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Zahnärztlicher Patientenstuhl Die Erfindung betrifft einen zahnärztlichen
Patientenstuhl mit mindestens einem hydraulischen Kolbenmotor für eine Verstellung
des Stuhles sowie mit einer motorgetriebenen Druckmittelpumpe und mit Ein- und Auslaßventilen
für die Zuführung des Druckmittels zum Kolbenmotor bzw. zum Ablassen des Arbeitsmediums
aus dem Motor und mit einer elektrischen Steuervorrichtung für die Ventile und die
Druckmittelpumpe.
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Der elektrischen Steuerung der Verstellbewegung kommt bei zahnärztlichen
Patientenstühlen deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil die häufig auch während
der Behandlung des Patienten erforderliche Verstellung des Stuhl es den Zahnarzt
nicht zusätzlich körperlich belasten und von seiner jeweiligen Behandlungsstellung
aus möglich sein soll. Bei einem bekannten zahnärztlichen Patientenstuhl wird daher
von elektrischen Hand- oder Fußschaltem aus mit Hilfe von Magnetventilen der Druckmittelstrom
von und zu den Arbeitszylindem gesteuert. Magnetventile besitzen aber die Eigenschaft,
daß sie sehr schnell, also schlagartig öffnen und schließen. Das bedeutet, daß der
Patient bei jeder Verstellung des Stuhles ruckhaft beschleunigt werden würde, falls
nicht durch den Einbau von sogenannten Differenzdruckreglem od. dgl. in den Hydraulikkreis
die Auswirkungen des schlagartigen Öffnens und Schließens dieser Ventile abgeschwächt
ist. Solche zusätzlichen Druckregelglieder im Hydraulikkreis vergrößern den technischen
Aufwand und erfordern eine sehr sorgfältige Einstellung und eine dadurch bedingte
häufige Nachstellung, wenn der Stuhl jederzeit einwandfrei arbeiten soll.
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Technisch gesehen sind Magnetventile für den Einbau in hydraulische
zahnärztliche Stühle auch deshalb nachteilig, weil bei den hohen Betriebsdrücken
(über 50 atü) schon beachtlich große Magnetspulen notwendig sind, die verhältnismäßig
viel Platz beanspruchen, und weil im Störungsfall - wenn z. B. eine Magnetspule
defekt geworden ist - beim Auswechseln des Magnetventils auch die hydraulischen
Leitungen von und zum Ventil aufgetrennt und wieder angeschlossen werden müssen.
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Auch sogenannte Drehschieberventile, die ein langsames öffnen und
Schließen eines Durchfluß querschnittes und damit ein sanftes Anfahren und Abbremsen
der verstellbaren Stuhlteile ermöglichen, sind sperrig und teuer und benötigen überdies
je einen Steuermotor, wenn - wie gefordert - die Ventile elektrisch steuerbar sein
sollen. Sie haben deshalb bei Dentalstühlen bisher keine Verwendung gefunden.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein weitgehend ruckfreies
Anfahren und Abbremsen der verstellbaren Teile des Dentalstuhles mit einfachen,
billigen und verhältnismäßig wenig Platz beanspruchenden Mitteln zu erreichen, die
keine Nachstellung erfordern und einen unkomplizierten Aufbau des Hydraulikkreises
ermöglichen. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Ein- und
Auslaßventile Stößelventile benutzt sind, deren Antriebsglieder über je eine elektrisch
gesteuerte, ein-und ausrückbare Kupplung verbunden sind mit einem von einem Elektromotor
angetriebenen Kurbeltrieb, der mindestens mehreren Ventilen gemeinsam ist.
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Stößelventile ohne Magnetspulen benötigen nur einen geringen Platz,
und über den Kurbeltrieb, der an ihren Antriebsgliedern angreift, ist es möglich,
die Ventildichtungen der Ventile mit einem etwa sinusförmigen Geschwindigkeitsverlauf
von ihren Ventilsitzen abzuheben und wieder aufzusetzen. Beim Öffnen des Ventils
erfolgt dadurch das Abheben zunächst langsam und dann schneller werdend, bis die
Ventildichtung vollkommen den Durchfiußquerschnitt des Ventilsitzes freigegeben
hat, und beim Schließen des Ventils nähert sich die Ventildichtung zunächst rasch
dem Ventilsitz, um ihn dann langsamer werdend zu schließen. Dadurch ist ruckartiges
Beschleunigen und Abbremsen der zu verstellenden Geräteteile weitgehend vermieden.
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Es ist besonders vorteilhaft, als Kupplung zwischen den Antriebsgliedern
der Ventile und dem Kurbeltrieb eine Vorrichtung zu verwenden, bei der das Antriebsglied
jedes Ventils mit der Kurbelwelle des gemeinsamen Kurbeltriebes über eine Kurbelstange
verbunden ist, die quer zu ihrer Längsrichtung unterteilt ist und deren beide Teile
sich an der Trennstelle überlappen und an den sich überlappenden Teilen mit einander
zugeordneten Ausnehmungen versehen sind, die mit dem freien Ende einer in die Ausnehmungen
einlegbaren Kupplungsstange
zusammenwirken, welche mit ihrem anderen
Ende an dem Anker eines elektromechanischen Relais befestigt ist, das über die elektrische
Steuervorrichtung steuerbar ist. Durch die Ausnutzung der Schaltbewegung der Relaisanker
zum Zweck der Kupplung der Antriebsglieder der Ventile mit dem gemeinsamen Kurbeltrieb
ist auch hinsichtlich der Kupplungsvorrichtung der Forderung nach billigen und wenig
Platz beanspruchenden Bauteilen Rechnung getragen.
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Der geringe Platzbedarf der Stößelventile macht auch die Verwendung
eines sogenannten Ventilblockes möglich, in welchen die Ventile einsetzbar sind
und in dem die Verbindungsleitungen zwischen den Ventilen und sonstigen Anschlußstellen
vorgesehen sein können. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von sonst notwendigen
Verbindungsschläuchen und zu dichtenden Anschlußstellen eingespart werden, was eine
weitere Verringerung des Platzbedarfs mit sich bringt. Eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung besteht demnach darin, daß die Ein- und Auslaßventile in einen Ventilblock
einsetzbar sind, welcher lediglich Anschlußstellen für die Zuleitung der Druckflüssigkeit
vom Druckerzeuger und für den Abfluß des Arbeitsmediums zur Pumpe sowie eine der
Zahl der verwendeten Kolbenmotoren entsprechende Zahl von Anschlüssen für Verbindungsleitungen
zu den Kolbenmotoren aufweist und der mit Kanälen zur Verbindung der Ventileinsatzstellen
mit den genannten Anschlüssen sowie erforderlichenfalls mit Hohlräumen für die Aufnahme
von Drossel-und Rückschlagventilen versehen ist.
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Nachstehend sind Einzelheiten der Erfindung an Hand der F i g. 1
bis 12 beschrieben.
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In der F i g. 1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein zahnärztlicher
Patientenstuhl mit hydraulisch heb- und senkbarer sowie wahlweise nach hinten oder
nach seitlich hinten hydraulisch kippbarer Sitz-und Lagerfläche in seiner tiefsten
Stellung schaubildlich dargestellt. Auf der großflächigen Grundplatte 1 ist um eine
vertikale Achse- dr und mittels eines aus Fig. 1. nicht ersichtlichen Fußhebels
feststellbar der Sockel 2 angeordnet, der den hydraulisch in der Höhe verstellbaren
Zwischenträger 3 trägt. Die Sitzfläche 5 stützt sich auf einer horizontalen, mittels
des Handgriffes 4 horizontal verstellbaren Kippachse des Zwischenträgers 3 ab. An
dem Rahmen der Sitzfläche sind an aufrecht stehenden Flanschen die Armlehnen 6 und
7 gehaltert, von denen die letztere von Hand nach Art einer Tür um etwa 450 in die
gestrichelt dargestellte Stellung geschwenkt werden kann. Vorn schließt sich an
die Sitzfläche 5 schräg nach unten abgewinkelt die Wadenauflage 8 an, an deren Unterseite
motorisch längsverschiebbar und feststellbar die Fußraste 9 gehaltert ist. Von dem
hinteren Teil des Rahmens der Sitzfläche 5 wird die gegenüber der Sitzfläche 5 hydraulisch
nach hinten neigbare Rückenlehne 10 mit Kopfstütze 11 getragen.
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Mit 12 ist der aus kontaktloser Mittelstellung entgegen Federkraft
in zwei verschiedene Endstellungen drehbare Fußhebel zur Betätigung der hydraulischen
Höhenverstellung des Zwischenträgers 3 bezeichnet, und 13 ist ein Doppelhebel mit
zwei entgegengesetzten Schaltstellungen ohne Mittelstellung zur Betätigung der hydraulischen
Kippung der Sitz- und Lagerfläche 5 bis 11 um die horizontale Kippachse.
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Der hydraulischen Verstellung der Rückenlehne dient der versenkt in
die Seitenwand der Rückenlehne eingebaute Kipphebelschalter 14.
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Die F i g. 2 veranschaulicht den Stuhl nach Fig. 1 in der höchsten
Stellung des Zwischenträgers 3 mit Sitz- und Lagerfläche 5 bis 11 sowie gestrichelt
angedeutet die Sitz- und Lagerfläche 5 bis 11 in nach seitlich hinten gekippter
Stellung.
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Die F i g. 3 stellt eine aufgebrochene Teilseitenansicht des Stuhles
nach den F i g. 1 und 2 in angehobener Stellung des Zwischenträgers 3 mit Sitz-
und Lagerfläche 5 bis 11 ohne Armlehnen dar. Es ist ersichtlich, daß der Stuhlsockel
2 den Gehäuseblock 15, den gehäuseartigen Gußteil 16 und die Ölwanne 26 umfaßt.
An den Gehäuseblock 15 sind bei 17 und 18 an horizontale Achsen die Parallelogrammarme
19 und 20 angelenkt, von denen bei 21 und 22 an horizontale Achsen angelenkt der
Zwischenträger 3 getragen wird. Innerhalb des Gußteils 16 ist an dem Lagerbock 23
um die Achse 24 drehbar der Zylinder 25 des Hydraulikaggregates zur Höhenverstellung
abgestützt, dessen Kolbenstangenkopf bei 27 an dem dort nach oben abgeknickten Parallelogrammarm
20 angelenkt ist. Zufolge dieser Knickstelle im Parallelogrammarm 20 kann auch bei
relativ tiefer Lage dieses Armes das zwischen diesem und dem Stuhlsockel 2 angeordnete
Hydraulikaggregat zur Höhenverstellung hinreichend lang ausgeführt werden. In dem
Gußteil 16 ist ferner die mit der Ölwanne 26 verbundene Flüssigkeitspumpe28 mit
angebautem elektrischem Antriebsmotor 29 befestigt. Im Zwischenträger 3 ist in einem
stufenförmigen Absatz der Zylinder 30 des der Kippung der Sitz- und Lagerfläche
dienenden Hydrauliksystems gehaltert, dessen Kolbenstangenkopf 32 der Rahmen 33
der Sitzfläche 5 aufliegt. Der Zwischenträger 3 ist oben mit der kreisringförmigen
Laufbahn 34 versehen, und der Rahmen 33 der Sitzfläche 5 trägt unten die weitere
kreisringförmige Laufbahn 35. Mittels Laufrollen 36 ist zwischen den Laufbahnen
34 und 35 die in dem Handgriff 4 endende horizontale Kippachse derart horizontal
verstellbar gelagert, daß sie von der dargestellten Stellung aus in eine zur Sitzfläche
5 etwa diagonale Lage eingestellt werden kann. Als weitere Abstützung zwischen dem
Rahmen 33 der Sitz- und Lagerfläche 5 bis 11 ist die Druckfeder 37 vorgesehen, die
einerseits einer schrägen Schulter des Zwischenträgers 3 oben und andererseits der
Wadenauflage 8 unten anliegt. Mit 38 ist eine Führung für den Rahmen 33 am Zwischenträger3
bezeichnet. Der hintere Teil des Rahmens 33 ist an beiden Seiten mit je einem Flansch
39 versehen, die der Lagerung der Schwenkachse 40 der Rückenlehne 10 dienen. An
der Schwenkachse 40 greift der Kniehebel 41 an, über den die Schwenkachse 40 der
Rückenlehne 10 in Antriebsverbindung steht mit der Kolbenstange43 des Hydraulikaggregates
zur Neigung der Rückenlehne gegenüber der Sitzfläche. Der Zylinder 44 dieses Hydraulikaggregates
ist im Rahmen 33 um die Achse 31 drehbar gehaltert. Der Schalter 14 zur Auslösung
der hydraulischen Verstellung der Rückenlehne ist als selbsttätig in die Ruhestellung
zurückfedernder Kipphebelschalter ausgebildet und derart angeschlossen, daß ein
Umlegen des Kipphebels nach vorn eine Bewegung der Rückenlehne nach vorn und ein
Umlegen nach hinten eine Bewegung der Lehne nach hinten einleitet. Mit 45 ist der
hinten an der Rückenlehne angebrachte Träger für die Kopfstütze 11 bezeichnet, in
dem die beiden Druckknopfschalter 46 zur Betätigung des Verstellmotors für die Fußraste
9 (F i g. 1 und 2) befestigt sind. Der obere
der beiden Druckknopfschalter
46 ist der Verstellung der Fußraste 9 längs der Wadenstütze 8 nach oben und der
untere Druckknopfschalter 46 der Verschiebung der Fußraste nach unten zugeordnet.
Der weitere im Träger 45 der Kopfstütze angeordnete Druckknopfschalter47 dient,
ähnlich wie der Fußhebel 12, der Betätigung der hydraulischen Höhenverstellung der
Sitz- und Lagerfläche. Oben auf dem Teil 15 des Sockels 2 ist noch eine feste Abstützung
48 für den Rahmen 33 in seiner abgesenkten Stellung angeordnet. Wird die Sitz- und
Lagerfläche in nach hinten oder nach seitlich hinten gekippter Stellung nach unten
gefahren, so bewirkt diese Abstützung 48 eine selbsttätige Aufrichtung der gekippten
Sitz- und Lagerfläche kurz vor Erreichen ihrer untersten Stellung. Mit der gestrichelten
Linie 49 ist angedeutet, daß im Sockelteil 15 die Steuervorrichtung 50 für die drei
Hydraulikaggregate als von hinten leicht zugängliche Baueinheit untergebracht ist.
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Die Steuervorrichtung 50 umfaßt gemäß F i g. 4, in welcher der Dentalstuhl
von hinten bei abgenommener Verkleidung dargestellt ist, im wesentlichen die von
den Hand- und Fußschaltern 12, 13, 14, 47 steuerbaren elektrischen Relais 51 mit
ihren Kontaktsätzen 52. Über diese Kontaktsätze werden der Motor des Kurbeltriebes
53 für die Betätigung der auf dem Block 54 sitzenden Ein- und Auslaßventile 55,
56, 57 bzw. 58, 59, 60 sowie die Druckmittelpumpe gesteuert. Die später beschriebenen
Kupplungen 61 zwischen den Ventilen 55 bis 60 und dem Antrieb für die Ventile werden
ebenfalls durch die Relais, jedoch mechanisch, betätigt. Die außerdem noch sichtbare
Baugruppe9' dient zur Steuerung der Verstellung der Fußstütze 9. Alle genannten
Teile (bis auf den Schalter 47) sind auf einer gesonderten Montageplatte 94 angeordnet,
die in den unteren Teil des Stuhlsockels senkrecht stehend einbaubar sind. Die Fig.4
zeigt anschaulich, auf welch geringem Platz im Verhältnis zu den Abmessungen des
Stuhles alle diese Teile untergebracht werden können.
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Zunächst wird der in der F i g. 5 gezeigte Hydraulikkreislauf des
Stuhles erläutert. Dabei ist die Ölwanne mit 26 und die Druckmittelpumpe mit 28
bezeichnet. In dem als gestricheltes Rechteck angedeuteten Ventilblock 54 sind die
Ein- und Auslaßventile 55, 56, 57 bzw. 58, 59, 60 sowie die Rückschlagventile 62,
63, 64 und Drosselventile 65, 66, 67 untergebracht. Die Anschlußstelle für die Druckmittelzuleitung
zum Ventilblock ist mit 68, die Ausfluß stelle aus dem Ventilblock mit 69 und die
Anschlußstellen zu den Hydraulikzylindern25, 30, 44 sind mit 70, 71, 72 bezeichnet.
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Beim Einschalten der Pumpe 28 wird das Druckmittel aus der Ölwanne
26 über die Leitung 73, die Anschlußstelle 68 und die Kanäle 74, 75, 76 zu den Einlaßventilen55,
56, 57 gebracht. Wird nun beispielsweise das Einlaßventil 55 geöffnet, so strömt
die Druckflüssigkeit (über im folgenden nicht mehr mit Bezugszeichen versehene,
sondern in der F i g. 5 nur durch Striche angedeutete Leitungen) in Pfeilrichtung
über das Rückschlagventil 62 sowie die Anschlußstelle 70 zu dem Arbeitszylinder
25 (Hubzylinder), da das Auslaßventil 58 geschlossen ist und der Druckflüssigkeit
deshalb kein anderer freier Weg bleibt. Der Stuhl wird gehoben. Um den Hubvorgang
zu beenden, muß die Pumpe 28 abgeschaltet und das Einlaßventil 55 geschlossen werden.
Während des verhältnismäßig langsamen Schließvorganges verhin-
dert das Rückschlagventil
62 ein Rückströmen des Öles (welches insbesondere durch das Gewicht des auf dem
Stuhl sitzenden Patienten unter Druck gesetzt ist) aus dem Arbeitszylinder 25 zur
bereits abgeschalteten Pumpe 28.
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Zum Ablassen des Stuhles aus seiner oberen Stellung wird das Auslaßventil
58 geöffnet, so daß das Öl aus dem Arbeitszylinder 25 über die Anschlußstelle 70,
das Auslaßventil 58 und das Drosselventil 65 über die Ausflußöffnung 69 am Ventilblock
zur Ölwanne 26 zurückfließen kann. Das Drosselventil 65 hat dabei die Aufgabe, den
zurückfließenden Ölstrom so zu begrenzen, daß eine maximale Absenkgeschwindigkeit
des verstellten Geräteteiles - im betrachteten Fall also der Sitzfläche des Stuhles
- nicht überschritten wird. Grundsätzlich könnte auch das Auslaßventil so bemessen
werden, daß es die Aufgabe des Drosselventils mit übernehmen kann, jedoch müssen
dann je nach Belastung der einzelnen Verstellteile des Stuhles verschiedene, genau
gefertigte Ventile verwendet werden, was zu aufwendig wäre.
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Eine Beschreibung der beiden anderen Hydraulikkreise 68, 75, 56,
63, 71, 30, 59, 66, 69 bzw. 68, 76, 57, 64, 72, 44, 60, 67, 69 erübrigt sich, da
für sie sinngemäß das gleiche wie für den beschriebenen Kreis gilt.
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In der Fig. 6, welche die Steuervorrichtung in natürlicher Größe
zeigt, sind die in den Ventilblock 54 eingeschraubten Einlaßventile 55 bis 57 und
Auslaßventile 58 bis 60 dargestellt. Auch die Einstellschrauben 77, 78, 79 für die
Drosselventile 65, 66, 67 (Fi g. 5) und das Druckmittelausflußröhrchen 69' sind
sichtbar. Aus den Ventilen 55 bis 60 ragen die Antriebsglieder für die Ventile,
die sogenannten Ventilstangen 80, 81 (die der Übersichtlichkeit wegen ebenso wie
die dazugehörige Steuer- und Kupplungsvorrichtung nur für die Ventile 55 und 60
gezeichnet sind), die mit einem Feingewinde versehen sind und die mittels der aufgeschraubten
Rändelmuttern 82, 83 justiert werden können. Auf die Ventilstangen 80, 81 sind die
als Kupplungsteile 84, 85 ausgebiIdeten Teile der Kurbelstangen 89 aufgeschraubt.
Im folgenden werden der Anschaulichkeit des Begriffes wegen statt der allgemeinen
Ausdrücke »Kurbelgetriebe, Kurbelstange« die Worte »Exzentergetriebe, Exzenterstange«
verwendet. Außer dem Längsschlitz 86 weist - wie aus Fig. 7 deutlicher zu erkennen
ist - der Kupplungsteil 84 (und entsprechend alle anderen Kupplungsteile für die
übrigen Ventile) im wesentlichen noch einen Querschlitz 87 und eine Ausnehmung 88
nach Art einer U-förmigen Kerbe auf. Die Breite des Längsschlitzes 86 ist so gewählt,
daß er den im Querschnitt rechteckförmigen Teil der Exzenterstange 89 aufnehmen
kann. In diese Stange ist ein Querstift 90 eingesetzt, welcher in den Querschlitz
87 des Kupplungsteiles 84 einschiebbar ist.
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Weiterhin weist der mit 89 bezeichnete Teil der Exzenterstange eine
der Ausnehmung 88 entsprechende Ausnehmung 91 auf. Beim Zusammenbau der Teile 84
und 89 werden die beiden Kerben 88, 91 zur Deckung gebracht (F i g. 6, links), so
daß sie fluchten und (in Kupplungsstellung) einen beidseitig offenen Kanal bilden.
Die Exzenterringe 92 aller sechs Exzenterstangen 89 (vgl. auch Fig. 6, in der zwei
dieser Exzenterringe dargestellt sind) sind auf der gemeinsamen Exzenterwelle 93
gelagert. Sie selbst ist in den auf der Montageplatte 94 befestigten Stützen 95,
96 drehbar gelagert. Der in dem Gehäuse 97 untergebrachte
Elektromotor
treibt über das im Kästchen 98 angeordnete Untersetzungsgetriebe die Exzenterwelle
93 an. Auf die Exzenterwelle sind die Nockenscheiben 99, 100 aufgebracht, welche
zur Betätigung der Kontaktsätze 101, 102 dienen. In der gezeichneten Stellung ist
das Ventil 60 geöffnet und alle anderen wie das Ventil 55 geschlossen.
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Jedem der Ventile 55 bis 60 bzw. jedem Ventilantrieb ist eines der
elektromagnetischen Relais 51 (Fi g. 4) - von denen die in der Fig.6 gezeichneten
zwei Relais mit 51' bzw. S1" bezeichnet sind - zugeordnet. Das Relais 51' ist im
unerregten Zustand und das Relais 51" im erregten Zustand gezeigt. Dementsprechend
ist der Ankerl03' des Relais 51' unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder
nach oben in Richtung des Pfeilesl04 gekippt, während der Anker 103" des Relais
51" in Richtung des Pfeiles 105, also zu der Magnetspule 106 hin, verstellt ist.
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Die Relaisanker 103 (aller Relais 51) sind mit Verlängerungsblechen
107 versehen, welche den Kupplungsdraht 108 tragen. Dieser Draht ist an dem entsprechenden
Blech 107 mittels einer Schraube 109 befestigt, in dem Längsschlitz 110 des Bleches
107 geführt und in seiner Länge so bemessen, daß er mit seinem freien Ende 111 beim
Einschalten des Relais in die Kerben 88 und 91 (vgl. F i g. 6, links) einrastet.
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Der Draht weist bei 112 mehrere Windungen auf, so daß er in Richtung
der Pfeile 104 und 105 wie eine weiche Feder wirkt. Dies ist notwendig, damit das
Relais auch dann abfallen kann (in Richtung des Pfeiles 104), wenn der Kupplungsdraht
108 während der Verstellung des Ventils unter der Wirkung einer (erst in F i g.
Ii dargestellten) Ventilfeder (153) zwischen den Kerben 88 und 91 eingeklemmt ist.
An der Stelle 108' ist der Draht 108 durch eine schlaufenartige Verformung quer
zur Richtung seines in die Ausnehmungen 88, 91 der Kurbelstange einlegbaren Teiles
federnd gemacht, damit während der Kurbelstangenbewegung in Richtung der Pfeile
117, 118 der Draht nicht verbogen wird, was zur Folge hätte, daß er bei der nächsten
Kuppelbewegung nicht mehr in den von den Kerben gebildeten beidseitig offenen Kanal
einlegbar wäre. Über die Kontaktsätze 52' und 52" werden unter anderem die Pumpe
28 und der Elektromotor 97 geschaltet. Bei Erregung eines der Relais, die den drei
Einlaßventilen 55, 56, 57 zugeordnet sind, werden über die von den Relais geschalteten
Kontaktsätze jeweils die Erregerstromkreise der beiden anderen Relais unterbrochen,
damit nicht alle drei Einlaßventile gleichzeitig geöffnet werden können. Diese Verriegelung
ist notwendig, damit sich nicht unkontrollierbare hydraulische Verhältnisse ergeben.
Es würde nämlich bei gleichzeitiger Öffnung mehrerer Einlaßventile bevorzugt derjenige
Arbeitszylinder bewegt werden, der am wenigsten durch das Gewicht des zu verstehenden
Geräteteiles bzw. indirekt durch das Gewicht des Patienten auf dem Stuhl belastet
ist.
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An Hand eines stark vereinfachten Schaltplanes (Fi g. 8) wird nun
die grundsätzliche Wirkungsweise der Steuervorrichtung erläutert. In der Fig. 8
sind mit 113, 114, 115 Spannungsquellen bezeichnet, mit 51 ein Relais, mit ra ein
Arbeitskontakt, mit r, ein Ruhekontakt des Relais, mit 97 der Elektromotor für die
Ventilbetätigung, mit 99 und 100 je eine Nockenscheibe, welche auf der von dem Elektromotor
angetriebenen Welle (93) sitzen, und mit n99 und nlOOs die
von den entsprechenden
Nockenscheiben 99, 100 betätigten Kontakte, wobei in der gezeichneten Stellung nlpe
geschlossen und n99 geöffnet ist. Der mit 14' bezeichnet Schalter soll zur Steuerung
einer Verstellbewegung des Stuhl es, beispielsweise dem Absenken der Rückenlehne,
dienen. Bei Betätigung dieses Schalters 14' wird das Relais 51 erregt. Dabei schließt
r, und rr öffnet. Durch das Schließen von ra wird der Motor 97 über nlOO an die
Spannungsquelle 114 gelegt. Der Motor läuft an und dreht die auf der Welle 93 sitzenden
Nockenscheiben 99 und 100 in Richtung der Pfeile 116. Nach einer halben Umdrehung
der Welle wird über die Nockenscheibe 100 der Kontakt n100 geöffnet und der Kontakten99
durch die Nockenscheibe 99 geschlossen. Das bedeutet, daß der Motor über n,,, von
der Spannungsquelle 114 abgeschaltet wird. Aus der Spannungsquelle 115 erhält der
Motor 97 erst dann Spannung, wenn das Relais zur Unterbrechung der Absenkbewegung
durch Loslassen des Schalters 14' aberregt wird und der Ruhekontakt r; dadurch schließt;
denn nun ist wegen der vorausgegangenen halben Umdrehung der Nockenscheiben der
Kontakt n99 geschlossen. Der Motor 97 läuft also wieder an und kommt nach einer
weiteren halben Umdrehung wegen des Öffnens des Kontaktes n99 wieder zum Stehen.
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Beim Betätigen des Schalters 14' und dem damit verbundenen Ansprechen
eines Relais 51 wird tvgl.
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Fig. 6) ein beispielsweise dem Relais 51" zugeordneter Kupplungsdraht
108 in die Kerben 88 und 91 eingelegt und gleichzeitig über den Kontaktsatz 52"
(ra in F i g. 8) der Antriebsmotor 97 eingeschaltet, so daß während der ersten halben
Umdrehung der Exzenterwelle93 der Ventilstößel 81 in Richtung des Pfeiles 117 im
Sinne einer Öffnung des Ventils betätigt wird. Das Ventil bleibt geöffnet, solange
über den Schalter 14' das Relais51" erregt bleibt. Beim Öffnen des Erregerstromkreises
für das Relais wird der Motor für eine weitere halbe Umdrehung der Exzenterwelle
wiederum eingeschaltet, so daß über den Exzentertrieb der Ventilstößel 81 in Richtung
des Pfeiles 11w8 wieder in seine ursprüngliche Stellung - in die Schließstellung
des Ventils 60 - bewegt wird.
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In der F i g. 8 ist nur der Steuerstromkreis für ein Ventil dargestellt.
Alle übrigen Ein- und Auslad ventile werden nach dem gleichen Prinzip gesteuert.
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Beim Schwenken des Fußschalters 12 (vgl. Beschreibung zu Fig. 1 in
Spalte 3) in seine eine Endstellung wird also auf die beschriebene Art das Einlaßventil
55 geöffnet, beim Schwenken in die andere Endstellung (oder beim Betätigen des Handschaltèrs
47) das Auslaßventil 58; beim Zurückfedern des Fußhebels 12 in die kontaktlose Mittelstellung
wird jeweils selbsttätig über die erläuterte Nockenwellenschaltung das geöffnete
Ventil wieder geschlossen.
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Das Gesagte gilt entsprechend für den Doppelhebel 13, durch welchen
die Ventile 56 und 59 steuerbar sind. Zur Verstellung der Rückenlehne des Stuhles
werden die Ventile 57 und 60 über den Kipphebelschalter 14 betätigt.
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An Hand der Fig. 9 und 10 wird nun der Ventilblock 54 genau beschrieben.
Die F i g. 9 zeigt im wesentlichen die Seite des Ventilblockes (natürliche Größe!)
die den Einsatzstellen der Ein- und AuslaS ventile 55 bis 60 (vgl. Fig.6) gegenüberliegt.
Auf der Oberseite des in F i g. 9 gezeigten Blockes sind die Einstellschrauben 77,
78, 79 für die Drosselventile
65, 66, 67 (Ei g. 5) und an der Seite
das Abflußröhrchen 69' sichtbar. Mit 68 ist die Anschlußstelle für die Druckmittelzuleitung,
mit 70, 71, 72 sind die Anschlußstellen für die Verbindungsleitungen zu den Arbeitszylindern
25, 30, 44 und mit 119, 120, 121 die Verschluß- und Dichtungsschrauben (in den in
F i g. 10 mit 122, 123, 124 benannten Gewindebohrungen) bezeichnet, welche die für
die Rückschlagventile 62, 63, 64 (Fi g. 5) in den Block gebohrten Löcher verschließen
und die Rückschlagventile in ihrer Lage in den Löchern fixieren. Die F i g. 9 zeigt
auch, daß der Block 54 mit vier im Querschnitt trapezförmigen Kehlungen 125 versehen
ist; die dadurch entstehenden Schrägflächen dienen dazu, senkrecht zu diesen Flächen
verlaufende Kanäle in den Block bohren zu können.
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Die Fig. 10 zeigt in schaubildlicher Darstellung den Ventilblock
54 mit seinen Verbindungskanälen im vergrößerten Maßstab (etwa 2: 1). Mit 55', 56',
57', 58', 59', 60' sind die Einsatzstellen (Gewindebohrungen) für die Ventile 55
bis 60 bezeichnet. Von der Druckzuleitungsanschlußstelle 68 führt die Bohrung 126
über die bei 127 verschlossene Sackbohrung128 zu den Anschlußkanälen74, 75, 76 und
weiter zu den Ventileinsatzstellen 55', 56', 57'. Von diesen Einsatzstellen führen
erweiterte Kanäle 129, 130, 131 - welche die Rückschlagventile 62, 63, 64 (Ei g.
5) aufnehmen (wovon der Übersichtlichkeit wegen nur das Ventil 63 angedeutet ist)
- zu den mit den in Fig. 9 dargestellten Dichtungsschrauben 119, 120, 121 verschlossenen
Gewindebohrungen 122, 123, 124. Ebenfalls der tJbersichtlichkeit wegen sind die
Verbindungskanäle zwischen den Rückschlagventilen 62, 63, 64, den Anschlußstellen
für die Verbindungsleitungen zu den Arbeitszylindern und den Auslaßventilen nur
für einen, nämlich den Hydraulikkreis 75, 56, 63, 71, 59, 66 (vgl. F i g. 5) veranschaulicht.
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Zu der das Rückschlagventil 63 aufnehmenden Bohrung 130 führt der
bei 132 verschlossene schräg gebohrte Kanal 133. Ihn kreuzt der Verbindungskanal
134, der zur Anschlußstelle 71 für die Verbindungsleitung zum Kolben 30 führt. Über
den bei 135 verschlossenen Schrägkanal 136 ist die Verbindung zum Einlaßkanal 138,
der zur Einsatzstelle 59' des Auslaßventils 59 führt, hergestellt. Die entsprechenden
Einlaßkanäle, die zu den Einsatzstellen 58', 60' der Auslaßventile58, 60 führen,
sind mit 137 und 139 bezeichnet. Die Abflußkanäle 140, 141, 142 der Auslaßventileinsatzstellen
58', 59', 60' münden in die Sackbohrung 143, an deren offenem -Ende das Abflußröhrchen
69' eingeschraubt ist. Zu den Kanälen 140, 141, 142 führen von oben die Gewindebohrungen
144, 145, 146, in welche die als Drosselventile 65, 66, 67 (Fig. 5) wirkenden Schraubteile
65', 66', 67' eingesetzt sind.
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Nach dieser Beschreibung des Ventilblockes erscheint seine Konstruktion
und seine Herstellung sehr kompliziert und schwierig zu sein. In Wirklichkeit wird
durch die Verwendung dieses Ventilblockes ein bedeutender technischer Fortschritt
erzielt, da für die drei Hydraulikkreise nur vier Druckmittelanschlußschläuche verwendet
und angeschlossen werden müssen, und zwar die Druckmittelzuleitung zur Anschluß
stelle 68 und die Verbindungsleitungen zu den Zylindern 25, 30, 44 von den Anschlußstellen
70, 71, 72. Ohne Verwendung eines Ventilblockes wären dagegen einundzwanzig Verbindungsleitungen
und
siebenundzwanzig Anschlußstellen notwendig gewesen. Die wesentlichsten Nachteile
dieser sonst notwendigen Verbindungsleitungen und Anschlußstellen bestehen darin,
daß die Leitungen und die Anschlußstellen nur sehr schwer auf die Dauer dicht gehalten
werden können, daß eine Fehlersuche sehr schwierig ist und daß vor allem bei dem
geringen zur Verfü gung stehenden Platz eine übersichtliche Unterbringung all dieser
Leitungen nicht mehr möglich ist Demgegenüber bietet der Ventilblock den Vorteil,
daß er bei der Erzeugerfirma hergestellt werden kann -- unter Verwendung automatischer
Werkzeugmaschinen -, daß kaum mehr eine zeitraubende Montage notwendig ist, daß
die im Block verlaufenden Leitungen absolut dicht sind- und schnelle Auswechselbarkeit
des gesamten Blockes einschließlich der Ventile gewährleistet ist. Wie klein der
Ventilblock ausgeführt sein kann, zeigt die F i g. 9, in der - wie gesagt - der
Block in .Wahrer Größe dargestellt ist.
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In der Fig. 11 ist ein SchnittXI-XI nach Fig. 9 durch den Ventilblock
54 und das eingeschraubte Einlaßventil 55 sowie das e..in.gesetzte Rückschlagventil
62 gezeigt. Das Ventil 55 besteht aus dem Ventilkörperl47, in welchem die einzelnen
Ventilteile untergebracht sind, und dem,gn den Ventilblock eingesetzten pilzförmigen
hohlen Ventilsitz 148. In den Ventilsitz ragt bei geschlossenem Ventil der Stift
149, welcher in den aus Kunststoff hergestellten Dick tungskörper 150 eingepaßt
ist. Der Dichtungskörper 150 wird von dem Dichtungsträger 151 gehalten, der verschiebbar
in der. Zylinderbohrúng 152 gelagert ist.
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Die Feder 153, welche sich am Ende 154 der Zylin derbohrung 152 abstützt,
drükt den Dichtungsträger 151 und damit den Dichtungskörper 150 sowie den Ventilstift
149 gegen den Ventilsitz 148. An dem Dichtungsträger ist auch dats Ventilstößelende
ldi5 des Stößels 80 angebracht, der, bei 156 gedichtet, den Ventilkörper 147 durchsetzt.zDurch
Ziehen an dem Stößel 80 in Richtung des Pfeiles 157 kann also der Ventilstift 149
gegen die Kraft der Federl53 vom Ventilsitz -148 abgehoben und damit das Ventil
geöffnet werden, durch welches dann entsprechend dem Pfeil 158 aus dem Einlaßkanal
128 durch den Ventilsitz 148 die Druckflüssigkeit zum Rückschlagventil 62 strömt.
Der Ventilstift 149ist konisch ausgebildet, damit beim Öffnen des Ventils der Durchflußquerschnitt
des Ventilsitzes nur langsam freigegeben und dadurch die Wirkung des Kurbeltriebes
unterstützt wird.
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Das Rückschlagventil 62 besteht aus der als Ventilkörper ausgebildeten,
unter Zwischenlage einer Dichtung 159 in den Ventilblock 54 eingeschraubten Hohlschraube
119. Die Hohlschraube, die in die Gewindebohrung 122eingeschraubt ist, nimmt die
eine Seite 160 eines im Querschnitt doppel-T-förmigen Drehteiles 161 auf, an deSsen
Bund 162 sich die Feder 163 ab stützt, die andererseits den Ventilsitz 164 gegen
die Zuführungsleitung 165, die einen Teil des Kanals 129 (vgl. Fig. 10) bildet,
aus dem Einlaßventil 55 drückt und damit verschließt. Der Ventilsitz 164 ist etwa
pilzförmig ausgebildet und weist eine Innen-Sackbohrungl66 auf. In diese Bohrung
166 greift die andere Seite 167 des Drehteiles 162.
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Wenn Druckflüssigkeit aus dem Einlaßventil 55 strömt, wird der Ventilsitz
gegen die Kraft der Feder 163 wie eine Hülse über den Drehteil 167 geschoben und
dabei der Weg für die Flüssigkeit freigegeben.
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Durch eine der Schrägbohrung 133 (vgl. Fig. 10) entsprechende Bohrung
168 fließt sie dann zur Anschlußstelle 70 und weiter zum Hubzylinder 25. In der
Fig. 10 ist der Übersichtlichkeit wegen nur ein Teil der Bohrung 168 gestrichelt
angedeutet.
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Der Ventilstößel 155 ist an seinem aus dem Ventil herausragenden
Teil 80 mit einem Feingewinde 169 versehen. Auf dieses Gewinde ist die Rändelmutter
82 aufgeschraubt. Die Abstandshülse 170, die sich gegen den Ventilkörper 147 abstützt,
verhindert, daß die Mutter direkt auf das Ventil aufgeschraubt werden kann. Auf
diese Weise ist erreicht, daß das Ventil mittels der Rändelmutter bequem einstellbar
ist.
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Wie schon erwähnt, ist die Montageplatte 94 in den hinteren Teil
des Stuhlsockels senkrecht stehend einbaubar. Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform
der in den Stuhlsockel mittels der Schrauben 171 eingeschraubten Montageplatte.
Sie liegt nicht direkt auf der senkrechten Sockelwand 172 - in welcher Gewindelöcher
für die Schrauben 171 vorgesehen sind - auf, sondern sie wird durch (nicht dargestellte)
Bolzen in einem gewissen Abstand von der Sockelwand 172 gehalten, damit noch genug
Raum z. B. für die durch die Platte hindurchragenden elektrischen Anschlußstellen
der Relais 51 vorhanden ist.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, die Platte direkt an der Wand
172 anzuschrauben, wenn für die Befestigung der Bauteile gesonderte, von der Platte
abstehende Tragteile vorgesehen sind.
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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Montageplatte deshalb,
weil nach Lösen der Befestigungsschrauben 171, der vier hydraulischen Anschlüsse
und einiger elektrischer Anschlüsse, die in einem mehrpoligen Stecker zusammengefaßt
sein können, die gesamte Steuer-, Schalt- und Kupplungsvorrichtung aus dem Stuhl
herausgenommen werden kann.
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Im Störungsfall oder bei einer Generalüberholung braucht also die
Schaltanlage nicht im Stuhl selbst überprüft zu werden - was zeitraubend ist und
Arbeitsausfall für den Arzt mit sich bringt -, sondern sie braucht lediglich ausgewechselt
zu werden.
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In der Werkstatt kann dann die Reparatur erfolgen.
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In der F i g. 12 sind die Befestigungslöcher für die in der Fig.
4 sichtbaren, auf der Montageplatte sitzenden Bauteile gezeigt. Die Montageplatte
94 weist außerdem noch die Laschen 173, 174 auf, in welche bei 175,176 die Schwenkachse
für den Fußschalter 12, 13 einsetzbar ist.
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Es sei in diesem Zusammenhang noch bemerkt, daß bei den Darstellungen
des Ventilblockes (Ei g. 6, 9 und 10) - um Verwechslungen zu vermeiden -die in Wirklichkeit
vorhandenen Befestigungsgewindelöcher nicht gezeichnet sind.