DE102012202257B4 - Hebevorrichtung, insbesondere Patientenlifter, mit Abrollsicherung - Google Patents

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Abstract

Hebevorrichtung (1), umfassend – einen Antriebsmotor (3, 4) mit Abtriebswelle (6), und – eine Wickelspule (11) zum Auf- und Abwickeln eines Hebezeugs, 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) in Aufwickelrichtung erzeugten Drehmoment (D) der Klemmkörper (24) von seiner am Sperrring (21) anliegenden Sperrstellung in eine an einer Keilfläche (23) des Widerlagerkörpers (15) anliegenden Drehmomentübertragungsstellung zur Drehung des Widerlagerkörpers (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.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, 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.
  • Aus der Druckschrift DE 69 900 A (Patentschrift des Kaiserlichen Patentamtes, veröffentlicht am 24.07.1893) ist eine Bremse für Hebezeuge bekannt, die eine Antriebswelle umfasst. Ein Antriebsmotor und eine Wickelspule sind explizit nicht ausgeführt, können aber als für den zuständigen Fachmann selbstverständlich vorhandene Komponenten angenommen werden. Des Weiteren zeigt diese Druckschrift noch eine relativ zur Abtriebswelle drehbare Lagerung einer Treibscheibe.
  • Derartige Hebevorrichtungen, wie sie eingangs angesprochen sind, 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 Merkmale des Anspruchs 1 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 in Aufwickelrichtung erzeugten Drehmoment der Klemmkörper von seiner am Sperrring anliegenden Sperrstellung in eine an einer Keilfläche des Widerlagerkörpers anliegenden Drehmomentübertragungsstellung zur Drehung des Widerlagerkörpers 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 gemäß 1 sowie
  • 3 und 4 Schnitte entlang der Schnittlinie A-A nach 2 in unterschiedlichen Funktionsstellen der Hebevorrichtung.
  • Wie aus den beigefügten Zeichnungen hervorgeht, ist die als Ganzes mit 1 bezeichnete Hebevorrichtung an einem massiven, U-förmigen Bügel 2 befestigt, der entweder ortsfest an einer Zimmerdecke oder an einer Laufkatze eines Deckenschienen-Systems angebracht ist. Im erstgenannten Fall dient die Hebevorrichtung 1 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 Getriebemotor 3 mit einer elektrisch betriebenen Motoreinheit 4 und einem vorgesetzten Planetengetriebe 5 auf. Der Getriebemotor 3 ist seitlich außerhalb an den U-förmigen Bügel 2 angeflanscht. Seine Abtriebswelle 6 ragt über eine Bohrung 7 in den Innenraum 8 zwischen den Schenkeln 9, 10 des Bügels 2 hinein, wo die verbleibenden Komponenten der Hebevorrichtung 1 mit Abrollsicherung untergebracht sind. So ist eine Wickelspule 11 vorgesehen, zwischen deren Wangen 12 ein in 2 lagenweise und nach unten auslaufend angedeuteter Gurt 13 auf- und abwickelbar ist. Die Wickelspule 11 ist relativ zur Abtriebswelle 6 über Kugellager 14 relativ dazu drehbar gelagert. Diese Wickelspule 11 ist mit einer ihrer Wangen 12 – der rechten bezogen auf 2 – mit einem Widerlagerkörper 15 mittels Fixierschrauben 16 fest verbunden, der im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist. Von der der Wickelspule 11 abgewandten Seite stehen vom Widerlagerkörper 15 drei Lagerfortsätze 17 in axialparalleler Richtung ab, die an ihren Enden in einem Drehlager 18 in einem ringförmigen Lagerkörper 19 drehbar abgestützt sind. Der Lagerkörper 19 ist an die Innenseite des zweiten, dem Getriebemotor 3 gegenüberliegenden Schenkel 10 des Bügels 2 über Schrauben 20 angeschraubt. Auf seiner der Wickelspule 11 zugewandten Seite weist der Lagerkörper 19 eine vorspringende Ringschulter auf, die einen Sperrring 21 der Abrollsicherung in der Hebevorrichtung 1 bildet. Radial innerhalb dieses Sperrrings 21 ist der Widerlagerkörper 15 angeordnet, wobei letzterer mit entsprechenden Aussparungen drei winkelsymmetrisch bezüglich der Rotationsachse R der Hebevorrichtung angeordnete Aufnahmen 22 ausbildet, die innenseitig jeweils einen großen stumpfen Winkel W von etwa 150° zueinander einnehmende Keilflächen 23 besitzen. Letztere stehen bezüglich einer durch den Winkelscheitel gehenden Radiallinie symmetrisch.
  • In den Aufnahmen 22 sind jeweils kongruent geformte Klemmkörper 24 eingesetzt, deren radial äußere Seite 25 kreisbogenförmig mit einem den Innendurchmesser des Sperrrings 21 entsprechenden Außendurchmesser ausgebildet ist. Radial nach innen weisen die beiden Klemmkörper 24 jeweils Kontaktflächen 26 auf, die in dem Winkel W zueinander stehen und mit den Keilflächen 23 der Aufnahmen 22 im Widerlagerkörper 15 in noch näher zu erläuternder Weise kooperieren.
  • Die Klemmkörper 24 sind jeweils über einen an der Stirnseite der Abtriebswelle 6 über Schwenkbolzen 28 angelenkten Koppelarm 27 mit der Abtriebswelle 26 gekoppelt. Die Verbindung zwischen Koppelarm 27 und Klemmkörper 24 erfolgt dabei über eine radial spielbehaftete Schiebeverbindung, die durch einen Verbindungsbolzen 29 an der Seitenfläche des Klemmkörpers 24 in einem radial gerichteten Langloch 30 im Koppelarm 27 realisiert wird.
  • Schließlich ist jeder Koppelarm 27 durch zwischen sein inneres Ende und den Widerlagerkörper 15 eingespannte, paarige Zugfeder 31 federbeaufschlagt, was funktionstechnisch im Folgenden noch näher erläutert wird.
  • Die Funktionsweise der Hebevorrichtung 1 mit Abrollsicherung ist nun wie folgt zu erläutern:
    In der in 3 gezeigten Sperrstellung der Hebevorrichtung ist die Abtriebswelle 6 drehmomentfrei und würde ohne weitere Sicherungsmaßnahmen bei einem lastbedingten Gegendrehmoment G bei Überschreiten der inneren Hemmung des Getriebemotors 3 zu einem unkontrollierten Abwickeln des Gurtes 13 führen.
  • Um dies zu verhindern, weist die Hebevorrichtung die aus Widerlagerkörper 15, Klemmkörper 24 und Sperrring 21 gebildete Abrollsicherung auf. Das Gegendrehmoment G wird über die Wickelspule 11 auf den Widerlagerkörper 15 übertragen, der somit die Tendenz zeigt, sich bezogen auf 3 im Uhrzeigersinn zu drehen. Durch diese Krafteinleitung werden über die Keilflächen 23 der Aufnahmen 22 im Widerlagerkörper 15 die Klemmkörper 24 über ihre Kontaktflächen 26 radial nach außen gedrückt, so dass sie in Brems-Eingriff mit dem Sperrring 21 gelangen und somit eine weitere, unkontrollierte Drehung des Widerlagerkörpers 15 mit der Wickelspule 11 verhindern. Die Koppelarme 27 stehen dabei radial aufgerichtet und symmetrisch zu einer durch die Schwenkbolzen 28 verlaufenden Radiallinie. Die Hebevorrichtung 1 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 Abtriebswelle 6 entgegen dem Uhrzeigersinn bezogen auf 4 sorgen. Diese Drehbewegung überträgt sich auf die Koppelarme 27, die bildlich gesprochen „einknicken” und mit ihren äußeren Enden radial nach innen gezogen werden. Dadurch kommt der Verbindungsbolzen 29 im Langloch 30 an dessen radial äußeres Ende zur Anlage. Bei einem weiteren Drehen der Abtriebswelle 6 werden die Klemmkörper 24 radial nach innen gezogen, wodurch sie die Sperrstellung am Sperrring 21 verlassen. Durch das Anlegen der in Richtung des Antriebsdrehmomentes D weisenden Kontaktflächen 26 der Klemmkörper 24 an die entsprechenden Keilflächen der Aufnahmen 22 im Widerlagerkörper 15 wird letzterer in Richtung des Antriebsdrehmomentes D mitgenommen und die Wickelspule 10 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 Koppelarme 27 unter dem Einfluss des Widerlagerkörpers 15 auf die Klemmkörper 24 wieder aufrichten und letztere radial nach außen an den Sperrring 21 in die Blockierstellung gedrückt werden. Damit ist wieder die in 3 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 Koppelarme 27 dabei wieder die Klemmkörper 24 radial nach innen ziehen. Dadurch wird die Drehblockierung der Hebevorrichtung 1 wieder aufgehoben und die Last kann unter der Kontrolle des Getriebemotors 3 sicher abgelassen werden.
  • Die erwähnten Zugfederpaare 31 unterstützen dabei die Aufrichtbewegung der Koppelarme 27 und die damit verbundene Ausrichtung von Abtriebswelle 6 und Widerlagerkörper 15 zueinander in die in 3 gezeigte Blockierstellung.
  • Anstatt des Planetengetriebes 5 kann auch ein Stirnradgetriebe für die Abtriebswelle 6 vorgesehen sein, wobei dann die Motoreinheit 4 nicht in Axialrichtung fluchtend mit der Abtriebswelle, sondern seitlich daneben mit einen Parallelversatz angeordnet ist.
  • Schließlich kann, wie in 2 angedeutet ist, der Bügel 2 in seinem dem Getriebemotor 3 abgewandten Schenkel 10 eine zentrale Durchgangsbohrung 33 aufweisen, über die ein Werkzeuganschluss 34 an der Abtriebswelle 6 im Zugriffsbereich liegt. Der Werkzeuganschluss 34 kann beispielsweise durch die verlängerten Schwenkbolzen 28 gebildet sein, auf die eine Drehkurbel mit ihrem drei entsprechende Aufnahmebohrungen aufweisenden Werkzeugkopf aufgesteckt werden kann. Damit kann eine Notabsenkung bei Ausfall des Getriebemotors 3 durch manuelle Drehung der Abtriebswelle 6 mit Hilfe dieser Drehkurbel erfolgen.
  • Aufgrund der dargestellten Konstruktionsweise der Hebevorrichtung 1 ist in vorteilhafter Weise ein Baukastensystem realisierbar, in dem die Abtriebswelle 6 mit unterschiedlichsten Getriebemotoren bestückt werden kann. Durch den symmetrischen Aufbau der Hebevorrichtung 1 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.

Claims (10)

  1. Hebevorrichtung (1), umfassend – einen Antriebsmotor (3, 4) mit Abtriebswelle (6), und – eine Wickelspule (11) zum Auf- und Abwickeln eines Hebezeugs, 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) in Aufwickelrichtung erzeugten Drehmoment (D) der Klemmkörper (24) von seiner am Sperrring (21) anliegenden Sperrstellung in eine an einer Keilfläche (23) des Widerlagerkörpers (15) anliegenden Drehmomentübertragungsstellung zur Drehung des Widerlagerkörpers (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.
  2. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Klemmkörper (24) mit einem jeweils zugeordneten Koppelarme (27) in die Keilflächen (23) bildenden Aufnahmen (22) im Widerlagerkörper (15) angeordnet sind.
  3. Hebevorrichtung (1) 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.
  4. Hebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Klemmkörper (24) zwei in einem stumpfen Winkel (W) zueinander stehende Kontaktflächen (26) zu den zugeordneten Keilflächen (23) des Widerlagerkörpers (15) aufweist.
  5. Hebevorrichtung (1) 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.
  6. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubverbindung (29, 30) durch einen langlochgeführten Verbindungsbolzen (29) zwischen Klemmkörper (24) und Koppelarm (27) gebildet ist.
  7. Hebevorrichtung (1) 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.
  8. Hebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (3, 4) ein Übersetzungsgetriebe aufweist.
  9. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe ein Planetengetriebe (5) oder Stirnradgetriebe ist.
  10. Hebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (6) einen Werkzeuganschluss (34) für eine manuelle Notabsenkung aufweist.
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