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Die
Erfindung betrifft eine Verstellung für Medizinmöbel mit einer pedalbetätigten Pumpe
und mindestens einem hydraulischen Zylinder, dessen Bewegung mit
einer Verstellung des Medizinmöbels
einhergeht, wobei der hydraulische Druck auf einer oder beiden Kolbenseiten
des hydraulischen Zylinders mittels der Pumpe steigerbar ist.
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Medizinmöbel jedweder
Art benötigen
eine Verstellung. Diese dient unter anderem dazu, den auf dem Medizinmöbel befindlichen
Patienten so zu positionieren, daß der Arzt in ergonomisch günstiger Haltung
die Untersuchung oder Behandlung durchführen kann. Einfachstes Beispiel
ist ein Operationstisch mit einer Höhenverstellung, dessen Patientenliegefläche vertikal
so an die Körpergröße des Chirurgen
angepaßt
werden muß,
so daß dieser
ungebückt seiner
Tätigkeit
nachgehen und ermüdungsfrei
mehrstündige
Operationen durchführen
kann. Um den Patienten in besonderen medizinischen Positionen wie der
Trendelenburg-Position zu lagern, verfügen manche Medizinmöbel neben
Höhenverstellungen
auch über
Neigungsverstellungen. Gegebenenfalls ist ein Rotationsmotor oder
ein Schwenkzylinder besser zur Neigungsverstellung eines Medizinmöbels geeignet als
ein Linearzylinder. Aus diesem Grunde soll hier unter dem Begriff „hydraulischer
Zylinder", unabhängig von
seiner Bewegungsform, jede Gattung eines hydraulischen Motors verstanden
werden.
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Medizinmöbel werden üblicherweise
durch Fußbetätigung verstellt.
Dem Arzt bleiben hierdurch beide Hände frei. Die bekannten, durch
Muskelkraft zu verstellenden Medizinmöbel verfügen über ein Pumppedal, mittels
welchem die Pumpe betätigt wird.
Zur Anwahl der Verstellrichtung des Medizinmöbels dient ein zweites Richtungspedal.
Beispielsweise wählt
der Arzt bei einem höhenverstellbaren OP-Tisch
zunächst
mit dem Richtungspedal die Verstellrichtung („Auf" oder „Ab") und anschließend betätigt er das Pumppedal, wodurch
sich die Patientenliegefläche
in gewünschter
Weise hebt oder senkt.
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Gerade
in hektischen Situationen können solche
Bedienkonzepte zu ungewollten Fehlverstellungen führen. Häufig ist
dem OP-Personal nämlich nicht
klar ersichtlich, welche Bewegungsrichtung eine Betätigung der
Pumpe zur Folge hat. Im Interesse des behandelten Patienten ist
eine unnötige
Verfahrung des Medizinmöbels
zur Korrektur von Bedienfehlern dringend zu vermeiden.
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Aufgabe
der vorliegen Erfindung ist es daher, eine Verstellung für ein Medizinmöbel zu schaffen, die
sich schnell und intuitiv richtig bedienen läßt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Verstellung eines Medizinmöbels eingangs
genannter Art gelöst, welche
mit zwei Pedalen versehen wird, von denen jedes einer Bewegungsrichtung
des hydraulischen Zylinders zugeordnet ist. Die Unteransprüche nennen
vorteilhafte technische Lösungen
zur Umsetzung einer erfindungsgemäßen Verstellung.
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Bei
einem erfindungsgemäß ausgestatteten Medizinmöbel kann
das Personal jedes Pedal mit einer festen Verstellrichtung verknüpfen. Verwechselungen
und Fehlverstellungen werden somit weitestgehend vermieden. Die
Verstellrichtung kann auch dauerhaft auf dem Pedal symbolisch dargestellt
werden.
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Technisch
läßt sich
der Erfindungsgedanke dadurch ausführen, daß die Pumpe von beiden Pedalen über ein
Getriebe angetrieben wird, wobei dem Getriebe ein Umschaltventil
zugeordnet ist, dessen jeweilige Schaltstellung von der Wahl des
jeweilig betätigten
pedalabhängig
ist und die Bewegungsrichtung des hydraulischen Zylinders bestimmt.
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Die
Grundidee dieser technischen Lösung besteht
darin, mittels eines Getriebes eine Wirkverbindung zwischen den
Pedalen der Pumpe und einem Umschaltventil herzustellen, welches
die Bewegungsrichtung eines hydraulischen Zylinders bestimmt. Der
Getriebetyp ist unerheblich. Es können alle Formen von mechanischen,
elektrischen oder anderweitigen Getrieben verwendet werden. Entscheidend
ist einzig die Übertragungsaufgabe.
Diese setzt sich aus zwei grundlegenden Übertragungsfunktionen zusammen,
die bei der Synthese des Getriebes beachtet werden müssen. Zum
Einen ist das Getriebe so auszulegen, daß die Betätigung einer der beiden Pedale
immer zu einer Betätigung
der Pumpe führt.
Das Getriebe richtet somit zwei Antriebe (Pedale) auf einen Abtrieb
(Pumpe). Zum Anderen muß das
Getriebe bei beginnender Betätigung
eines Pedals das Umschaltventil so umschalten, daß die erzielte
Schaltstellung des Umschaltventils die Bewegungsrichtung des Zylinders
bewirkt, die mit dem Pedal verknüpft
werden soll.
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Eine
Höhenverstellung
soll hier als einfaches Beispiel dienen. Bei dieser wird dem einem
Pedal die Funktion „Heben" und dem anderen
Pedal die Funktion „Senken" fest zugewiesen.
Die Betätigung
einer der beiden Pedale bewirkt immer eine Betätigung der Pumpe; der von ihr
aufgebaute hydraulische Druck wird zum Heben bzw. zum Senken verwendet.
Ob der aufgebaute Druck ein Heben oder ein Senken bewirkt, bestimmt
die Schaltstellung des Umschaltventils. Wird das Hubpedal betätigt, schaltet
das Getriebe das Umschaltventil bei beginnender Hubpedalbetätigung das
Umschaltventil in die Schaltposition, die ein Heben zu Folge hat.
Analog bewirkt die einsetzende Betätigung des Senkpedals ein Umschalten des
Umschaltventils in die Schaltstellung „Senken".
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Alternativ
zu einer Lösung
mit einer Pumpe und einem Getriebe läßt sich der Erfindungsgedanke gemäß Anspruch
3 vollständig
mit Mitteln der Hydraulik umsetzten. Basis der hydraulischen Lösung sind
zwei unabhängige
Pumpen, deren Druckseite über
ein Wechselventil zusammengeführt
werden. Das Umschalten des Wechselventils erfolgt über eine hydraulische
Vorsteuerung, deren Arbeitsdruck an den Druckseiten der Pumpen abgegriffen
wird. Vorteil dieser hydraulischen Lösung ist, daß sie vollständig aus
Standard-Hydraulikelementen
aufgebaut werden kann. Kostspielige Sonderanfertigungen werden vermieden.
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Anspruch
4 beschreibt den Grundaufbau eines mechanisches Gelenkgetriebes,
welches sich zur Umsetzung der beschriebenen Übertragungsaufgabe gut eignet.
Der Grundaufbau des Gelenkgetriebes wird jeweils in den Unteransprüchen 5 und
6 konkretisiert.
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Anspruch
5 beschreibt dabei die kinematische Struktur eines Getriebes, welche
sich auf eine minimale Anzahl von Gliedern und Gelenken beschränkt. Die
Begrenzung der Glieder und Gelenke senkt zum einen die Kosten des
Getriebes und steigert zum anderen dessen Zuverlässigkeit.
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Das
Getriebe nach Anspruch 6 hingegen weist eine größere Anzahl von Gliedern und
Gelenken auf. Hierdurch ergibt sich eine größere Gestaltungsfreiheit hinsichtlich
des Übertragungsverhaltens.
Dies hat den Vorteil, daß die
Bedienkräfte,
die Pedalanordnung und der Pedalbewegungsbereich besser ergonomischen
Vorgaben angepasst werden können.
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Selbstverständlich kann
anstelle der in den Ansprüchen
5 und 6 beschriebenen Gelenkgetrieben auch ein kinematisch gleichwirkendes
Ersatzgetriebe verwendet werden.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Kraftübertragung
zwischen den Umschaltelementen und dem Steuerschieber mittels des
Keileffektes, da dieser besonders dazu geeignet ist, einen Kraftfluß senkrecht umzulenken.
Zur konstruktiven Umsetzung des Keileffekts wird der Steuerschieber
mit Keilflächen
versehen, über
welche die Umschaltelemente mit dem Steuerschieber in Kontakt treten.
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Um
einen besonders ruckfreien Umschaltvorgang zu erzielen, schlägt eine
Weiterbildung gemäß Unteranspruch 8 vor,
das Getriebe durch federnde Organe zu erweitern, über welche
während eines
Umschaltvorgangs die Kraftübertragung
zwischen Umschaltelement und Steuerschieber erfolgt.
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Einige
Medizinmöbel
müssen
in mehrfacher Hinsicht verstellt werden können. Bei zahnärztlichen Behandlungsstühlen sind
beispielsweise neben der Gesamthöhe
des Behandlungsstuhls die auch Neigungen der Rückenlehne und der Beinablage
einzustellen. Hierzu werden im Allgemeinen mehrere hydraulische
Zylinder zur Erzeugung einer linearen oder rotatorischen Bewegung
parallel oder seriell verfahren. Dies ist auch mit der vorliegenden
Erfindung in einer Ausführung
nach Anspruch 9 möglich, bei
der die hydraulische Schaltung durch ein Auswahlventil erweitert
wird, mittels welchem mindestens einer der unterschiedlichen hydraulischen
Zylinder zur Druckbeaufschlagung auswählbar ist. Um das Medizinmöbel zu verstellen
wird zunächst über das
Auswahlventil die gewünschte
Bewegungsart ausgewählt
und danach durch Betätigung
eines Pedals die Verstellung in der gewünschten Richtung hervorgerufen.
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Anhand
der Figuren sollen nun mögliche Ausführungsformen
der Erfindung vorgestellt werden. Es zeigen:
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1: Hydraulischer Schaltplan
einer Verstellung mit Getriebe gemäß den Ansprüchen 2 und 9;
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2: Hydraulischer Schaltplan
einer vollhydraulischen Verstellung gemäß den Ansprüchen 3 und 9;
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3: Schematische Darstellung
eines mechanischen Gelenkgetriebes mit Pumpe und Umschaltventil
gemäß den Ansprüchen 5,
7 und 8 in Draufsicht;
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4: Schematische Darstellung
eines mechanischen Gelenkgetriebes mit Pumpe und Umschaltventil
gemäß den Ansprüchen 5,
7 und 8 in Seitenansicht;
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5: Schematische Darstellung
eines mechanischen Gelenkgetriebes mit Pumpe und Umschaltventil
gemäß den Ansprüchen 6,
7 und 8 in Seitenansicht;
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6: Schematische Darstellung
eines mechanischen Gelenkgetriebes mit Pumpe und Umschaltventil
gemäß den Ansprüchen 6,
7 und 8 gemäß in Draufsicht.
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1 zeigt den hydraulischen
Schaltplan eines Operationstisches mit einer erfindungsgemäßen Verstellung
nach den Ansprüchen
2 und 9. Der hydraulische Druck zur Verstellung der Patientenliegefläche wird
mit einer Pumpe 1 erzeugt. Die Pumpenbetätigung erfolgt
wahlweise über
eines von zwei Pedalen 2, 3, von denen das eine
als Hubpedal 2 und das andere als Senkpedal 3 dient.
Die Druckseite der Pumpe 1 steht mit einem Umschaltventil 14 in
Verbindung, welches hier als 4/3-Wegeventil mit Steuerschieber 5 ausgeführt ist.
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In 1 symbolisch dargestellt
ist ein Getriebe 6. Es stellt eine Wirkverbindung zwischen
den Pedalen 2, 3, der Pumpe 1 einerseits
und dem Steuerschieber 5 andererseits her. Das Getriebe 6 ist
so ausgeführt,
daß bei
anfänglicher
Betätigung
des Hubpedals 2 der Steuerschieber 5 aus seiner
gegenwärtigen
Schaltstellung in die rechte Schaltposition des Umschaltventils 4 verschoben
wird und vorerst in dieser verharrt. Bei nachfolgender Betätigung des Senkpedals 3 wird
der Steuerschieber 5 sofort in die linke Schaltposition
umgeschaltet. Das Umschalten des Steuerschiebers 5 durch
das mechanische Getriebe 6 erfolgt stets zu Beginn einer
Pedalbetätigung.
Die Schaltstellung des Umschaltventils 4 wird während des
nachfolgenden Pumpvorgangs beibehalten. Die neutrale Mittenstellung
des Umschaltventils 4 kann durch gleichzeitige Betätigung beider
Pedale 2, 3 erreicht werden.
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Dem
Umschaltventil 4 nachgeschaltet ist ein Auswahlventil 7.
Dieses ist hier als ein 8/4-Wegeventil mit Drehschieber ausgeführt. Mit
dem Auswahlventil 7 kann einer von drei hydraulischen Zylindern 8, 9, 10 zur
Druckbeaufschlagung ausgewählt
werden. Die Bewegung eines jeden der drei hydraulischen Zylinder 8, 9, 10 geht
mit einer bestimmten Verstellung des Operationstisches einher. Der
erste hydraulische Zylinder dient als Hubzylinder 8 zur
Höhenverstellung
der Patientenliegefläche,
der zweite hydraulische Zylinder, der Trendelenburg-Zylinder 9, dient
Lagerung des Patienten in der Trendelenburg-Postion, bei welcher sich das Becken
oberhalb des Kopfes befindet, und der dritte hydraulische Zylinder,
der Lateral-Zylinder 10, dient zur Neigung der Patientenliegefläche um die
Patientenkörperlängsachse.
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Um
die Höhe
der Patientenliegefläche
zu verstellen, ist zunächst
das Auswahlventil 7 in seine linke Schaltposition zu schalten.
Durch Betätigung des
Hub- 2 bzw. des Senkpedals 3 wird die Patientenliegefläche gehoben
bzw. gesenkt. Um den Patienten in der Trendelenburg-Position zu
lagern, schaltet das OP-Personal das Auswahlventil 7 in
seine mittlere Schaltstellung und betätigt anschließend das Hubpedal 2.
Hierdurch wird die Patientenliegefläche im Beckenbereich angehoben.
In der neutralen Schaltposition des Auswahlventils 7 ist
der Operationstisch gegen Verstellung gesichert.
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Die
hydraulische Schaltung der Operationstisch-Verstellung ist abgesehen
von der Wirkungsweise des Getriebes 6 für den Fachmann selbsterklärend und
soll deswegen hier nicht weiter erläutert werden.
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2 zeigt den hydraulischen
Schaltplan eines Operationstisches mit einer erfindungsgemäßen Verstellung
nach den Ansprüchen
3 und 9. Für
die vollhydraulische Lösung
wird eine zweite Pumpe 11 benötigt. Die Pedale 2, 3 sind
jeweils einer Pumpe 1, 11 direkt zugeordnet. Die
Wirkverbindung zwischen den Pumpen 1, 11 und dem
Umschaltventil 4 wird hier mit Hilfe einer hydraulischen
Vorsteuerung 12 realisiert. Zum erfindungsgemäßen Schaltungsaufbau
ist ferner ein Wechselventil 13 erforderlich. Des weiteren
gleicht der hydraulische Schaltplan aus 2 dem Schaltplan aus 1.
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Die 3 und 4 zeigen symbolisch die kinematische
Struktur eines mechanischen Gelenkgetriebes 6 gemäß den Ansprüchen 5,
7 und 8 in der Drauf- bzw.
Seitenansicht. 4 entspricht
dabei der Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in 3. Wesentliches Bauteil
der Pumpe 1 ist ein linear beweglicher Verdichterkolben 14.
Das Getriebe 6 setzt sich aus den verschiedenen Gliedern,
Gelenken und Organen zusammen. Als Basis dient ein unbewegtes Gestell 15.
Das unbewegte Gehäuse
der Pumpe 1 kann als Teil des Gestells 15 aufgefaßt werden.
Im Gestell 15 befindet sich ein gestellfestes Drehgelenk 16.
Die Drehachse des gestellfesten Drehgelenks 16 erstreckt
sich senkrecht zu der Bewegungsachse des Verdichterkolbens 14.
In dem gestell festen Drehgelenk 16 sind sowohl das Hubpedal 2 als
auch das Senkpedal 3 koaxial gelagert. Ebenfalls in dem
gestellfesten Drehgelenk 16 gelagert ist eine Schwinge 17.
Die Schwinge 17 ist über
ein Dreh-Schubgelenk 18 mit dem Verdichterkolben 14 der
Pumpe 1 verbunden. Beide Pedale 2, 3 sind
jeweils mit einem Mitnehmer 19, 20 versehen. Über den
jeweiligen Mitnehmer 19, 20 wird eine Pedalbewegung
auf die Schwinge 17 übertragen.
Die Pedale 2, 3 sind jeweils über ein Rückstellorgan 21, 22 mit dem
Gestell 15 verbunden. Die Rückstellorgane 21, 22 können nicht
ein Rückstellen
des Verdichterkolbens 14 bewirken, da eine Kraftübertragung
zwischen den Mitnehmern 19, 20 und der Schwinge 17 lediglich
in Betätigungsrichtung
der Pedale 2, 3 möglich ist. Das Rückstellen
des Verdichterkolbens 14 muß somit durch weitere, nicht
dargestellte Mittel erfolgen, deren Auswahl von der Bauart und der
hydraulischen Verschaltung der Pumpe 1 abhängt. An beiden
Pedalen 2, 3 befinden sich je ein Umschaltelement 23, 24,
welche bei anfänglicher
Betätigung der
Pedale 2, 3 mit dem Steuerschieber 5 über eine Keilfläche 25 in
Kontakt treten und so das Umschaltventil 4 umschalten.
Um eine ruckfreie und hemmungslose Kraftübertragung zwischen den Umschaltelementen 23, 24 und
dem Steuerschieber 5 zu gewährleisten, werden federnde
Organe 26 in den Kraftfluß eingebracht. Der Einfachheit
halber werden hier als Umschaltelemente 23, 24 Schraubenfedern verwendet,
die zugleich als federnde Organe dienen.
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Die 5 und 6 zeigen symbolisch die kinematische
Struktur eines mechanischen Gelenkgetriebes 6 gemäß den Ansprüchen 6,
7 und 8 in der Drauf- bzw.
Seitenansicht. 5 entspricht
dabei der Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B in 6. Wesentliches Bauteil
der Pumpe 1 ist ein linear beweglicher Verdichterkolben 14.
Das Getriebe 6 setzt sich aus den verschiedenen Gliedern,
Gelenken und Organen zusammen. Als Basis dient ein unbewegtes Gestell 15.
Das unbewegte Gehäuse
der Pumpe 1 kann als Teil des Gestells 15 aufgefaßt werden.
Im Gestell 15 befindet sich ein gestellfestes Drehgelenk 16.
Die Drehachse des gestellfesten Drehgelenks 16 erstreckt
sich senkrecht zu der Bewegungsachse des Verdichterkolbens 14.
In dem gestellfesten Drehgelenk 16 sind sowohl das Hubpedal 2 als
auch das Senkpedal 3 koaxial gelagert. Ebenfalls gestellfest
drehbar gelagert eine Schwinge 17. Die Lagerung der Schwinge 17 erfolgt
hier jedoch nicht dem gestellfesten Drehgelenk 16, in dem
auch die Pedale 2, 3 gelagert sind, sondern in
einem weiteren gestellfesten Drehgelenk 27. Die Schwinge 17 ist über ein
Dreh-Schubgelenk 18 mit
dem Verdichterkolben 14 der Pumpe 1 verbunden.
Zwei Mitnehmer 19, 20 bilden hier eigenständige Getriebeglieder, welche
koaxial zusammen mit der Schwinge 17 in dem weiteren gestellfesten
Drehgelenk 27 gelagert sind. Die Zuordnung zwischen Mitnehmer 19, 20 und Pedalen 2, 3 erfolgt
hier jeweils über
eine Koppel 28, 29 und über Drehgelenke 30, 31, 32, 33.
Die Pedale 2, 3 sind jeweils über ein Rückstellorgan 21, 22 mit dem
Gestell 15 verbunden. Die Rückstellorgane 21, 22 können nicht
ein Rückstellen
des Verdichterkolbens 14 bewirken, da eine Kraftübertragung
zwischen den Mitnehmern 19, 20 und der Schwinge 17 lediglich
in Betätigungsrichtung
der Pedale 2, 3 möglich ist. Das Rückstellen
des Verdichterkolbens 14 muß somit durch weitere, nicht
dargestellte Mittel erfolgen, deren Auswahl von der Bauart und der
hydraulischen Verschaltung der Pumpe 1 abhängt. Beide
Mitnehmer 19, 20 sind je mit einem Umschaltelement 23, 24 versehen,
welche bei anfänglicher
Betätigung
der Pedale 2, 3 mit dem Steuerschieber 5 über eine
Keilfläche 25 in
Kontakt treten und so das Umschaltventil 4 umschalten.
Um eine ruckfreie und hemmungslose Kraftübertragung zwischen den Umschaltelementen 23, 24 und
dem Steuerschieber 5 zu gewährleisten, werden federnde
Organe 26 in den Kraftfluß eingebracht. Diese werden
hier zwischen den Keilflächen 22 und
dem Steuerschieber 5 angeordnet.
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- 1
- Pumpe
- 2
- Hubpedal
- 3
- Senkpedal
- 4
- Umschaltventil
- 5
- Steuerschieber
- 6
- Getriebe
- 7
- Auswahlventil
- 8
- Hub-Zylinder
- 9
- Trendelenburg-Zylinder
- 10
- Lateral-Zylinder
- 11
- weitere
Pumpe
- 12
- Vorsteuerung
- 13
- Wechselventil
- 14
- Verdichterkolben
- 15
- Gestell
- 16
- gestellfestes
Drehgelenk
- 17
- Schwinge
- 18
- Dreh-Schubgelenk
- 19
- Mitnehmer,
hubpedalseitig
- 20
- Mitnehmer,
senkpedalseitig
- 21
- Rückstell-Organ,
hubpedalseitig
- 22
- Rückstell-Organ,
senkpedalseitig
- 23
- Umschaltelement,
hubpedalseitig
- 24
- Umschaltelement,
senkpedalseitig
- 25
- Keilfläche
- 26
- federndes
Organ
- 27
- weiteres
gestellfestes Drehgelenk
- 28
- Koppel,
hubpedalseitig
- 29
- Koppel,
senkpedalseitig
- 30
- Drehgelenk
Hubpedal/Koppel
- 31
- Drehgelenk
Koppel/Mitnehmer, hubpedalseitig
- 32
- Drehgelenk
Senkpedal/Koppel
- 33
- Drehgelenk
Koppel/Mitnehmer, senkpedalseitig