DE20105656U1 - Safety device for electrically powered nursing and hospital beds - Google Patents
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Description
PatentanwaltPatent Attorney
Dipl.-lng. Detlef BrandtDipl.-lng. Detlef Brandt
Vertreter beim Europäischen Patentamt und
beim Harmonisierungsamt für den BinnenmarktRepresentative at the European Patent Office and
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Meisenstraße 96
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Medical GmbH
Ravensbergerstr. 65Medical GmbH
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Sicherheitsvorrichtung für elektrisch angetriebene Pflege- undSafety device for electrically powered care and
KrankenbettenHospital beds
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für elektrisch angetriebene Pflege- und Krankenbetten mit einer Primärsicherung für den elektrischen Antrieb und einer Netzfreischaltevorrichtung zur Trennung des Antriebes vom elektrischen Versorgungsnetz bei Nichtansteuerung des Antriebes, wobei die Ansteuerung durch eine Handschaltvorrichtung erfolgt.The invention relates to a safety device for electrically driven nursing and hospital beds with a primary fuse for the electrical drive and a mains disconnection device for isolating the drive from the electrical supply network when the drive is not controlled, wherein the control is carried out by a manual switching device.
In Krankenhäusern und Pflegeheimen sowie in zunehmendem Maße auch im privaten häuslichen Bereich sind zur Arbeitserleichterung für das zuständige Pflegepersonal in der Regel Pflege- und Krankenbetten im Einsatz, bei denen eine Höhenverstellung des Bettes sowie eine Neigungsverstellung der Liegefläche durch einen oder mehrere elektrische Antriebe vorgenommen wird. Die verwendeten elektrischen Antriebe werden zur Vermeidung von durch Kurzschlüsse verursachten Brandgefahren mit Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet, die die oben angeführten gattungsgemäßen Merkmale aufweisen. Kurzschlüsse entstehen hierbei beispielsweise durch blanke Drähte in der Netzzuleitung der elektrischen Antriebe.In hospitals and nursing homes, and increasingly also in private homes, nursing and sick beds are generally used to make work easier for the nursing staff responsible. The height of the bed and the inclination of the bed surface are adjusted using one or more electric drives. The electric drives used are equipped with safety devices that have the generic features listed above to avoid fire hazards caused by short circuits. Short circuits can occur, for example, due to bare wires in the power supply of the electric drives.
Berühren sich die stromzuführenden Drähte, so fließt durch die entstehende Verbindung die gesamte zur Verfügung stehende elektrische Leistung bei einer Haus-If the current-carrying wires touch each other, the entire available electrical power in a household appliance flows through the resulting connection.
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Medical GmbH *..**..* ·..**..' '..* .&Idigr;. Beschreibung Seite: 2Medical GmbH *..**..* ·..**..' '..* .&Idigr;. Description Page: 2
absicherung von 16 A ca. 3,5 kW, wobei an den sich berührenden Leitungspunkten schlagartig eine Stichflamme entsteht, die benachbarte leicht entzündliche Bauteilen in Brand setzen kann. Die aus dem Stand der Technik bekannten Primärsicherungen in Verbindung mit einer Netzfreischaltung für die Antriebe hat sich zur Bekämpfung der geschilderten Brandursachen prinzipiell bewährt.fuse of 16 A approx. 3.5 kW, whereby a flash flame suddenly occurs at the contacting cable points, which can set fire to neighboring easily flammable components. The primary fuses known from the state of the art in conjunction with a mains isolation for the drives have in principle proven to be effective in combating the causes of fire described.
Darüber hinaus sind jedoch Fälle bekannt geworden, in denen trotz der vorhandenen gattungsgemäßen Sicherheitsvorrichtungen Krankenbetten in Brand geraten sind, was zu erheblichen Gefahren für Leib und Leben der Bettbenutzer geführt hat.In addition, however, cases have become known in which hospital beds have caught fire despite the existing safety devices, which has led to considerable danger to the life and limb of the bed users.
Eine Analyse der aufgetretenen Schadensfälle hat zu dem Ergebnis geführt, dass so genannte schleichende Überlastungen für die Brände verantwortlich sind. Diese schleichenden Überlastungen treten beispielsweise durch Blockaden im Antriebsmotor oder nicht funktionierende Endabschaltungen an den Pflegebetten auf.An analysis of the damage cases that occurred has led to the conclusion that so-called creeping overloads are responsible for the fires. These creeping overloads occur, for example, due to blockages in the drive motor or non-functioning limit switches on the care beds.
Darüber hinaus sind Defekte an den Wicklungen von Trafos, Kriechströme oder eingequetschte Kabel als Ursache denkbar. Die angeführten Fehlfunktionen führen zu einer Überhitzung der Trafo- oder Motorwicklungen, wobei die Überhitzung zu einem Schwelbrand führen kann. Derartige Schwelbrände sind insbesondere dadurch gefährlich, da sie in der Regel vom Bettbenutzer oder Pflegepersonal erst im gefährlichen fortgeschrittenen Stadium erkannt werden. Die in den vorhandenen Sicherheitsvorrichtungen enthaltenen primärseitigen Sicherungselemente sprechen hierbei auf Grund der nur leicht erhöhten Stromaufnahme in Folge der genannten Fehlfunktionen nicht an.Other possible causes include defects in the transformer windings, leakage currents or crushed cables. The malfunctions mentioned lead to overheating of the transformer or motor windings, which can lead to a smoldering fire. Such smoldering fires are particularly dangerous because they are usually only recognized by the bed user or nursing staff at a dangerously advanced stage. The primary safety elements contained in the existing safety devices do not respond in this case due to the only slightly increased current consumption as a result of the malfunctions mentioned.
Darüber hinaus ist zu beachten, dass auch die eingesetzte Netzfreischaltung bei den geschilderten Fehlfunktionen nicht anspricht, da eine Freischaltung nur bei nicht betätigter Handschaltvorrichtung erfolgt. Treten die geschilderten Fehlfunktionen somit beispielsweise dadurch ein, dass ein Patient auf Grund einer eingetretenen Ohnmacht oder dergleichen auf die Handschaltvorrichtung drückt, dass Gegenstände auf der Handschaltvorrichtung liegen, oder dass Fehler in der Elektronik zu einer Nichtrücksetzung eines Steuerungskontaktes führen, wobei der angeschlossene Antrieb dauernd angesteuert wird, so ist eine Trennung der elektrischenFurthermore, it should be noted that the mains isolation device used does not respond to the malfunctions described, as isolation only occurs when the manual control device is not operated. If the malfunctions described occur, for example, because a patient presses the manual control device due to fainting or similar, because objects are lying on the manual control device, or because errors in the electronics lead to a control contact not being reset, whereby the connected drive is constantly controlled, the electrical system must be disconnected.
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Medical GmbH *.»*'«.* *..·*..· *..* .:. Beschreibung Seite: 3Medical GmbH *.»*'«.* *..·*..· *..* .:. Description Page: 3
Antriebe mittels der Netzfreischaltevorrichtung ausgeschlossen. Das Gefahrenpotential in Folge der durch derartige Fehlfunktionen verursachten schleichenden Überlastungen ist somit deutlich höher anzusetzen als diejenigen Risiken von auf der Primärseite entstehenden Kurzschlüssen.Drives are excluded by means of the mains isolation device. The risk potential as a result of the creeping overloads caused by such malfunctions is therefore significantly higher than the risks of short circuits occurring on the primary side.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicherheitsvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass auch die durch sekundärseitige Fehlfunktionen verursachten Brandrisiken ausgeschlossen werden. Die Sicherheitsvorrichtung soll darüber hinaus kostengünstig herstellbar und unter allen Einsatzbedingungen sicher und einfach handhabbar sein.The object of the present invention is therefore to further develop a safety device of the generic type in such a way that the fire risks caused by secondary malfunctions are also excluded. The safety device should also be inexpensive to manufacture and safe and easy to handle under all operating conditions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Zusammenschau mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil offenbarte technische Lehre gelöst.This object is achieved according to the invention in conjunction with the generic features of claim 1 by the technical teaching disclosed in the characterizing part.
Die Grundidee der Erfindung besteht dabei darin, dass die Sicherheitsvorrichtung eine Überwachungseinheit für die Zeitdauer der Ansteuerung des Antriebes durch die Handschaltvonichtung und eine Steuereinheit mit Resetfunktion für die Netzfreischaltevorrichtung aufweist, wobei die Steuereinheit von der Überwachungseinheit bei Überschreitung eines Zeitdauerlimits einen Steuerimpuls zur Betätigung der Netzfreischaltung erhält. Durch diese erfindungswesentliche Gestaltung ist eine dauerhafte Ansteuerung der Antriebseinheiten und somit eine Überlastung von Motor- und Trafowicklungen ausgeschlossen, da nach Überschreitung des vorgewählten Zeitdauerlimits automatisch durch die Netzfreischaltung eine Trennung vom elektrischen Versorgungsnetz erfolgt. Selbstverständlich ist die Überwachungseinheit so konzipiert, dass eine Aufeinanderfolge verschiedener Steuerimpulse beispielsweise für das Herauf-/Herunterfahren des Krankenbettes und die Neigungsverstellung der Liegefläche nicht zum Auslösen der Freischaltung führt, da zwischen den Ansteuerungen der Einzelfunktionen eine - wenn auch kurzzeitige - Nichtbetätigung der Handschaltvorrichtung gegeben ist.The basic idea of the invention is that the safety device has a monitoring unit for the duration of the control of the drive by the manual control device and a control unit with a reset function for the mains isolation device, whereby the control unit receives a control pulse from the monitoring unit to activate the mains isolation when a time limit is exceeded. This design, which is essential to the invention, prevents the drive units from being permanently activated and thus overloading the motor and transformer windings, since after the preselected time limit is exceeded, the mains isolation device automatically disconnects from the electrical supply network. Of course, the monitoring unit is designed in such a way that a succession of different control pulses, for example for raising/lowering the hospital bed and adjusting the inclination of the bed surface, does not trigger the isolation, since the manual control device is not activated - even if only briefly - between the activation of the individual functions.
Die spezielle und gesonderte Resetfunktion der Steuereinheit gewährleistet, dass ein Überschreiten des Zeitdauerlimits und die daraus resultierende Betätigung der Netz-The special and separate reset function of the control unit ensures that exceeding the time limit and the resulting activation of the mains
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Medical GmbH *..**..* *.«'*..* *..* .:. Beschreibung Seite: 4Medical GmbH *..**..* *.«'*..* *..* .:. Description Page: 4
freischaltung eine Fehleranalyse nach sich zieht, da die Resetfunktion im Bedarfsfall beispielsweise nur durch das Pflegepersonal durchgeführt werden kann.Activation requires an error analysis, since the reset function can only be carried out by the nursing staff if necessary, for example.
In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vor, einen codierbaren Resetschalter einzusetzen, der beispielsweise als Schlüsselschalter realisiert werden kann oder bei dem durch die Eingabe eines alpha-numerischen Codes in eine Eingabeeinheit eine Resetfunktion ermöglicht wird.In this context, an advantageous development of the subject matter of the invention provides for the use of a codeable reset switch, which can be implemented, for example, as a key switch or in which a reset function is made possible by entering an alphanumeric code into an input unit.
Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, dass die Überwachungsvorrichtung eine Anzeigeeinheit zur visuellen Kennung der Betätigung der Netzfreischaltung aufweist.In addition, it may be expedient for the monitoring device to have a display unit for visually identifying the activation of the mains isolation switch.
Durch diese Gestaltung lässt sich beispielsweise durch Blinken oder Leuchten einer LED schnell erkennen, ob die Netzfreischaltung in Folge einer Fehlfunktion ausgelöst wurde.This design makes it possible to quickly determine, for example by flashing or lighting up an LED, whether the mains isolation was triggered as a result of a malfunction.
Um den Einbau der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung sowohl bei unterschiedlichen Bettentypen als auch im Rahmen der Nachrüstung vorhandener Betten zu ermöglichen, ist die Überwachungsvorrichtung vorteilhafterweise mit einer Stelleinheit zur Regulierung des Zeitdauerlimits versehen. Auf diese Weise lässt sich je nach eingesetztem Krankenbett das Limit beispielsweise auf 1 Minute oder 1,5 Minuten einstellen, je nach dem, wie lange die maximale Laufzeit beispielsweise des Hubantriebes von seiner tiefsten Position bis zur Höchststellung dauert.In order to enable the safety device according to the invention to be installed in different types of beds and also as part of retrofitting existing beds, the monitoring device is advantageously provided with an adjusting unit for regulating the time limit. In this way, depending on the hospital bed used, the limit can be set to 1 minute or 1.5 minutes, for example, depending on how long the maximum running time of the lifting drive, for example, is from its lowest position to its highest position.
Im Folgenden wird der prinzipielle Aufbau der Sicherheitsvorrichtung anhand des beigefügten Blockschaltbildes näher erläutert.The basic structure of the safety device is explained in more detail below using the attached block diagram.
Die gesamte Sicherheitsvorrichtung ist in einem Gehäuse 1 angeordnet, welches zum einen einen primärseitigen Stromversorgungsanschluss 2 sowie einen Ausgang 3 für einen Antrieb 4 und einen Ausgang 5 zu einer Handschaltvorrichtung 6 aufweist. Das Gehäuse 1 kann hierbei so gestaltet sein, dass in das Gehäuse ein entsprechender Stecker zum Anschluss an das übliche 220 V Stromnetz integriert ist. Innerhalb des Gehäuses 1 der Sicherheitsvorrichtung befindet sich ein Versorgungsstrang für den Antrieb 4, welcher aus einer Primärsicherung 7 und einem nachgeschalteten vorzugsweise zweipoligen Relais 8 besteht. Im Gehäuse 1 befindet sichThe entire safety device is arranged in a housing 1, which has a primary power supply connection 2 as well as an output 3 for a drive 4 and an output 5 to a manual switching device 6. The housing 1 can be designed in such a way that a corresponding plug for connection to the usual 220 V power network is integrated into the housing. Inside the housing 1 of the safety device there is a supply line for the drive 4, which consists of a primary fuse 7 and a downstream preferably two-pole relay 8. In the housing 1 there is
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MedicalGmbH *.,**..· ' *..·*,.· * *..* .?. Beschreibung Seite: 5MedicalGmbH *.,**..· ' *..·*,.· * *..* .?. Description Page: 5
darüber hinaus ein Trafo 9, der mit einer Thermosicherung versehen ist und zur Spannungsversorgung sowohl einer Netzfreischaltevorrichtung 10 als auch einer Überwachungseinheit 11 dient. Die Überwachungseinheit 11 ist in Form eines Timer aufgebaut und mit einer Stelleinheit 12 als auch mit einer Anzeigeeinheit 13 versehen. Durch die Stelfeinheit 12 wird ein Zeitdauerlimit eingestellt, welches die maximale Einschaltdauer zur Stromversorgung des Antriebes 4 festlegt. Bei jeder Betätigung der Handschaltvorrichtung 6 wird die Dauer des Einschaltvorganges gemessen und mit dem Zeitdauerlimit der Überwachungseinheit 11 verglichen. Überschreitet die Einschaltdauer dieses Limit, so sendet die Überwachungseinheit 11 einen Steuerimpuls an eine Steuereinheit 14. Die Steuereinheit 14 wiederum wirkt auf die Netzfreischaltevorrichtung 10 und bewirkt eine automatische Trennung des Antriebes 4 durch Öffnen der Kontakte des Relais 8. Hat die Netzfreischaltevorrichtung 10 auf Grund einer Fehlfunktion innerhalb des Gesamtsystems den Antrieb 4 durch das Relais 8 von der Stromversorgung getrennt, so wird dies vorteilhafterweise durch die Anzeigeeinheit 13 verdeutlicht, was beispielsweise durch Blinken einer LED oder auch durch ein akustisches Signal geschehen kann.in addition, a transformer 9, which is provided with a thermal fuse and serves to supply power to both a mains isolation device 10 and a monitoring unit 11. The monitoring unit 11 is designed in the form of a timer and is provided with an actuating unit 12 and a display unit 13. The actuating unit 12 sets a time limit which determines the maximum switch-on time for the power supply of the drive 4. Each time the manual switch device 6 is operated, the duration of the switch-on process is measured and compared with the time limit of the monitoring unit 11. If the duty cycle exceeds this limit, the monitoring unit 11 sends a control pulse to a control unit 14. The control unit 14 in turn acts on the mains isolation device 10 and causes an automatic disconnection of the drive 4 by opening the contacts of the relay 8. If the mains isolation device 10 has disconnected the drive 4 from the power supply via the relay 8 due to a malfunction within the overall system, this is advantageously indicated by the display unit 13, which can be done, for example, by a flashing LED or by an acoustic signal.
Eine Wiederinbetriebnahme des Gesamtsystems kann nach dem Auslösen der Netzfreischaltevorrichtung 10 in Folge eines Steuerimpulses der Überwachungseinheit 11 nur durch einen besonderen Resetbefehl aufgehoben werden. Dieser Resetbefehl wird beispielsweise über eine Resettaste 15 vorgenommen. Als andere Möglichkeiten der Rückstellung ist auch die Durchführung der Resetfunktion mittels eines Schlüsselschalters, der dem Pflegepersonal allein zur Verfügung steht oder durch die Eingabe eines alpha-numerischen Codes mittels einer Eingabeeinheit denkbar. Die gesonderte Durchführung der Resetfunktion mittels der Resettaste 15 ist insofern von grundlegender Bedeutung, da gleichzeitig eine Überprüfung des Gesamtsystems bezüglich der Ursache für die aufgetretene Fehlfunktion durchgeführt werden kann.After the mains isolation device 10 has been triggered as a result of a control pulse from the monitoring unit 11, the entire system can only be restarted by means of a special reset command. This reset command is carried out, for example, using a reset button 15. Other possible reset options include carrying out the reset function using a key switch that is only available to the nursing staff or by entering an alphanumeric code using an input unit. Carrying out the reset function separately using the reset button 15 is of fundamental importance because it allows the entire system to be checked at the same time to determine the cause of the malfunction that has occurred.
Ergänzend ist daraufhinzuweisen, dass die Netzfreischaltevorrichtung 10 ergänzend über eine direkte Verbindung 16 zur Handschaltvorrichtung 6 verfügt, die dafür sorgt, dass im normalen Betriebszustand des Gesamtsystems der Antrieb 4 immer dannIn addition, it should be noted that the mains disconnection device 10 additionally has a direct connection 16 to the manual switching device 6, which ensures that in the normal operating state of the overall system, the drive 4 always
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Beschreibung Seite: 6Description Page: 6
automatisch stromlos ist, solange von der Handschaltvorrichtung 6 keine Impulse zur Handsteuerung des Antriebes 4 ausgesendet werden.is automatically de-energized as long as no pulses are sent from the manual control device 6 to manually control the drive 4.
Es wird an dieser Stelle darauf verzichtet, den elektronischen Innenaufbau der erfindungsgemäßen Überwachungseinheit 11 sowie der Steuereinheit 14 zu erläutern, da der prinzipielle Aufbau der Sicherheitsvorrichtung mittels der beiden genannten Baueinheiten als erfindungswesentlich angesehen wird.At this point, we will refrain from explaining the electronic internal structure of the monitoring unit 11 according to the invention and of the control unit 14, since the basic structure of the safety device by means of the two aforementioned structural units is considered to be essential to the invention.
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22.03.200122.03.2001
Medical GmbH *».**.,* * **.**..* *..* .:. Beschreibung Seite:Medical GmbH *».**.,* * **.**..* *..* .:. Description Page:
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 Gehäuse1 housing
2 Stromversorgungsanschluss2 Power supply connection
3 Ausgang 4 Antrieb3 Output 4 Drive
5 Ausgang5 Output
6 Handschaltvorrichtung6 Manual gearshift device
7 Primärsicherung7 Primary fuse
8 Relais 9 Trafo8 Relay 9 Transformer
10 Netzfreischaltevorrichtung10 Mains disconnection device
11 Überwachungseinheit11 Monitoring unit
12 Stelleinheit12 Actuator
13 Anzeigeeinheit 14 Steuereinheit13 Display unit 14 Control unit
15 Resettaste15 Reset button
16 Verbindung16 Connection
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010920 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20041001 |