DE102012202257A1 - Hebevorrichtung, insbesondere Patientenlifter, mit Abrollsicherung - Google Patents
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Abstract
– einen Antriebsmotor (3, 4) mit Abtriebswelle (6),
– eine Wickelspule (11) zum Aufwickeln eines Hebezeugs, (13),
– eine drehbare gelagerte Wickelspule (11),
– einen drehfest mit der Wickelspule (11) verbundenen Widerlagerkörper (15), und
– einen radial zur Abtriebswelle (6) zwischen dem Widerlagerkörper (15) und einem Sperrring (21) verschiebbaren Klemmkörper (24), der über einen an der Abtriebswelle (6) angelenkten Koppelarm (27) mit dieser derart gekoppelt ist, dass
– bei einem von der Abtriebswelle (6) erzeugten Drehmoment (D) der Klemmkörper (24) von seiner am Sperrring (21) anliegenden Sperrstellung freigegeben wird und
– bei drehmomentfreier Abtriebswelle (6) durch das lastbedingte Gegendrehmoment (G) an der Wickelspule (11) der mindestens eine Klemmkörper (24) die Mechanik sperrt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung und insbesondere einen Patientenlifter umfassend einen Antriebsmotor mit Abtriebswelle und eine auf der Abtriebswelle drehbar gelagerte Wickelspule zum Auf- und Abwickeln eines Hebezeuges, das in aller Regel durch einen Hebegurt realisiert ist.
- Derartige Hebevorrichtungen werden beispielsweise als sogenannte Patientenlifter zum Transportieren einer behinderten Person eingesetzt.
- Um bei einem Motorausfall oder einem Komponentenbruch innerhalb der Hebevorrichtung ein ungebremstes Abwickeln des Hebezeuges zu vermeiden, sind derartige Hebevorrichtungen mit einer Abrollsicherung auszurüsten, die in geeigneter Weise automatisch für ein Anhalten des Hebezeuges beispielsweise durch ein Blockieren der Wickelspule sorgt.
- Ähnliche Sicherungsvorrichtungen werden auch für Rolltore, Sektional-Tore, Rollladen oder dergleichen gefordert, die von Personen durchschritten werden.
- Ein Beispiel für einen Patientenlifter mit Abrollsicherung ist der
EP 0 940 134 A2 entnehmbar. Hier ist die Welle des Antriebsmotors mit einer Rasterscheibe verbunden, die über ihren Umfang verteilt Vorsprünge aufweist. Diese bilden eine Hakengeometrie, die mit einem peripher an der Rasterscheibe angeordneten Sperrhebel kooperiert. Die Sperrung der Rasterscheibe erfolgt in Abhängigkeit der Umdrehungsgeschwindigkeit, wobei der Sperrhebel schwerkraftbedingt gesteuert ist. - Problematisch bei dieser Abrollsicherung ist die Tatsache, dass erst eine bestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit – mit anderen Worten eine relativ hohe Fallgeschwindigkeit der angehobenen Person – erreicht werden muss, bis ruckartig die Blockierung einsetzt. Dies kann für verletzte Personen, die mit Hilfe des Patientenlifters bewegt werden, schwerwiegende gesundheitliche Schäden mit sich bringen.
- Aus der
DE 20 2004 012 024 U1 ist eine Rolltorsicherung bekannt, deren Eingriff durch eine mechanische Fliehkraftregelung erfolgt. Auch hier treffen die genannten Nachteile des Standes der Technik zu. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hebevorrichtung anzugeben, die eine sanft ansprechende, dabei jedoch wirkungsvolle Abrollsicherung in allen Anwendungsphasen gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches angegebenen Merkmale gelöst und ist charakterisiert durch
- – eine relativ zur Abtriebswelle drehbare Lagerung der Wickelspule,
- – einen drehfest mit der Wickelspule verbundenen Widerlagerkörper,
- – mindestens einen radial zur Abtriebswelle zwischen dem innenliegenden Widerlagerkörper und einem äußeren Sperrring verschiebbaren Klemmkörper, der über einen an der Abtriebswelle angelenkten Koppelarm mit dieser derart gekoppelt ist, dass – bei einem von der Abtriebswelle erzeugten Drehmoment sowohl in Aufwickel- als auch Abwickelrichtung der Klemmkörper von seiner am Sperrring anliegenden Sperrstellung in eine an einer Keilfläche des Widerlagerkörpers anliegenden Drehmomentübertragungsstellung zur Drehung des Widerlagerrings mit der Wickelspule unabhängig vom an der Wickelspule wirkenden, lastbedingten Gegendrehmoment überführbar ist, und – bei drehmomentfreier Abtriebswelle durch das lastbedingte Gegendrehmoment an der Wickelspule der mindestens eine Klemmkörper über die Keilfläche des Widerlagerkörpers radial nach außen in die am Sperrring anliegende Sperrstellung unter Drehblockierung des Widerlagerkörpers mit Wickelspule beaufschlagt ist.
- Aufgrund dieser Konzeption ist die erfindungsgemäße Hebevorrichtung mit einem kompletten Funktionsumfang als Hebe-, Senk-, Halte- und Sicherungseinheit ausgeführt. Dabei wird eine separate Motorbremse für das Halten und eine separate Sicherungseinheit, wie sie beispielsweise auch in Form eines elektromagnetisch aktivierten Sperrelementes bei der bekannten Abrollsicherung gemäß
EP 0 940 134 A2 eingesetzt wird, genauso vermieden, wie eine nachteilige, fliehkraftgesteuerte Bremse oder Sperre. Aufgrund der sowohl in Aufwickel- als auch Abwickelrichtung wirkende Freigabe und Sperrung der Hebevorrichtung wirkt diese wie ein in beiden Richtungen agierender, schaltbarer Freilauf, der auf eine antriebs- und abtriebsseitige Drehmomenteinleitung selektiv reagiert. Insoweit ist seine Funktion insbesondere unabhängig von der Drehrichtung der Antriebsseite einerseits und der Abtriebsseite andererseits. Da keine schwerkraftbedingt arbeitenden Komponenten vorhanden sind, ist die Funktion der Hebevorrichtung mit Abrollsicherung auch unabhängig von ihrer Einbaulage. - Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt ferner darin, dass aufgrund der Anordnung der Abrollsicherung zwischen Abtriebswelle und Wickelspule der Elektromotor selbst auch unter Last am Hebezeug ausgetauscht werden kann. Gleichermaßen kann durch eine direkte Notbetätigung der Abtriebswelle bei Ausfall des Antriebs eine Notabsenkung vorgenommen werden. Auch diese wird über die erfindungsgemäße Abrollsicherung der Hebevorrichtung freigegeben.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, deren Merkmale, Einzelheiten und Vorteile in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert sind. Es zeigen:
-
1 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht der Hebevorrichtung, -
2 einen vertikalen Rotationsaxialschnitt der Hebevorrichtung gemäß1 sowie -
3 und4 Schnitte entlang der Schnittlinie A-A nach2 in unterschiedlichen Funktionsstellen der Hebevorrichtung. - Wie aus den beigefügten Zeichnungen hervorgeht, ist die als Ganzes mit
1 bezeichnete Hebevorrichtung an einem massiven, U-förmigen Bügel2 befestigt, der entweder ortsfest an einer Zimmerdecke oder an einer Laufkatze eines Deckenschienen-Systems angebracht ist. Im erstgenannten Fall dient die Hebevorrichtung1 lediglich zum Anheben und Absenken eines Patienten, im zweitgenannten Fall kann der Patient zusätzlich noch an einen anderen Ort mit Hilfe des Laufschienensystems verbracht werden. - Die Hebevorrichtung
1 weist als zentrales Antriebsteil einen Getriebemotor3 mit einer elektrisch betriebenen Motoreinheit4 und einem vorgesetzten Planetengetriebe5 auf. Der Getriebemotor3 ist seitlich außerhalb an den U-förmigen Bügel2 angeflanscht. Seine Abtriebswelle6 ragt über eine Bohrung7 in den Innenraum8 zwischen den Schenkeln9 ,10 des Bügels2 hinein, wo die verbleibenden Komponenten der Hebevorrichtung1 mit Abrollsicherung untergebracht sind. So ist eine Wickelspule11 vorgesehen, zwischen deren Wangen12 ein in2 lagenweise und nach unten auslaufend angedeuteter Gurt13 auf- und abwickelbar ist. Die Wickelspule11 ist relativ zur Abtriebswelle6 über Kugellager14 relativ dazu drehbar gelagert. Diese Wickelspule11 ist mit einer ihrer Wangen12 – der rechten bezogen auf2 – mit einem Widerlagerkörper15 mittels Fixierschrauben16 fest verbunden, der im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist. Von der der Wickelspule11 abgewandten Seite stehen vom Widerlagerkörper15 drei Lagerfortsätze17 in axialparalleler Richtung ab, die an ihren Enden in einem Drehlager18 in einem ringförmigen Lagerkörper19 drehbar abgestützt sind. Der Lagerkörper19 ist an die Innenseite des zweiten, dem Getriebemotor3 gegenüberliegenden Schenkel10 des Bügels2 über Schrauben20 angeschraubt. Auf seiner der Wickelspule11 zugewandten Seite weist der Lagerkörper19 eine vorspringende Ringschulter auf, die einen Sperrring21 der Abrollsicherung in der Hebevorrichtung1 bildet. Radial innerhalb dieses Sperrrings21 ist der Widerlagerkörper15 angeordnet, wobei letzterer mit entsprechenden Aussparungen drei winkelsymmetrisch bezüglich der Rotationsachse R der Hebevorrichtung angeordnete Aufnahmen22 ausbildet, die innenseitig jeweils einen großen stumpfen Winkel W von etwa 150 ° zueinander einnehmende Keilflächen23 besitzen. Letztere stehen bezüglich einer durch den Winkelscheitel gehenden Radiallinie symmetrisch. - In den Aufnahmen
22 sind jeweils kongruent geformte Klemmkörper24 eingesetzt, deren radial äußere Seite 25 kreisbogenförmig mit einem den Innendurchmesser des Sperrrings21 entsprechenden Außendurchmesser ausgebildet ist. Radial nach innen weisen die beiden Klemmkörper24 jeweils Kontaktflächen26 auf, die in dem Winkel W zueinander stehen und mit den Keilflächen23 der Aufnahmen22 im Widerlagerkörper15 in noch näher zu erläuternder Weise kooperieren. - Die Klemmkörper
24 sind jeweils über einen an der Stirnseite der Abtriebswelle6 über Schwenkbolzen28 angelenkten Koppelarm27 mit der Abtriebswelle26 gekoppelt. Die Verbindung zwischen Koppelarm27 und Klemmkörper24 erfolgt dabei über eine radial spielbehaftete Schiebeverbindung, die durch einen Verbindungsbolzen29 an der Seitenfläche des Klemmkörpers24 in einem radial gerichteten Langloch30 im Koppelarm27 realisiert wird. - Schließlich ist jeder Koppelarm
27 durch zwischen sein inneres Ende und den Widerlagerkörper15 eingespannte, paarige Zugfeder31 federbeaufschlagt, was funktionstechnisch im Folgenden noch näher erläutert wird. - Die Funktionsweise der Hebevorrichtung
1 mit Abrollsicherung ist nun wie folgt zu erläutern:
In der in3 gezeigten Sperrstellung der Hebevorrichtung ist die Abtriebswelle6 drehmomentfrei und würde ohne weitere Sicherungsmaßnahmen bei einem lastbedingten Gegendrehmoment G bei Überschreiten der inneren Hemmung des Getriebemotors3 zu einem unkontrollierten Abwickeln des Gurtes13 führen. - Um dies zu verhindern, weist die Hebevorrichtung die aus Widerlagerkörper
15 , Klemmkörper24 und Sperrring21 gebildete Abrollsicherung auf. Das Gegendrehmoment G wird über die Wickelspule11 auf den Widerlagerkörper15 übertragen, der somit die Tendenz zeigt, sich bezogen auf3 im Uhrzeigersinn zu drehen. Durch diese Krafteinleitung werden über die Keilflächen23 der Aufnahmen22 im Widerlagerkörper15 die Klemmkörper24 über ihre Kontaktflächen26 radial nach außen gedrückt, so dass sie in Brems-Eingriff mit dem Sperrring21 gelangen und somit eine weitere, unkontrollierte Drehung des Widerlagerkörpers15 mit der Wickelspule11 verhindern. Die Koppelarme27 stehen dabei radial aufgerichtet und symmetrisch zu einer durch die Schwenkbolzen28 verlaufenden Radiallinie. Die Hebevorrichtung1 ist damit zuverlässig drehblockiert. - Bei einer Betätigung des Getriebemotors
3 , beispielsweise zum Anheben einer Last entgegen dem Gegendrehmoment G, wird das vom Getriebemotor erzeugte Antriebsdrehmoment D für eine Drehung der Abtriebswelle6 entgegen dem Uhrzeigersinn bezogen auf4 sorgen. Diese Drehbewegung überträgt sich auf die Koppelarme27 , die bildlich gesprochen „einknicken“ und mit ihren äußeren Enden radial nach innen gezogen werden. Dadurch kommt der Verbindungsbolzen29 im Langloch30 an dessen radial äußeres Ende zur Anlage. Bei einem weiteren Drehen der Abtriebswelle6 werden die Klemmkörper24 radial nach innen gezogen, wodurch sie die Sperrstellung am Sperrring21 verlassen. Durch das Anlegen der in Richtung des Antriebsdrehmomentes D weisenden Kontaktflächen26 der Klemmkörper24 an die entsprechenden Keilflächen der Aufnahmen22 im Widerlagerkörper15 wird letzterer in Richtung des Antriebsdrehmomentes D mitgenommen und die Wickelspule10 entsprechend in Drehbewegung versetzt. Damit wird ein am Gurt hängender Patient nach oben gezogen. - Bei Abschalten des Getriebemotors
3 wirkt wieder das Gegendrehmoment G, so dass sich die Koppelarme27 unter dem Einfluss des Widerlagerkörpers15 auf die Klemmkörper24 wieder aufrichten und letztere radial nach außen an den Sperrring21 in die Blockierstellung gedrückt werden. Damit ist wieder die in3 gezeigte Position eingenommen. - Zum Ablassen des Patienten wird – wie in den Zeichnungen nicht näher dargestellt ist – die Abtriebswelle
6 parallel zum Gegendrehmoment G in Rotation versetzt, so dass die Koppelarme27 in der gegenüber4 entgegengesetzten Richtung „einknicken“ und dabei wieder die Klemmkörper24 radial nach innen ziehen. Dadurch wird die Drehblockierung der Hebevorrichtung1 wieder aufgehoben und die Last kann unter der Kontrolle des Getriebemotors3 sicher abgelassen werden. - Die erwähnten Zugfederpaare
31 unterstützen dabei die Aufrichtbewegung der Koppelarme27 und die damit verbundene Ausrichtung von Abtriebswelle6 und Widerlagerkörper15 zueinander in die in3 gezeigte Blockierstellung. Das Wechselspiel zwischen den beiden Drehrichtungen des Antriebsdrehmomentes D zum Auf- und Abwickeln des Gurtes13 gestaltet sich insgesamt nach Art einer Übertotpunkt-Kinematik, bei der einmal die Koppelarme27 in Abhängigkeit der Drehmomentrichtung in Abwickel- oder Aufwickelrichtung, also in entgegengesetzte Richtungen einknickt. - Anstatt des Planetengetriebes
5 kann auch ein Stirnradgetriebe für die Abtriebswelle6 vorgesehen sein, wobei dann die Motoreinheit4 nicht in Axialrichtung fluchtend mit der Abtriebswelle, sondern seitlich daneben mit einem Parallelversatz angeordnet ist. - Schließlich kann, wie in
2 angedeutet ist, der Bügel2 in seinem dem Getriebemotor3 abgewandten Schenkel10 eine zentrale Durchgangsbohrung33 aufweisen, über die ein Werkzeuganschluss34 an der Abtriebswelle6 im Zugriffsbereich liegt. Der Werkzeuganschluss34 kann beispielsweise durch die verlängerten Schwenkbolzen28 gebildet sein, auf die eine Drehkurbel mit ihrem drei entsprechende Aufnahmebohrungen aufweisenden Werkzeugkopf aufgesteckt werden kann. Damit kann eine Notabsenkung bei Ausfall des Getriebemotors3 durch manuelle Drehung der Abtriebswelle6 mit Hilfe dieser Drehkurbel erfolgen. - Aufgrund der dargestellten Konstruktionsweise der Hebevorrichtung
1 ist in vorteilhafter Weise ein Baukastensystem realisierbar, in dem die Abtriebswelle6 mit unterschiedlichsten Getriebemotoren bestückt werden kann. Durch den symmetrischen Aufbau der Hebevorrichtung1 ergeben sich dabei viele Gleichteile, was eine geringe Teilevielfalt der Konstruktion mit sich bringt. - Insgesamt wird eine sehr kompakt bauende, sicher arbeitende Hebevorrichtung
1 mit Abrollsicherung geschaffen. - 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
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- EP 0940134 A2 [0005, 0010]
- DE 202004012024 U1 [0007]
Claims (10)
- Hebevorrichtung, insbesondere Patientenlifter, umfassend – einen Antriebsmotor (
3 ,4 ) mit Abtriebswelle (6 ), und – eine Wickelspule (11 ) zum Auf- und Abwickeln eines Hebezeugs, insbesondere eines Hebegurts (13 ), gekennzeichnet durch – eine relativ zur Abtriebswelle (6 ) drehbare Lagerung der Wickelspule (11 ), – einen drehfest mit der Wickelspule (11 ) verbundenen Widerlagerkörper (15 ), – mindestens einen radial zur Abtriebswelle (6 ) zwischen dem innenliegenden Widerlagerkörper (15 ) und einem äußeren Sperrring (21 ) verschiebbaren Klemmkörper (24 ), der über einen an der Abtriebswelle (6 ) angelenkten Koppelarm (27 ) mit dieser derart gekoppelt ist, dass – bei einem von der Abtriebswelle (6 ) erzeugten Drehmoment (D) sowohl in Aufwickel- als auch Abwickelrichtung der Klemmkörper (24 ) von seiner am Sperrring (21 ) anliegenden Sperrstellung in eine an einer Keilfläche (23 ) des Widerlagerkörpers (15 ) anliegenden Drehmomentübertragungsstellung zur Drehung des Widerlagerrings (15 ) mit der Wickelspule (11 ) unabhängig vom an der Wickelspule (11 ) wirkenden, lastbedingten Gegendrehmoment (G) überführbar ist, und – bei drehmomentfreier Abtriebswelle (6 ) durch das lastbedingte Gegendrehmoment (G) an der Wickelspule (11 ) der mindestens eine Klemmkörper (24 ) über die Keilfläche (23 ) des Widerlagerkörpers (15 ) radial nach außen in die am Sperrring (21 ) anliegende Sperrstellung unter Drehblockierung des Widerlagerkörpers (15 ) mit Wickelspule (11 ) beaufschlagt ist. - Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Klemmkörper (
24 ) mit einem jeweils zugeordneten Koppelarm (27 ) in die Keilflächen (23 ) bildenden Aufnahmen (22 ) im Widerlagerkörper (15 ) angeordnet sind. - Hebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (
24 ) mit zugeordnetem Koppelarm (27 ) und Aufnahme (22 ) winkelsymmetrisch bezüglich der Rotationsachse (R) der Abtriebswelle (6 ) angeordnet sind. - Hebevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeder Klemmkörper (
24 ) zwei in einem stumpfen Winkel (W) zueinander stehende Kontaktflächen (26 ) zu den zugeordneten Keilflächen (23 ) des Widerlagerkörpers (15 ) aufweist. - Hebevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Koppelarm (
27 ) mit dem zugeordneten Klemmkörper (24 ) über eine radial spielbehaftete Schubverbindung (29 ,30 ) gekoppelt ist. - Hebevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubverbindung durch einen langlochgeführten Verbindungsbolzen (
29 ) zwischen Klemmkörper (24 ) und Koppelarm (27 ) gebildet ist. - Hebevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Koppelarm (
27 ) an der Abtriebswelle (6 ) derart federbeaufschlagt angelenkt ist, dass sich jeder Koppelarm (27 ) von einer eingeknickten Position bei einer Drehmomentübertragung zwischen Abtriebswelle (6 ) über jeden Klemmkörper (24 ) auf den Widerlagerkörper (15 ) in eine aufgerichtete Position in der Sperrstellung aufrichtet. - Hebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Koppelarm (
27 ) nach Art einer Übertotpunkt-Kinematik bei einem von der Abtriebswelle (6 ) angelegten Drehmoment in Abhängigkeit der Drehmomentrichtung in Abwickel- oder Aufwickelrichtung in entgegengesetzte Richtungen einknickt. - Hebevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (
3 ) ein Übersetzungsgetriebe, insbesondere Planetengetriebe (5 ) oder Stirnradgetriebe, aufweist. - Hebevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (
6 ) einen Werkzeuganschluss (34 ) für eine manuelle Notabsenkung aufweist.
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