 30 festgelegt werden. Die Führungsbahn 53, wie sie in der Detaildarstellung der Seitenwange 51a, b in 1b zu erkennen ist, weist zum Beispiel drei im Wesentlichen geradlinige Teilpassagen auf. In ihrer Wellen-fernen Teilpassage weist sie einen horizontalen Verlauf auf (dessen Höhenniveau in etwa auf der Höhe der Welle 30 liegt), geht aber dann in einen linear ansteigenden Bereich über, dem sich eine horizontal verlaufenden Teilpassage anschließt.
Insgesamt ergibt sich somit beim Herausfahren aus der Ausgangsposition gemäß 1a zunächst eine horizontale Bewegung der Patiententrageeinheit 9, die in eine Schwenkbewegung nach unten übergeht. Die für die Dämpfung der Schwenkbewegung der Patiententrageeinheit 9 vorhandene erfindungsgemäße Vorrichtung wird nunmehr anhand der 2 bis 4 im Detail erläutert.
Der prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung wird anhand der 2 erläutert.
In der schematischen Darstellung der 2 entspricht der gestrichelte Rahmen 9 der Patiententrageeinheit 9 des Tragenmoduls 10 aus 1. Daran angeordnet sind zwei parallele Gaszugfedern 1, 2 an den Lagerpunkten 4a. Am jeweils anderen Ende der beiden Gaszugfedern 1, 2 an deren jeweiligen Kolbenstangen, sind drei Umlenkrollen 12a–c angeordnet, und zwar in dieser Ausführung zwei Umlenkrollen 12a, b an der Gaszugfeder 1 und eine Umlenkrolle 12c an der Gaszugfeder 2. Gegenüber diesen federseitigen Rollen 12a–c sind an der Patiententrageeinheit 9 zwei weitere Umlenkrollen 13a, b an den Lagerpunkten 4b angeordnet. Ein Seil 3 ist mit seinem einen Ende an der Patiententrageeinheit 9 (Lagerpunkt 4c) und mit seinem anderen Ende (Lagerpunkt 4d) an einem weiteren Bauteil, gegenüber dem die Patiententrageeinheit 9 verschiebbar ist, befestigt. Dieses Bauteil entspricht dem Rahmenbauteil 5 der 1. Zwischen den beiden Lagerpunkten wird das Seil 3 alternierend über die federseitigen Umlenkrollen 12a–c sowie über die Umlenkrollen 13a, b an der Patiententrageeinheit 9 geführt.
Der gezeigte Aufbau entspricht somit prinzipiell zwei hintereinander geschalteten Flaschenzügen, die betätigt werden, in dem sich die Patiententrageeinheit 9 von dem Rahmenbauteil 5 fortbewegt.
Die Gaszugfedern 1, 2 haben unterschiedliche Aufgaben. Gaszugfeder 1 dient lediglich der Aufrechterhaltung der Seilspannung und hat eine geringere Zugkraft im Vergleich zu der Gaszugfeder 2. Gaszugfeder 2 mit relativ hoher Zugkraft wird zur Dämpfung (und Kraftunterstützung) verwendet.
Die Funktion der Dämpfungsvorrichtung nach 2 wird anhand der 3 und 4 erläutert. 3 zeigt das Tragenmodul 10 gemäß 1, wobei nun die Einzelheiten der integrierten Dämpfungsvorrichtung gemäß 2 zu erkennen sind. Das Tragenmodul befindet sich noch in seinem Ausgangszustand, d. h. die Patiententrageeinheit 9 ist noch nicht ausgefahren. Man erkennt, dass beide Gaszugfedern 1,2 noch vollständig eingefahren sind. Dies entspricht dem Zustand der Dämpfungsvorrichtung, wie er in 2 schematisch dargestellt ist.
Wird nun begonnen, die Patiententrageeinheit 9 aus ihrer Ausgangsstellung zu verschieben, wird die Kolbenstange der Gaszugfeder 1 ebenfalls herausgezogen. Da an der Kolbenstange der Gaszugfeder 1 zwei Rollen 12a, b befestigt sind, ergibt sich aufgrund des Flaschenzugprinzips ein Weg, der dem vierfachen Hub der Gaszugfeder 1 entspricht. Gaszugfeder 2 bleibt zunächst noch eingefahren, weil für diese zum Ausfahren eine deutlich höhere Kraft benötigt wird. Erst wenn Gaszugfeder 1 vollständig ausgefahren ist, wird auch Gaszugfeder 2 herausgezogen. In der ersten Phase der Bewegung der Patiententrageeinheit 9 wirkt somit lediglich die schwächere Gaszugfeder 1. Aufgrund der geringen Federkraft der Gaszugfeder 1 wird während dieser ersten Phase lediglich die Seilspannung aufrechterhalten, und der Ausziehvorgang wird durch die Wirkung der Gaszugfeder 1 darüber hinaus nicht weiter erschwert.
In der zweiten Phase der Bewegung der Patiententrageeinheit 9, nach dem die schwächere Gaszugfeder 1 bereits vollständig ausgefahren ist, setzt der durch die stärkere Gaszugfeder bewirkte Dämpfungseffekt ein.
Der maximale Hub der schwächeren Gaszugfeder 1 ist so mit dem Laufweg der Patiententrageeinheit 9 abgestimmt, dass die Wirkung der stärkeren Gaszugfeder 2 erst eintritt, wenn der Schwenkvorgang der Patiententrage 9 aus der Horizontalen beginnt. In der gezeigten Ausführung ergibt sich der Dämpfungseffekt somit ca. im letzten Drittel der Ausfahrbewegung der Patiententrageeinheit 9, sobald der Schwenkvorgang beginnt.
Die Dämpfung in der zweiten Phase erfolgt so lange, bis auch die stärkere Gasfeder 2 ganz ausgefahren ist. 4 zeigt die Situation, in der die Patiententrageeinheit 9 ihre maximal ausgefahrene, nach unten geschwenkte Position erreicht hat. Man erkennt die vollständig ausgefahrenen Gaszugfedern 1 und 2.
Beim Wiedereinfahren unterstützen die ausgefahrenen, gespannten Gaszugfedern 1, 2 durch Ihre Zugkräfte den Einfahrvorgang.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit bei der Schwenkbewegung der Patiententrageeinheit 9 während des Ausfahrvorgangs einen erheblichen Teil der Handhabungskräfte aufnehmen. Umgekehrt wird das Einschieben der Patiententrageeinheit während der Schwenkbewegung erleichtert. Der Bedienkomfort des Tragenmoduls wird erheblich verbessert.
Im vorstehenden Beispiel wurde die Erfindung anhand einer Dämpfungsvorrichtung mit genau zwei Gaszugfedern erläutert.
Es ist aber auch denkbar das Funktionsprinzip der Dämpfung/Kraftunterstützung durch weitere Gaszugfedern und zugehörige Umlenkrollen zu erweitern.
Zum Beispiel könnte bei der Verwendung von drei Gaszugfedern eine Dämpfung/Kraftunterstützung in mehreren Stufen unterschiedlicher Stärke erfolgen. In einer solchen Ausführung könnte z. B. der Dämpfungseffekt zu Beginn der Schwenkbewegung der Patiententrageeinheit 9 zunächst nur mit geringer Stärke erfolgen. Erst danach, also gegen Ende der Schwenkbewegung vor Erreichen der Endposition, setzt dann eine Dämpfung höherer Stärke ein. Entsprechend der Stärke des gewünschten Dämpfungseffekts müssen die Federkräfte der Gaszugfedern gewählt werden. Die Gaszugfedern sollten untereinander eine ausreichende Staffelung bezüglich ihrer Zugkraft aufweisen, so dass sich eine sequentielle Auslenkung der Gaszugfedern ergibt.
Durch Wahl der Anzahl der Rollen an einem bestimmten Federelement sowie durch den maximalen Hub der Federelemente kann die Länge der entsprechenden Dämpfungsstrecke (sowie die Länge des dämpfungsfreien Wegs) variiert werden.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass neben den genannten Gaszugfedern jede andere Art von Federelement eingesetzt werden kann.
Vorteile der Erfindung

• leichte Einstellbarkeit durch Wahl der Stärke der Gaszugfedern auf jede zu dämpfende Masse,
• platzsparender Einbau,
• Nachrüstung in vorhandene Struktur ist leicht möglich,
• Dämpfungsstärke in verschiedenen Stufen möglich,
• robustes, mechanisch-fluidisches Hebe- und Dämpfungssystem,
• kostengünstig

Claims

Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen der Bewegung eines ersten Bauteils (9), das mit einem zweiten Bauteil (5) verbunden, und gegenüber diesem aus einer Ausgangsposition heraus verschiebbar ist, mit folgenden Merkmalen: mit mindestens zwei parallelen Federelementen (1, 2), die mit einem Ende jeweils mit dem ersten Bauteil (9) verbunden sind, und an ihrem jeweils anderen Ende mindestens eine Umlenkrolle (12a–c) aufweisen, mit mindestens einer weiteren Umlenkrolle (13a, b), die am ersten Bauteil (9) angeordnet ist, mit einem Seil (3), das an dem ersten (9) und dem zweiten Bauteil (5) befestigt ist, wobei der Seilabschnitt zwischen seinen Befestigungspunkten (4c, 4d) alternierend über die Federelement-seitigen (12a–c) und die Bauteil-seitigen Umlenkrollen (13a, b) geführt ist, wobei die Federhärten der mindestens zwei Federelemente (1, 2) verschieden voneinander gewählt sind, und ein Dämpfungseffekt erst einsetzt, nach dem das zu dämpfende erste Bauteil (9) einen vorbestimmten Weg aus seiner Ausgangsposition heraus zurückgelegt hat.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Federelemente (1, 2) vorhanden sind, wobei ein Federelement (1) an seinem einen Ende genau zwei Umlenkrollen (12a, b) aufweist und das zweite Federelement (2) an seinem Ende genau eine Umlenkrolle (12c) aufweist.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) mit genau zwei Umlenkrollen (12a, b) an einem Ende eine geringere Federhärte aufweist als das Federelement (2) mit genau einer Umlenkrolle (12c) an einem Ende.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Dämpfungseffekt in mehreren, aufeinanderfolgenden Stufen unterschiedlicher Stärke erfolgt.
Tragenmodul, umfassend – eine Patiententrageeinheit (9), – ein Rahmenbauteil (5) mit integrierten Führungseinrichtungen (53) für die Verschiebung der Patiententrageeinheit (9), welche derart erfolgt, dass sich beim Ausfahren der Patiententrageeinheit (9) aus ihrer Ausgangsposition zunächst eine im Wesentlichen horizontale Bewegung und anschließend eine Änderung der Neigung der Patiententrageeinheit (9) ergibt, – eine in der Patiententrageeinheit (9) eingebaute Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seil (3) der Dämpfungsvorrichtung mit der Patiententrageeinheit (9) und mit dem Rahmenbauteil (5) befestigt ist, wobei der durch die Dämpfungsvorrichtung erzeugte Dämpfungseffekt erst in der Phase der Bewegung der Patiententrageeinheit (9) einsetzt, in der sich eine Änderung der Neigung der Patiententrageeinheit (9) ergibt.