DE202020100479U1

DE202020100479U1 - Hubvorrichtung für eine Patientenlagerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202020100479U1
Application number: DE202020100479.4U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2030-01-30
Also published as: CN216222197U

Abstract

Hubvorrichtung (1) zur Höhenverstellung einer Patientenlagerungsvorrichtung (13), welche eine Bodenplatte (11), eine Patientenliege (14) und einen ersten Hubschenkel (21) umfasst,wobei der erste Hubschenkel über ein Schwenklager (24) verschwenkbar mit der Bodenplatte verbunden ist,wobei die Hubvorrichtung umfasst:- eine Antriebseinheit (4) und- eine Übertragungseinheit (5), wobei die Antriebseinheit ausgebildet ist, die Länge der Übertragungseinheit zu verändern und- eine Kurvenbahn (3),wobei die Kurvenbahn an dem ersten Hubschenkel der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet ist unddie Übertragungseinheit mit der Kurvenbahn derart in Kontakt steht, dass die Längenänderung der Übertragungseinheit über die Kurvenbahn in eine Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels übersetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung ausgebildet eine Hubbewegung einer Patientenliege auszuführen und eine Patientenlagerungsvorrichtung umfassend eine solche Hubvorrichtung.
In der Medizintechnik wird bei Patientenlagerungsvorrichtungen für zahlreiche Anwendungen eine Hubbewegung (auch als Hebebewegung oder vertikale Bewegung bezeichnet) benötigt. Die Hubbewegung kann eine Aufwärts- oder eine Abwärtsbewegung sein. Eine Patientenlagerungsvorrichtung umfasst typischerweise eine Patientenliege und einen Standfuß. Die Patientenliege ist typischerweise auf dem Standfuß angeordnet. Bei der Aufwärtsbewegung wird die Patientenliege von einer unteren Hubposition, die oftmals die „Aufstiegsposition“ für den Patienten darstellt, nach oben in eine Behandlungsposition (obere Hubposition) verfahren. Bei der Abwärtsbewegung ist die Bewegungsrichtung umgekehrt.
In Ausführungen ist die Patientenlagerungsvorrichtung mobil ausgebildet. Insbesondere kann der Standfuß der Patientenlagerungsvorrichtung verfahrbar ausgebildet sein. Insbesondere kann der Standfuß entlang einer Führung in eine Richtung verfahrbar sein. Alternativ kann der Standfuß ortsfest bzw. fixiert ausgebildet sein. In Ausführungen kann der Standfuß der Patientenlagerungsvorrichtung auf einem Drehlager angeordnet sein. Somit kann die Patientenlagerungsvorrichtung um eine vertikale Drehachse rotierbar ausgebildet sein.
Es ist üblich, die Höhenverstellung bzw. Hubbewegung der Patientenlagerungsvorrichtung durch eine Hubvorrichtung zu realisieren, die im Standfuß angeordnet ist. So ist es z.B. bekannt, als Standfuß eine sogenannte Scherenkinematik umfassend eine Schere oder Doppelschere, die durch eine Hubvorrichtung angetrieben wird, vorzusehen. Die Schere bzw. Doppelschere ist typischerweise durch ein Festlager mit einer Bodenplatte der Patientenlagerungsvorrichtung verbunden. Typischerweise umfasst die Hubvorrichtung einen Linearantrieb, welcher für die Ausführung einer Hubbewegung eingesetzt wird. Die Hubvorrichtung kann einen hydraulischen, pneumatischen oder elektromotorischen Antrieb umfassen. Typischerweise ist die Hubvorrichtung bzw. der Linearantrieb der Hubvorrichtung geodätisch vertikal oder horizontal oder schräg ausgerichtet. Typischerweise ist die Hubvorrichtung entweder zwischen den beiden Hubschenkeln der Schere bzw. der Doppelschere oder zwischen einem Hubschenkel und der Bodenplatte angeordnet. Der Standfuß ist typischerweise schlank ausgeführt, sodass die Patientenliege für einen Patient und/oder medizinisches Personal gut zugänglich ist.
In den letzten Jahren erforderte der Markt immer tiefere Aufstiegspositionen, damit Patienten, insbesondere die mit Bewegungseinschränkungen, einfach, selbständig und ergonomisch auf die Patientenliege aufsteigen können. Für die Scherenkinematik bedeutet dies, dass der Scherenwinkel in der untersten Hubstellung sehr flach wird und generell wenig Platz für die Scherenkinematik zur Verfügung steht. Insbesondere begrenzt bei einem vertikal angeordneten Linearantrieb der Linearantrieb die minimal einstellbare Höhe. Insbesondere wird die untere Hubposition bei einer vertikalen Anordnung des Linearantriebs von der minimalen Länge des Linearantriebs begrenzt.
Bei einem horizontal angeordnetem Linearantrieb ist typischerweise die zu überwindende Kraft insbesondere bei flachen Scherenwinkeln, das heißt bei bodennahen Positionen der Patientenliege groß. Somit ist typischerweise bei einer horizontalen Anordnung des Linearantriebes eine große Dimensionierung der Antriebseinheit notwendig, um die notwendige Kraft aufbringen zu können.
Für einen schräg angeordneten Linearantrieb gelten die oben beschriebenen Ausführungen zu einem vertikalen und horizontalen Linearantrieb je nach Neigung mehr oder weniger.
Ein schlanker Standfuß bringt es mit sich, dass die auf dem Standfuß angeordnete Patientenliege über den Standfuß hinaus übersteht. Unterhalb der überstehenden Bereiche der Patientenliege entsteht ein Freiraum, der bei der Aufwärtsbewegung der Patientenliege größer und bei der Abwärtsbewegung kleiner wird. Bei der Abwärtsbewegung kann die Patientenliege auf in dem Freiraum befindliche Gegenstände oder Personen auffahren. Dies gefährdet zum einen dort befindliche Gegenstände und Personen, zum anderen entstehen beim Auffahren starke Zugkräfte auf die mit der Bodenplatte verbundene Hubvorrichtung. Diese Zugkräfte können zur Beschädigung der Hubvorrichtung oder der Patientenlagerungsvorrichtung führen. Analog kann die Patientenliege bei der Aufwärtsbewegung der Patientenliege an einem Gegenstand hängen bleiben. Dabei können ebenfalls starke Kräfte auf die Hubvorrichtung wirken. Dies kann ebenfalls zu einer Beschädigung der Hubvorrichtung oder der Patientenlagerungsvorrichtung führen.
In der Druckschrift DE 10 2005 015 795 B4 ist ein Mittel zum Auslösen eines Bewegungs-Stopps, wenn eine Patientenliege bei einer Abwärtsbewegung auf ein Hindernis auffährt, für eine vertikal angeordnete Hubvorrichtung offenbart.
In der Druckschrift ist die unterste Hubposition durch die vertikal angeordnete Hubvorrichtung beschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hubvorrichtung anzugeben, die eine besonders geringe Aufstiegshöhe für einen Patienten ermöglicht und dabei die maximale Hubkraft reduziert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hubvorrichtung anzugeben, die Schutz gegen Gefährdung von Menschen und Gegenständen bei einer Abwärts- und/oder einer Aufwärtsbewegung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hubvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Patientenlagerungsvorrichtung gemäß dem nachgeordneten Anspruch. Bevorzugte und/oder alternative, vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung zur Höhenverstellung einer Patientenlagerungsvorrichtung. Die Patientenlagerungsvorrichtung umfasst eine Bodenplatte, eine Patientenliege und einen ersten Hubschenkel, wobei der erste Hubschenkel über ein Schwenklager verschwenkbar mit der Bodenplatte verbunden ist. Die Hubvorrichtung zur Höhenverstellung der Patientenlagerungsvorrichtung umfasst eine Antriebseinheit und eine Übertragungseinheit, wobei die Antriebseinheit ausgebildet ist, die Länge der Übertragungseinheit zu verändern und eine Kurvenbahn, wobei die Kurvenbahn an dem ersten Hubschenkel der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet ist und die Übertragungseinheit mit der Kurvenbahn derart in Kontakt steht, dass die Längenänderung der Übertragungseinheit über die Kurvenbahn in eine Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels übersetzt wird.
Der erste Hubschenkel dient typischerweise der Höhenverstellung der Patientenlagerungsvorrichtung. Die Patientenliege ist typischerweise am oberen Ende des ersten Hubschenkels angeordnet. Die Patientenliege ist zur Lagerung eines Patienten während einer Untersuchung ausgebildet. Die Hubposition beschreibt den Abstand der Patientenliege zur Bodenplatte. Die Höhenverstellung der Patientenlagerungsvorrichtung beschreibt die Verstellung der gesamten Patientenlagerungsvorrichtung während einer Hubbewegung. Über das Schwenklager kann der erste Hubschenkel in eine mehr oder weniger steile Ausrichtung verschwenkt werden. Verschwenken ist ein Drehen des ersten Hubschenkels um das Schwenklager. Das bedeutet, das Schwenklager ist der Drehpunkt bei einer Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels. Je steiler die Ausrichtung des ersten Hubschenkels, desto höher ist die Hubposition der Patientenliege. Maximal steil bedeutet, dass der erste Hubschenkel und die Bodenplatte einen Winkel von 90° einschließen. Maximal flach bedeutet, dass der erste Hubschenkel und die Bodenplatte einen Winkel von 180° bzw. 0° einschließen. Mit anderen Worten ist die Hubposition der Patientenliege abhängig von der Neigung bzw. dem Winkel des ersten Hubschenkels. Insbesondere führt ein Schwenken des ersten Hubschenkels zu einer vertikalen und einer horizontalen Bewegung der Patientenliege relativ zu dem Schwenklager. Das Schwenklager des ersten Hubschenkels ist bevorzugt als Festlager ausgebildet.
Insbesondere kann die Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels zu einer Bewegungskomponente in horizontaler Richtung der Patientenliege führen, wenn die Verbindung zwischen dem ersten Hubschenkel und der Patientenliege relativ zur Patientenliege fixiert, also als Festlager ausgebildet ist. Die horizontale Bewegung der Patientenliege ist im medizinischen Alltag unerwünscht. Zum Ausgleichen dieser horizontalen Bewegungskomponente der Patientenliege, kann das Schwenklager über eine Gleitvorrichtung mit der Bodenplatte verbunden sein. Die Gleitvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie die Position des Schwenklagers abhängig von der Steilheit des ersten Hubschenkels horizontal gegenüber der Bodenplatte derart verschiebt, dass die Position der Patientenliege horizontal fixiert bleibt. Vorteilhafterweise ist der Abstand zwischen dem Schwenklager und der Antriebseinheit konstant ausgebildet. Mit anderen Worten muss bei einer Ausführung mit einer Gleitvorrichtung die Antriebseinheit mit dem Schwenklager verschieblich gegenüber der Bodenplatte ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist die Hubvorrichtung auf derselben Gleitvorrichtung wie das Schwenklager des ersten Hubschenkels angeordnet.
Insbesondere dient die Antriebseinheit dazu, die Länge der Übertragungseinheit zu verändern. In vorteilhaften Ausführungen umfasst die Antriebseinheit einen Motor. In Ausführungen umfasst die Antriebseinheit ein Getriebe, über welches der Motor mit der Übertragungseinheit in Kontakt ist. Insbesondere dient das Getriebe zur Kraftübertragung von dem Motor auf die Hubvorrichtung.
Insbesondere steht die Kurvenbahn derart mit der Übertragungseinheit in Kontakt, dass die Längenänderung der Übertragungseinheit durch die Kurvenbahn in eine Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels umgewandelt wird. Insbesondere kann somit die Längenänderung der Übertragungseinheit durch die Kurvenbahn in eine Hubbewegung umgewandelt werden. Insbesondere kann die Hubbewegung eine Aufwärts- und eine Abwärtsbewegung sein. In vorteilhaften Ausführungen führt eine Verkürzung der Übertragungseinheit zu einer Abwärtsbewegung und eine Verlängerung der Übertragungseinheit zu einer Aufwärtsbewegung.
In vorteilhaften Ausführungen ist die Kurvenbahn im unteren Bereich des ersten Hubschenkels angeordnet. Der untere Bereich des ersten Hubschenkels ist der Bereich des ersten Hubschenkels, an welchem das Schwenklager angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann somit auch die Antriebseinheit und die Übertragungseinheit, welche mit der Kurvenbahn in Kontakt steht, unten angeordnet sein. Vorteilhafterweise sind die Antriebseinheit und die Übertragungseinheit an der Bodenplatte angeordnet. Insbesondere ist bei dieser Ausführung der Schwerpunkt der mit der Hubvorrichtung in Kontakt stehenden Patientenlagerungsvorrichtung möglichst weit unten angeordnet. Insbesondere muss somit die Antriebseinheit bei einer Hubbewegung nicht in der Höhe verstellt werden. Somit muss das Gewicht der Antriebseinheit nicht mit der Patientenliege in der Höhe verstellt werden. Insbesondere kann eine Verkabelung der Antriebseinheit ortsfest entlang der Bodenplatte verlegt werden und bleibt bei einer Hubbewegung unbeweglich.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Form der Kurvenbahn derart ausgebildet, dass über einen Hubweg eine konstante Hubkraft wirkt.
Insbesondere beschreibt der Hubweg den Weg, über welchen die Patientenliege in der Höhe, d.h. in vertikaler Richtung, verstellt werden kann. Insbesondere ist der Hubweg von der unteren Hubposition und der oberen Hubposition begrenzt. Insbesondere wird der Hubweg durch eine Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels abgefahren. Insbesondere beschreibt der Hubweg die Höhenverstellung der Patientenlagerungsvorrichtung. Typischerweise bezeichnet die untere Hubposition die Aufstiegsposition für einen Patienten.
Insbesondere ist die Hubkraft die Kraft, die mindestens aufgebracht werden muss, um eine Hubbewegung auszuführen. Die Hubkraft wird von der Antriebseinheit über die Übertragungseinheit auf die Kurvenbahn übertragen. Die Hubkraft wirkt entgegen der Gewichtskraft der Patientenlagerungsvorrichtung (ohne Berücksichtigung eines zusätzlichen, durch einen Patienten selbst verursachten Gewichtskraftanteil) in vertikale Richtung. Typischerweise ist die Hubkraft abhängig von dem Winkel, den der erste Hubschenkel mit der Bodenplatte einnimmt. Vorteilhafterweise weist die Kurvenbahn eine Form auf, die diese Abhängigkeit ausgleicht. Vorteilhafterweise ist die Form der Kurvenbahn derart ausgebildet, dass die Hubkraft unabhängig von dem Winkel des ersten Hubschenkels zur Bodenplatte ist. In vorteilhaften Ausführungen ist die Form der Kurvenbahn stetig und gebogen. Die Form der Kurvenbahn kann ähnlich einem halben Oval ausgebildet sein. Alternativ kann die Kurvenbahn eine stetige Aneinanderreihung verschiedener Kurvenelemente sein. Die Kurvenelemente können Kreis- und/ oder Ellipsenelemente mit unterschiedlichen Radien sein.
Insbesondere ist die Geschwindigkeit der Hubbewegung bei einer konstanten Längenänderung der Übertragungseinheit ebenfalls konstant.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine konstante Hubkraft über den gesamten Hubweg das Einsetzen einer kleinstmöglichen Antriebseinheit erlaubt. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass die Antriebseinheit bei einer konstanten Hubkraft optimal ausgenutzt wird. Die Antriebseinheit ist ausgebildet, die konstante Hubkraft zu überwinden. Die Antriebseinheit muss keine Spitzen in der Hubkraft überwinden können.
Zudem haben die Erfinder erkannt, dass die konstante Hubkraft erlaubt, eine Last auf der Patientenlagerungsvorrichtung unabhängig von der Hubposition zu messen.
Zudem haben die Erfinder erkannt, dass das Übersetzungsverhältnis von der Längenänderung der Übertragungseinheit zu Hubweg durch die Kurvenbahn in alternativen Ausführungen mittels der Form der Kurvenbahn frei anpassbar ist. Insbesondere kann eine gezielte Reduktion der Hubkraft in häufig angefahrenen Hubbereichen des Hubweges durch eine geeignete Form der Kurvenbahn realisiert werden. Insbesondere kann die Geschwindigkeit der Hubbewegung durch die reduzierte Hubkraft bei einer konstanten Längenänderung der Übertragungseinheit größer sein als in den Bereichen des Hubwegs mit größerer Hubkraft. Dadurch kann ein Verschleiß der Übertragungseinheit verringert werden.
Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass über die Form der Kurvenbahn die Hubvorrichtung hinsichtlich einer konstanten Hubkraft oder hinsichtlich minimalen Verschleißes optimiert werden kann.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst die Patientenlagerungsvorrichtung eine Scherenkinematik. Dabei umfasst die Scherenkinematik den ersten Hubschenkel und einen zweiten Hubschenkel. Dabei sind der erste und der zweite Hubschenkel über ein Drehgelenk verbunden.
Insbesondere umfassen der erste und der zweite Hubschenkel jeweils ein oberes und ein unteres Ende. Jeder Hubschenkel ist derart angeordnet, dass das obere Ende einen größeren vertikalen Abstand zur Bodenplatte aufweist als das untere Ende.
Insbesondere ist die Patientenliege mit den oberen Enden des ersten und des zweiten Hubschenkels verbunden. Insbesondere ist der Abstand zwischen dem Verbindungpunkt des ersten Hubschenkels mit der Patientenliege und dem Verbindungspunkt des zweiten Hubschenkels mit der Patientenliege verstellbar. Vorteilhafterweise ist der Abstand zwischen den unteren Enden des ersten und des zweiten Hubschenkels verstellbar. Insbesondere sind der erste und der zweite Hubschenkel über ein Drehgelenk verbunden. Vorteilhafterweise ist das Drehgelenk zu den oberen und unteren Enden des ersten und zweiten Hubschenkels beabstandet angeordnet. Insbesondere kann das Drehgelenk mittig zwischen den oberen und unteren Enden der Hubschenkel angeordnet sein. Insbesondere können sich die Enden der Hubschenkel bei einer Drehung um das Drehgelenk annähern und/oder entfernen. Mit anderen Worten ist der Winkel zwischen den Hubschenkeln bei einer Drehung um das Drehgelenk veränderlich.
Insbesondere sind der erste und der zweite Hubschenkel der Scherenkinematik jeweils mit ihrem unteren Ende über jeweils ein Schwenklager mit der Bodenplatte verbunden. Insbesondere ist eines der beiden Schwenklager als Festlager ausgebildet, bevorzugt ist das Schwenklager des ersten Hubschenkels als Festlager ausgebildet. Das Festlager ist ortsfest an der Bodenplatte befestigt. Das zweite der beiden Schwenklager ist als Loslager bzw. Bewegungslager ausgebildet. Das Loslager ist verschieblich zu dem Festlager und damit zu der Bodenplatte ausgebildet. Bevorzugt ist das Schwenklager des zweiten Hubschenkels als Loslager ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Abstand zwischen Loslager und Festlager verstellbar. Vorteilhafterweise bewegt sich das Loslager entlang eines Führungselementes auf der Bodenplatte. Das Führungselement kann als eine Schiene ausgebildet sein. Das Führungselement verhindert ein Ausbrechen der Bewegung des Loslagers in eine Richtung senkrecht zu der Bewegung des Loslagers. Das Führungselement ist vorteilhafterweise derart angeordnet, dass eine Bewegung insbesondere des zweiten Hubschenkels um das Drehgelenk ausführbar ist. Insbesondere ist das Führungselement vorteilhafterweise derart angeordnet, dass ein Verstellen des Abstandes zwischen den unteren Enden der beiden Hubschenkel bevorzugt ausgeführt wird.
In vorteilhaften Ausführungen ist also das Schwenklager des ersten Hubschenkels als Festlager ausgebildet. Vorteilhafterweise kann somit die Antriebseinheit fest mit der Bodenplatte verbunden sein.
In alternativen Ausführungen ist das Schwenklager des zweiten Hubschenkels als Festlager ausgebildet. In dieser Ausführung ist das Schwenklager des ersten Hubschenkels als Loslager ausgebildet. In dieser Ausführung wird die Antriebseinheit der Bewegung des Loslagers nachgeführt. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen dem Loslager des ersten Hubschenkels und der Antriebseinheit bei einer Bewegung des Loslagers durch eine angepasste Bewegung der Antriebseinheit konstant gehalten wird.
In Ausführungen kann die Scherenkinematik als Einfach-, Doppel- oder Mehrfachschere ausgebildet sein. Eine Mehrfachschere umfasst wenigstens zwei Hubschenkelpaare, wobei ein Hubschenkelpaar jeweils einen ersten und einen zweiten Hubschenkel umfasst. Die unteren Enden des ersten Hubschenkelpaares sind wie beschrieben an der Bodenplatte angeordnet. Die oberen Enden des ersten Hubschenkelpaares sind mit den unteren Enden des zweiten Hubschenkelpaares über jeweils ein Drehgelenk verbunden. Die oberen Enden des zweiten Hubschenkelpaares sind je nach Ausgestaltung der Mehrfachschere mit den unteren Enden eines weiteren Hubschenkelpaares oder wie beschrieben mit der Patientenliege verbunden.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Scherenkinematik im Gegensatz zu einem einzelnen Hubschenkel keine horizontale Bewegungskomponente der Patientenliege bedingt. Zudem haben die Erfinder erkannt, dass die Scherenkinematik eine stabilere Ausgestaltung der Patientenlagerungsvorrichtung erlaubt als ein einzelner Hubschenkel.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung umfasst die Patientenlagerungsvorrichtung eine Parallelogrammkinematik. Dabei umfasst die Parallelogrammkinematik den ersten Hubschenkel und einen zweiten Hubschenkel. Dabei sind beide Hubschenkel parallel zueinander angeordnet.
Insbesondere umfasst der erste und der zweite Hubschenkel jeweils ein oberes und ein unteres Ende. Jeder Hubschenkel ist derart angeordnet, dass das obere Ende einen größeren vertikalen Abstand zur Bodenplatte aufweist als das untere Ende.
Insbesondere sind die beiden oberen Enden über jeweils ein Schwenklager mit der Patientenliege verbunden. Insbesondere sind die beiden unteren Ende über jeweils ein Schwenklager mit der Bodenplatte verbunden. Alle Schwenklager sind als Festlager ausgebildet.
Insbesondere kann die Hubposition durch eine Variation des von einem der beiden Hubschenkel und der Bodenplatte eingeschlossenen Winkels variiert werden. Insbesondere führt die Patientenliege bei einer Hubbewegung gleichzeitig eine horizontale Schwenkbewegung aus.
Die Erfinder haben erkannt, dass die erfindungsgemäße Hubvorrichtung auch in Kombination mit einer Parallelogrammkinemtik zum Ausführen einer Hubbewegung ausgebildet ist.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst die Übertragungseinheit eine Spindel und eine Mutter. Dabei wird die Spindel in der Mutter geführt.
Insbesondere bedeutet Führen, dass wenigstens ein Abschnitt der Spindel in der Mutter angeordnet ist und dass die Größe dieses Abschnitts durch eine Bewegung der Mutter relativ zu der Spindel verstellt werden kann.
Vorteilhafterweise bildet die Mutter ein Innengewinde und die Spindel ein Außengewinde. Insbesondere greifen Innen- und Außengewinde der Spindel und der Mutter ineinander. Die Kombination aus Innen- und Außengewinde wird als Gewinde bezeichnet. Vorteilhafterweise führt ein Drehen der Spindel in der Mutter bzw. ein Drehen der Mutter um die Spindel je nach Drehrichtung zu einem Hinein- oder Herausdrehen der Spindel in oder aus der Mutter. Dadurch wird der wenigstens eine in der Mutter angeordnete Spindelabschnitt vergrößert oder verkleinert. Insbesondere führt das Drehen der Spindel relativ zur Mutter oder umgekehrt zu der Längenveränderung der Übertragungseinheit. Das Drehen kann als Führen der Spindel in der Mutter bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise kann die Mutter als Hohlwelle ausgebildet sein. In Ausführungen kann das Gewinde der Mutter nur an dem Ende der Mutter angeordnet sein, an welchem die Spindel in die Mutter eintaucht. Das andere Ende der Mutter kann als Rohr ausgebildet sein. Das Gewinde kann beispielsweise 2cm bis 10cm einer beispielsweise 30cm langen Mutter umfassen.
In vorteilhaften Ausführungen kann das Gewinde als Kugelumlaufgewinde ausgebildet sein. Vorteilhafterweise weist das Kugelumlaufgewinde eine geringe Reibung auf und läuft somit verlustarm. Insbesondere muss das Kugelumlaufgewinde selten geschmiert bzw. geölt werden.
In alternativen Ausführungen ist das Gewinde ein Bewegungsgewinde beispielsweise ein Trapezgewinde oder ein Sägengewinde. Vorteilhafterweise ist die Herstellung von Bewegungsgewinden kostengünstig. Die Bewegungsgewinde weisen eine größere Reibung und damit einen höheren Verschleiß auf. Bewegungsgewinde müssen regelmäßig geschmiert werden. Bewegungsgewinde mit einer Gewindesteigung von kleiner 5° weisen eine starke Selbsthemmung auf. Das bedeutet, dass die Reibung bei einer Drehung der Gewinde ineinander groß ist. Insbesondere wird die Drehung ohne Antrieb automatisch abgebremst.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Längenveränderung der Übertragungseinheit durch das Drehen einer Spindel und einer Mutter relativ zueinander einfach realisiert werden kann.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Spindel horizontal angeordnet, sodass die Längenänderung der Übertragungseinheit in horizontaler Richtung erfolgt. Dabei umfasst die Längenänderung eine Bewegung eines freien Endes der Spindel in horizontaler Richtung.
Horizontal angeordnet bedeutet, dass die lange Achse der Spindel geodätisch horizontal angeordnet ist. Damit ist die lange Achse der Spindel parallel zu der Bodenplatte angeordnet. Insbesondere ist die lange Achse der Spindel parallel zur Längenveränderung der Übertragungseinheit angeordnet. Insbesondere ist somit auch die Mutter horizontal angeordnet. Typischerweise ist ein Ende bzw. ein Abschnitt der Spindel in der Mutter angeordnet. Dieses Ende der Spindel kann mehr oder weniger weit in die Mutter hineingedreht/eingeführt sein. Das andere Ende der Spindel, welches nicht in der Mutter angeordnet ist, wird als freies Ende der Spindel bezeichnet. Eine Längenänderung der Übertragungseinheit kann vorteilhafterweise in horizontaler Richtung parallel zur langen Achse der Spindel gemessen werden. Vorteilhafterweise ist das freie Ende der Spindel über der bzw. beabstandet zur Bodenplatte angeordnet, um eine freie Bewegung des freien Endes zu ermöglichen.
In vorteilhaften Ausführungen ist die Mutter ortsfest zur Bodenplatte angeordnet. Insbesondere ist die Mutter ortsfest relativ zu der Antriebseinheit angeordnet. Insbesondere wird die Längenänderung der Übertragungseinheit durch eine Bewegung des freien Endes der Spindel in horizontaler Richtung ausgeführt.
In Ausführungen umfasst eine horizontale Anordnung auch eine um +/- 10° zur Bodenplatte geneigte Anordnung der Übertragungseinheit. Insbesondere ist dann auch die Längenänderung um +/-10° zur Bodenplatte geneigt.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine horizontale oder eine annähernd horizontale Anordnung der Übertragungseinheit den Platzbedarf der Hubvorrichtung in vertikaler Richtung minimiert. Die untere Hubposition wird insbesondere nicht durch die minimale Länge der Übertragungseinheit beschränkt. Somit kann eine geringe untere Hubposition als Aufstiegsposition ausgebildet werden. Insbesondere kann auf diese Weise der Patientenkomfort verbessert werden, da ein bequemeres Aufsteigen auf die Patientenlagerungsvorrichtung möglich ist. Idealerweise ist die minimale Hubposition nur von dem flachsten Winkel, den die Scherenkinematik einnehmen kann, abhängig.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Übertragungseinheit am freien Ende der Spindel wenigstens ein Bewegungs-Rollelement. Das Bewegungs-Rollelement ist ausgebildet, das freie Ende der Spindel zur Bodenplatte abzustützen.
Insbesondere kann das Bewegungs-Rollelement der Bewegung des freien Endes der Spindel folgen. Vorteilhafterweise kann das Bewegungs-Rollelement Kräfte, die senkrecht auf das freie Ende der Spindel wirken, in die Bodenplatte ableiten. Auf diese Weise kann das Bewegungs-Rollelement ein Abbrechen der Spindel verhindern, wenn vertikale Kräfte auf das freie Ende der Spindel wirken. Das Bewegungs-Rollelement ist vorteilhafterweise als Rad/Rolle/Walze ausgebildet. Die Drehachse des derart ausgebildeten Bewegungs-Rollelementes ist vorteilhafterweise senkrecht zur langen Achse der Spindel und parallel zur Bodenplatte ausgerichtet. Insbesondere kann das Bewegungs-Rollelement beispielsweise aus gehärtetem Stahl gefertigt sein.
In Ausführungen kann das Bewegungs-Rollelement auf einem Führungselement, welches an der Bodenplatte angebracht ist, laufen bzw. abrollen. Vorteilhafterweise ist die Laufebene des Führungselementes zur Bodenplatte vertikal erhöht angeordnet. Die Laufebene beschreibt die Ebene auf dem Führungselement, auf der das Bewegungs-Rollelement abrollt. So kann der Abstand des freien Endes der Spindel zur Bodenplatte vergrößert werden. Vorteilhafterweise ist das Führungselement eine Führungsschiene.
In vorteilhaften Ausführungen umfasst die Übertragungseinheit zwei Bewegungs-Rollelemente. Dabei sind die beiden Bewegungs-Rollelemente vorteilhafterweise auf beiden Seiten des freien Endes der Spindel angeordnet. Auf diese Weise können die Bewegungs-Rollelemente die Spindel in beide Richtungen abstützen. Insbesondere erhöht die Verwendung von zwei Bewegungs-Rollelementen die Stabilität der Hubvorrichtung, da auf diese Weise die Kraft, die senkrecht auf das freie Ende der Spindel wirkt, über zwei Kontaktpunkte in die Bodenplatte geleitet werden kann. Vorteilhafterweise läuft jedes Bewegungs-Rollelement auf jeweils einem Führungselement. Mit anderen Worten rollt vorteilhafterweise jedes Bewegungs-Rollelement auf jeweils einem Führungselement ab.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Bewegungs-Rollelement zwei Aufgaben erfüllen kann. Zum einen folgt das Bewegungs-Rollelement der Bewegung des freien Endes in horizontaler Richtung, ohne die Bewegung des freien Endes der Spindel zu behindern. Zum anderen stützt das Bewegungs-Rollelement das freie Ende der Spindel in jeder Position zur Bodenplatte hin ab.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Spindel an ihrem freien Ende ein Kinematik-Rollelement. Das Kinematik-Rollelement steht mit der Kurvenbahn in Kontakt. Dabei ist das Kinematik-Rollelement ausgebildet, entlang der Kurvenbahn abzurollen.
Insbesondere dient das Kinematik-Rollelement dazu, die horizontale Bewegung des freien Endes der Spindel auf die Kurvenbahn zu übertragen. Die Kurvenbahn übersetzt die horizontale Bewegung des freien Endes der Spindel und damit des Kinematik-Rollelementes in eine Hubbewegung. Insbesondere ist das Kinematik-Rollelement ausgebildet, die Hubkraft aus der Antriebseinheit, die über die Mutter und die Spindel auf das Kinematik-Rollelement übertragen wird, auf die Kurvenbahn zu übertragen, welche die Hubkraft in eine Hubbewegung übersetzt. Bei der Hubbewegung rollt das Kinematik-Rollelement entlang der Kurvenbahn ab.
In vorteilhaften Ausführungen ist das Kinematik-Rollelement ein Rad/Rolle/Walze. Die Drehachse eines derart ausgebildeten Kinematik-Rollelementes ist vorteilhafterweise senkrecht zur langen Achse der Spindel und parallel zur Bodenplatte angeordnet. Insbesondere kann das Kinematik-Rollelement beispielsweise aus gehärtetem Stahl gefertigt sein.
Bei einer beispielhaften Bewegung des freien Endes der Spindel von rechts nach links, ist die Rollrichtung des Kinematik-Rollelementes im Uhrzeigersinn ausgebildet, da das Kinematik-Rollelement entlang der Kurvenbahn abrollt. Das Kinematik-Rollelement lenkt die horizontale Bewegung der Spindel um ca. 90° in eine Hubbewegung um. Das bedeutet, dass die Rollbewegung des Kinematik-Rollelementes entgegen der Bewegung des freien Endes der Spindel verläuft. Somit darf das Kinematik-Rollelement nicht mit der Bodenplatte in Kontakt stehen, sonst würden sich die Bewegung des Kinematik-Rollelementes und die Bewegung des freien Endes der Spindel gegenseitig blockieren.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kinematik-Rollelement zentral an dem freien Ende der Spindel angeordnet. Vorteilhafterweise wird derart die Hubkraft direkt von der Spindel auf das Kinematik-Rollelement übertragen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kinematik-Rollelement zwischen zwei Bewegungs-Rollelementen angeordnet. Die Bewegungs-Rollelemente laufen bei oben beschriebener beispielhafter Bewegung des freien Endes der Spindel gegen den Uhrzeigersinn, also entgegengesetzt zu dem Kinematik-Rollelement. In einer vorteilhaften Ausführungsform laufen die Bewegungs-Rollelemente auf Führungselementen, welche auf der Bodenplatte angeordnet sind. In Ausführungen kann es sich bei den Führungselementen um Führungsschienen handeln. Vorteilhafterweise ist unter jedem Bewegungs-Rollelement ein Führungselement angeordnet. Vorteilhafterweise ist zwischen den beiden Führungselementen ein Freiraum. Vorteilhafterweise ist somit das Kinematik-Rollelement zwischen den Bewegungs-Rollelementen von der Bodenplatte beabstandet angeordnet.
In alternativen Ausführungsformen ist das Kinematik-Rollelement zwischen zwei Bewegungs-Rollelementen kleiner ausgebildet als die Bewegungs-Rollelemente. Das bedeutet, dass der Radius des Kinematik-Rollelementes kleiner ist als der Radius der Bewegungs-Rollelemente. In dieser Ausführung können die Bewegungs-Rollelemente direkt auf der Bodenplatte laufen. Das Kinematik-Rollelement ist durch die kleinere Ausbildungsform von der Bodenplatte beabstandet angeordnet. In dieser Ausführung greift die Kurvenbahn zwischen die Bewegungs-Rollelemente ein, um im Kontakt mit dem kleineren Kinematik-Rollelement zu stehen. Dabei darf die Kurvenbahn nicht mit den Bewegungs-Rollelementen in Kontakt kommen, da sonst die Bewegung gebremst würde.
Alternative Anordnungen der Bewegungs-Rollelemente und des Kinematik-Rollelementes sind denkbar. In Ausführungen kann nur ein Bewegungs-Rollelement mit einem oder mehreren Kinematik-Rollelementen kombiniert sein. Ggf. wäre dann eine Anpassung der Ausgestaltung der Kurvenbahn erforderlich. In alternativen Ausführungen umfasst die Spindel an ihrem freien Ende mehr als ein Kinematik-Rollelement.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein Kinematik-Rollelement in Kombination mit einer an einem Hubschenkel befestigten Kurvenbahn, geeignet ist, eine horizontale Bewegung in eine Hubbewegung zu überführen. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Kinematik-Rollelement eine horizontale Bewegung in eine vertikale Bewegung umleiten kann. Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass durch das Überführen der horizontalen in eine vertikale Bewegung die Hubvorrichtung derart ausgebildet sein kann, dass die Patientenliege sehr niedrige Hubpositionen einnehmen kann, um die Aufstiegsposition zu minimieren. Der Winkel zwischen einem Hubschenkel und der Bodenplatte wird so wenig wie möglich durch die Hubvorrichtung begrenzt. Die Hubposition kann unabhängig von der minimalen Länge der Übertragungseinheit minimiert werden. Mit anderen Worten ist die untere Hubposition unabhängig von der minimalen Länge der Übertragungseinheit.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Übertragungseinheit ein Führungselement, welches auf die Spindel wirkt. Das Führungselement ist ausgebildet, die Längenänderung der Übertragungseinheit in horizontaler Richtung zu stabilisieren.
Ein Stabilisieren der Übertragungseinheit verhindert insbesondere ein Abknicken der Spindel senkrecht zu ihrer langen Achse in horizontaler Richtung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Führungselement mindestens eine Führungsschiene, die seitlich, parallel zur Spindel verläuft. In vorteilhaften Ausführungsformen ist an dem freien Ende der Spindel mindestens ein Führungs-Rollelement angeordnet. Das Führungs-Rollelement kann vorteilhafterweise ein Rad sein. Die Drehachse des Führungs-Rollelementes ist vorteilhafterweise senkrecht zur langen Achse der Spindel und senkrecht zur Bodenplatte angeordnet. Das Führungs-Rollelement rollt vorteilhafterweise entlang einer Seite des Führungselementes ab. Die Seite des Führungselementes ist senkrecht zur Bodenplatte ausgerichtet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist auf beiden Seiten der Spindel jeweils ein Führungselement angeordnet. Vorteilhafterweise sind an dem freien Ende der Spindel vier Führungs-Rollelemente angeordnet. Vorteilhaftweise sind auf jeder Seite der Spindel zwei Führungs-Rollelemente angeordnet, um ein Verkanten der Führungs-Rollelemente zu verhindern. Insbesondere laufen jeweils zwei der Führungs-Rollelemente an der Seite eines Führungselementes. Mit anderen Worten rollen jeweils zwei Führungs-Rollelemente an der Seite eines Führungselementes ab. In einer Ausführung laufen die vier Führungs-Rollelement zwischen den beiden Führungselementen entlang der Innenseite der Führungselemente. In einer alternativen Ausführung laufen die vier Führungs-Rollelemente an den Außenseiten der Führungselement.
In einer alternativen Ausführungsform ist an dem freien Ende der Spindel wenigstens ein Gleitelement angeordnet. Das Gleitelement gleitet vorteilhafterweise entlang des Führungselementes. Insbesondere können das wenigstens eine Gleitelement und das Führungselement durch ein Gleitlager miteinander verbunden sein. Insbesondere können das Gleitelement und das Führungselement an der Oberseite des Führungselementes über das Gleitlager miteinander verbunden sein. Alternativ können das Gleitelement und das Führungselement an einer der Seiten des Führungselementes miteinander verbunden sein. In vorteilhaften Ausführungen mit zwei Führungselementen sind an dem freien Ende der Spindel zwei Gleitelemente angeordnet. Vorteilhafterweise kann jeweils eines der Gleitelemente entlang einem Führungselement gleiten.
Insbesondere verhindert das mindestens eine Führungselement eine seitliche Bewegung der Spindel. Eine seitliche Bewegung der Spindel kann senkrecht oder schräg zu ihrer Bewegungsrichtung erfolgen.
Insbesondere kann das Führungselement gleichzeitig als Führungselement für das Bewegungs-Rollelement ausgebildet sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass die Spindel, insbesondere, wenn sie weit aus der Mutter herausgedreht ist bzw. nur ein kleiner Abschnitt der Spindel in die Mutter eingeführt ist, instabil in horizontale Richtung, senkrecht zur langen Achse der Spindel ist. Die Erfinder haben erkannt, dass die Spindel entlang ihrer langen Achse stabilisiert werden muss. Die Erfinder haben zudem erkannt, dass die Führungselemente, die für die Stabilisierung ausgebildet sind, gleichzeitig als Führungselemente für die Bewegungs-Rollelemente ausgebildet sein können. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau der Hubvorrichtung und somit eine geringere Aufstiegsposition der Patientenliege.
In einer Ausführung der Erfindung ist das Kinematik-Rollelement und/oder das Bewegungs-Rollelement mit der Spindel über ein erstes Kugelgelenk verbunden.
Das erste Kugelgelenk ist ausgebildet, Spannungen in der Spindel und der Mutter zu minimieren. Insbesondere können Spannungen in der Spindel Querspannungen bzw. Querkräfte und/oder Höhenspannungen bzw. Höhenkräfte sein. Querspannungen sind Kräfte in horizontaler Ebene, die durch einen horizontalen Versatz, senkrecht zur langen Achse der Spindel von dem freien Ende der Spindel zur Mutter auftreten können. Höhenspannungen sind Kräfte in vertikaler Richtung, die durch einen Höhenversatz von dem freien Ende der Spindel zur Mutter auftreten können.
Ein Versatz des freien Endes der Spindel zur Mutter kann insbesondere dann auftreten, wenn das freie Ende der Spindel durch die Führungs-Rollelemente in einer festen Achse parallel zur langen Achse der Spindel gehalten wird. Ist diese Achse nicht parallel zur Achse der Mutter, können insbesondere Querspannungen entstehen. Die Achse der Mutter wird durch die Richtung, in der die Spindel in der Mutter geführt wird, ausgebildet. Alternativ kann die Auflage des Bewegungs-Rollelementes auf der Bodenplatte oder auf einem Führungselement zu hoch oder zu niedrig in vertikaler Richtung sein, sodass das freie Ende der Spindel vertikal höher oder niedriger angeordnet ist als die Mutter. Ein derartiger Versatz zwischen dem freien Ende der Spindel und der Mutter kann beispielsweise durch Maßtoleranzen der Bauteile und/oder Verformungen aufgrund wirkender Kräfte hervorgerufen werden. Das kann zu Höhenspannungen führen.
In vorteilhaften Ausführungen ist auf der anderen Seite der Übertragungseinheit ebenfalls ein Ausgleichselement zum Ausgleichen von Spannungen angeordnet. Die andere Seite der Übertragungseinheit ist in diesem Kontext die mit dem Getriebe verbundene Seite der Übertragungseinheit. Mit anderen Worten ist das Ausgleichselement vorteilhafterweise an dem Getriebe angeordnet. Da das Getriebe und die Mutter verbunden sind, kann das Ausgleichselement zum Ausgleichen von Spannungen der Übertragungseinheit dienen. Insbesondere ist somit das Ausgleichselement derart ausgebildet, dass es ein Spiel der Seite der Mutter ermöglicht, an der die Spindel nicht in die Mutter eingedreht/eingeführt wird. Im Folgenden wird diese Seite der Mutter als freies Ende der Mutter bezeichnet. Eine Kombination des ersten Kugelgelenks mit dem Ausgleichselement erlaubt ein Ausgleichen der Spannungen auf beiden Seiten der unter Spannung stehenden Bauteile und kann die Spannungen somit minimieren. Die Bauteile können insbesondere die Mutter und die Spindel sein. In Ausführungen kann das Ausgleichselement ein zweites Kugelgelenk sein. In alternativen Ausführungen kann das Ausgleichselement Langlöcher umfassen, die ein Spiel der Position des Getriebes bzw. des freien Endes der Mutter erlauben.
Spannungen können zu einem höheren Verschleiß und/oder zu einem Abknicken der Spindel führen.
Insbesondere können das Kinematik-Rollelement und/oder das Bewegungs-Rollelement eine Einheit bzw. eine Rolleneinheit bilden. Insbesondere kann das mindestens eine Führungs-Rollelement mit der Rolleneinheit verbunden sein. Vorteilhafterweise ist die Rolleneinheit über ein erstes Kugelgelenk mit dem freien Ende der Spindel verbunden.
Die Erfinder haben erkannt, dass mit dem ersten Kugelgelenk Spannungen innerhalb der Spindel reduziert werden können. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass durch eine Reduktion der Spannungen die Spindel langlebiger ist. Insbesondere kann durch Vermeidung bzw. Reduktion von Spannungen, der Verschleiß der Spindel und der Mutter reduziert werden.
In einer Ausführung der Erfindung bildet die Spindel an ihrem freien Ende die Gelenkkugel des ersten Kugelgelenks aus. Die Gelenkkugel ist in einer als Langloch ausgebildeten Kugelgelenkpfanne angeordnet. Das Langloch ist ausgebildet, die Bewegungsfreiheit der Spindel in vertikaler Richtung festzustellen.
Insbesondere ragt die Spindel ca. 4cm in das Langloch. Das Langloch ist an dem Ende, an dem die Spindel nicht in das Langloch ragt, geschlossen. Das geschlossene Ende ist vorteilhafterweise als Kugelgelenkpfanne ausgebildet. Das als Gelenkkugel ausgebildete freie Ende der Spindel liegt vorteilhafterweise in dieser Kugelgelenkpfanne. In vertikaler Richtung liegt das Langloch eng an der Spindel an. Mit anderen Worten hat die Spindel innerhalb des Langlochs in vertikaler Richtung kein Spiel. In horizontaler Richtung hat die Spindel Spiel in dem Langloch. Dieses Spiel beträgt typischerweise ca. 1mm. Das erste Kugelgelenk kann somit nur Querspannungen ausgleichen. Höhenspannungen werden vorteilhafterweise in dieser Ausbildung durch das Bewegungs-Rollelement und/oder das Kinematik-Rollelement ausgeglichen. Das Bewegungs-Rollelement und/oder das Kinematik-Rollelement sind vorteilhafterweise mit dem Langloch starr verbunden. Insbesondere kann die Rolleneinheit mit dem Langloch starr verbunden sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass es auf Grund der Rolleneinheit umfassend mindestens ein Bewegungs-Rollelement und/oder ein Kinematik-Rollelement vorteilhaft ist, das erste Kugelgelenk auf das Ausgleichen von Querspannungen einzuschränken. Sie haben erkannt, dass es ohne diese Einschränkung möglich ist, dass die Spindel in vertikaler Richtung abknickt, da die Rolleneinheit und das erste Kugelgelenk in vertikaler Richtung gegenläufige Ausgleichsbewegungen zum Ausgleichen von Höhenspannungen ausführen können. Beispielsweise kann über die Rolleneinheit, mit der das Langloch vorteilhafterweise starr verbunden ist, das Langloch nach oben kippen. Gleichzeitig kann das freie Ende der Spindel nach unten kippen, wenn die Spindel in vertikaler Richtung Spiel bzw. Platz im Langloch hat. Dies kann zum Abknicken der Spindel führen. Das Abknicken der Spindel führt zu Spannungen in der Spindel und der Mutter. Insbesondere führt das Abknicken der Spindel zu größerem Verschleiß der Spindel und der Mutter. Insbesondere kann das Abknicken der Spindel zu einem Brechen der Spindel führen.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Längenveränderung der Übertragungseinheit bewirkt, indem die Antriebseinheit derart auf die Mutter wirkt, dass diese in einer Drehbewegung um die Spindel angetrieben wird.
Insbesondere bewirkt das Drehen der Mutter, dass die Spindel mehr oder weniger weit in die Mutter gedreht/eingeführt wird, abhängig von der Drehrichtung der Mutter. Das Hineindrehen der Spindel in die Mutter wird auch als Eintauchen oder Einführen der Spindel in die Mutter bezeichnet. Die Mutter bleibt während der Drehbewegung ortsfest in Relation zu der Antriebseinheit.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Drehen der Mutter um die Spindel eine kleinere Bauweise der Hubvorrichtung erlaubt als bei einem Drehen der Spindel in der Mutter. Eine kleinere Bauweise erlaubt eine niedrigere Aufstiegsposition der Patientenliege und eine verbesserte Zugänglichkeit für einen Patienten und/oder medizinisches Personal.
In einer alternativen Ausführung kann die Antriebseinheit eine Drehbewegung der Spindel in der Mutter bewirken. Die mechanischen Folgen der Drehbewegung der Spindel in der Mutter sind analog zu einer Drehbewegung der Mutter um die Spindel. Die Bauweise zur Realisierung einer solchen Ausbildung ist größer als bei einer Ausbildung, bei welcher die Mutter eine Drehbewegung um die Spindel ausführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Antriebseinheit über ein zweites Kugelgelenk mit der Bodenplatte verbunden.
Insbesondere ist das Ausgleichselement ein zweites Kugelgelenk. Insbesondere können das erste und das zweite Kugelgelenk horizontale Spannungen gegenüber der Bodenplatte ausgleichen. Insbesondere können das zweite Kugelgelenk und die Rolleneinheit Höhenspannungen ausgleichen. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise der Verschleiß der Spindel minimiert werden und ein Abknicken der Spindel auf Grund von Spannungen verhindert werden.
In Ausführungen ist das zweite Kugelgelenk über ein Winkelelement bzw. einen Winkel mit der Bodenplatte verbunden. Das Winkelelement bzw. der Winkel ist auf einer Seite mit der Antriebseinheit, insbesondere dem Getriebe verbunden, auf einer anderen Seite ist der Winkel mit der Bodenplatte verbunden. Insbesondere kann die Kugelgelenkpfanne des zweiten Kugelgelenks an dem Getriebe angeordnet sein. Insbesondere ist die Kugelgelenkpfanne des zweiten Kugelgelenks über das Getriebe mit dem freien Ende der Mutter verbunden. Insbesondere kann die Gelenkkugel des zweiten Kugelgelenks an dem Winkel angeordnet sein. In alternativen Ausführungen kann die Gelenkkugel an dem Getriebe und die Kugelgelenkpfanne am Winkel angeordnet sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass mittels eines zweiten Kugelgelenks Spannungen in der Übertragungseinheit ausgeglichen werden können. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Positionierung des zweiten Kugelgelenks am freien Ende der Mutter vorteilhaft ist, um Spannungen in der gesamten Übertragungseinheit auszugleichen.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung ein Schaltelement, welches ausgebildet ist, eine Hubbewegung der Patientenlagerungsvorrichtung zu stoppen, wenn die Hubkraft einen bestimmten Wertebereich verlässt.
Der Patiententisch der Patientenlagerungsvorrichtung steht typischerweise über die Scherenkinematik der Patientenlagerungsvorrichtung über. Bei einer Aufwärts- oder Abwärts-Bewegung kann die Patientenliege an Gegenständen oder Menschen hängen bleiben/auffahren. Dies bedeutet insbesondere bei einer Abwärts-Bewegung, dass die Hubkraft durch ein Auffahren geringer wird und bei einer Aufwärtsbewegung, dass die Hubkraft durch das Auffahren größer wird. Die Hubkraft ist typischerweise abhängig von der auf die Hubvorrichtung wirkenden Gewichtskraft. Der Wertebereich umfasst Werte für die Hubkraft, die typischerweise auf die Hubvorrichtung wirken. Wird die Hubkraft kleiner oder größer als der minimale oder maximale Wert dieses Wertebereiches, wird vorteilhafterweise die Hubbewegung der Patientenlagerungsvorrichtung mittels eines Schaltelementes gestoppt. Das Schaltelement kann unter anderem als ein elektrischer, ein induktiver, ein optischer, etc. Schalter ausgebildet sein. Vorteilhafterweise schaltet das Schaltelement die Spannungsversorgung der Antriebseinheit ab.
In Ausführungen kann die Veränderung der Hubkraft mit mindestens einem, bevorzugt mehrerer Kraftsensoren bestimmt werden. Die Kraftsensoren können beispielsweise an dem Kinematik-Rollelement angeordnet sein. Die Kraftsensoren können die Hubkraft bestimmen und bei einer Hubkraft außerhalb des Wertebereiches das Schaltelement auslösen.
In alternativen Ausführungen kann die Bewegung der Patientenliege mit Bewegungs- und/oder Beschleunigungssensoren detektiert werden. Wird keine Bewegung der Patientenliege detektiert während gleichzeitig die Antriebseinheit aktiv ist, wird das Schaltelement zum Stoppen der Hubbewegung ausgelöst.
Die Erfinder haben erkannt, dass es zum Schutz von Menschen und Gegenständen vorteilhaft ist, bei Hubkräften außerhalb des Wertebereiches die Hubbewegung der Patientenlagerungsvorrichtung zu stoppen.
Die Erfinder haben erkannt, dass bei einem Blockieren der Patientenliege während der Abwärtsbewegung die Spindel ungehindert weiter in die Mutter hineindrehen/eintauchen kann. Damit verliert das Kinematik-Rollelement den Kontakt zur Kurvenbahn, da die Kurvenbahn an dem ersten Hubschenkel angeordnet ist. Der Hubschenkel ist auf Grund der blockierten Patientenliege ebenfalls in der Bewegung blockiert. Fällt die Blockade weg, kann die Patientenlagerungsvorrichtung ungebremst soweit Absinken, bis das Kinematik-Rollelement wieder mit der Kurvenbahn in Kontakt ist. Die Erfinder haben erkannt, dass dies eine Gefahr für einen Patienten, der auf der Patientenliege gelagert ist, darstellt. Die Erfinder haben erkannt, dass die Bewegung des freien Endes der Spindel in solch einer Situation gestoppt werden muss, bevor der Abstand zwischen dem Kinematik-Rollelement und der Kurvenbahn zu groß wird, um die Sicherheit von Patienten und Gegenständen zu gewährleisten. Die Erfinder haben erkannt, dass die Bewegung des freien Endes der Spindel durch ein Abschalten der Antriebsvorrichtung gestoppt werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass die Antriebsvorrichtung über eine Unterbrechung der Spannungsversorgung abgeschaltet werden kann.
Zudem haben die Erfinder erkannt, dass bei einer Blockade der Aufwärtsbewegung die Spindel nicht mehr weiter aus der Mutter herausgefahren werden kann, da das Kinematik-Rollelement nicht mehr an der Kurvenbahn abrollen kann. Durch das Schaltelement wird ein Abschalten der Antriebseinheit sichergestellt, sodass beispielsweise Beschädigungen durch Überhitzen verhindert werden.
In einer Ausführung der Erfindung ist das zweite Kugelgelenk ausgebildet, eine Kippbewegung der Übertragungseinheit zu ermöglichen. Die Kippbewegung kann dabei das Schaltelement betätigen.
In einer bevorzugten Ausführung kippt die Übertragungseinheit bei einer Blockade der Patientenliege bei einer Abwärtsbewegung. Die Drehachse dieser Kippbewegung steht vorteilhafterweise senkrecht zur langen Achse der Übertragungseinheit und parallel zur Bodenplatte. Insbesondere kann die Drehachse der Kippbewegung einer Drehachse des wenigstens einem Bewegungs-Rollelementes und/oder der Drehachse des Kinematik-Rollelementes entsprechen. Bei einer Blockade während der Abwärtsbewegung, verliert die Spindel den Kontakt zur Kurvenbahn, da sie ungehindert weiter in die Mutter hineindrehen/eintauchen kann. Insbesondere fällt somit der Druck durch die Hubkraft auf das freie Ende der Spindel weg bzw. reduziert sich der Druck durch die Hubkraft auf das freie Ende der Spindel. Insbesondere kann dann das Ende der Mutter, welches mit dem Getriebe verbunden ist, an dem das zweite Kugelgelenk angeordnet ist, nach unten kippen. Die Kippbewegung wird dabei vorteilhafterweise durch eine Verschiebung der Kugelgelenkpfanne relativ zur Gelenkkugel des zweiten Kugelgelenks realisiert. Vorteilhafterweise tritt das Kippen der Übertragungseinheit dann auf, denn die Hubkraft kleiner als der kleinste Wert des Wertebereichs wird.
Das Betätigen des Schaltelementes kann vorteilhafterweise ein Deaktivieren bzw. ein Lösen des Schaltelementes umfassen. Alternativ kann das Betätigen des Schaltelementes ein Aktivieren bzw. ein Drücken des Schaltelementes umfassen.
In einer vorteilhaften Ausführung wird bei der Kippbewegung ein Schalter gelöst/deaktiviert, der in der Ausgangsposition aktiv geschaltet ist. Die Ausgangsposition ist die nicht gekippte Position der Übertragungseinheit.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Schaltelement an der Gelenkkugel des zweiten Kugelgelenks angeordnet. Vorteilhafterweise ist die Gelenkkugel des zweiten Kugelgelenks mit der Bodenplatte verbunden. In Ausführungen ist die Gelenkkugel über einen Winkel mit der Bodenplatte verbunden. In Ausführungen ist das Schaltelement an dem Winkel angeordnet. In der Ausführung ist die Kugelgelenkpfanne des zweiten Kugelgelenks vorteilhafterweise an dem Getriebe angeordnet. Bei einer Kippbewegung der Übertragungseinheit kippt die Gelenkkugel des zweiten Kugelgelenks relativ zur Kugelgelenkpfanne des zweiten Kugelgelenks. Damit kippt die Übertragungseinheit auch relativ zum Schaltelement. Insbesondere kippt damit auch die Antriebseinheit relativ zum Schaltelement. Vorteilhafterweise hält die Antriebseinheit, insbesondere das Getriebe im ungekippten Zustand das Schaltelement aktiv. Bei einem Kippen der Übertragungseinheit relativ zum Schaltelement wird das Schaltelement gelöst/deaktiviert.
In alternativen Ausführungen kann die Anordnung der Gelenkkugel und der Kugelgelenkpfanne vertauscht sein.
Vorteilhafterweise umfasst das Schaltelement einen Schalter, der einen Hebel zum Aktivieren bzw. Deaktivieren des Schaltelementes ausbildet.
Die Erfinder haben erkannt, dass mit der beschriebenen Ausführung eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Stoppen einer Abwärts-Bewegung einer Patientenlagerungsvorrichtung realisiert werden kann. In der beschriebenen Ausführung sind keine zusätzlichen Sensoren etc. notwendig, um eine Blockade der Patientenliege bei der Abwärtsbewegung, die eine Abnahme der Hubkraft bewirkt, zu detektieren. Die Erfinder haben erkannt, dass auf diese Weise die Patientensicherheit erhöht werden kann.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Antriebseinheit einen Zahnriemen.
Insbesondere treibt die Antriebseinheit über den Zahnriemen die Mutter zu einer Drehbewegung an. Alternativ kann die Antriebseinheit die Spindel zu einer Drehbewegung antreiben. Insbesondere umfasst das Getriebe der Antriebseinheit den Zahnriemen. Die Drehbewegung der Mutter oder der Spindel kann bei der Verwendung des Zahnriemens als Getriebe nicht über die Antriebseinheit gebremst werden, wenn der Zahnriemen reißt.
In vorteilhaften Ausführungen ist in Ausführungen mit Zahnriemen das Gewinde der Mutter und der Spindel als Bewegungsgewinde beispielsweise als Trapezgewinde oder als Sägengewinde ausgebildet. Insbesondere ist das Gewinde mit einer Steigung kleiner als 5° ausgebildet. Bewegungsgewinde mit einer Steigung kleiner als 5° wirken selbsthemmend. Mit anderen Worten kann die Drehbewegung ohne Antrieb von dem Bewegungsgewinde abgebremst werden. Somit ist keine zusätzliche Bremse notwendig.
Insbesondere kann die Ausführung der Hubvorrichtung mit der Antriebseinheit mit Zahnriemen zur Höhenverstellung einer Patientenlagerungsvorrichtungen in einem Magnetresonanz-Tomographie-Gerät ausgebildet sein. In der Nähe eines Magnetresonanz-Tomographie-Gerätes dürfen keine magnetischen Bauteile angeordnet sein. Vorteilhafterweise können alle Bauteile dieser Ausführung nicht-magnetisch ausgebildet sein. Insbesondere ist der Zahnriemen als Getriebe nicht-magnetisch ausgebildet. Insbesondere ist keine Bremse notwendig, die in anderen Ausführungen magnetisch ausgebildet sein kann. Insbesondere können die anderen Bauteile der Hubvorrichtung aus nichtmagnetischen Materialen sein. Insbesondere können solche nichtmagnetischen Materialen beispielsweise Aluminium, Messing, Kupferlegierungen und/oder nichtmagnetische Edelstähle sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Hubvorrichtung mit einem Zahnriemen und einer Spindel-Mutter-Kombination mit Bewegungsgewinde kostengünstig hergestellt werden kann. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass bei dieser Ausführung auf eine zusätzliche Bremse verzichtet werden kann. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass eine solche Hubvorrichtung für Magnetresonanz-Untersuchungen eingesetzt werden kann.
In alternativen vorteilhaften Ausführungen treibt die Antriebseinheit die Mutter oder die Spindel über eine Doppel-Schnecke, oder über eine Kombination aus einer Schnecke und einem Kegelradgetriebe oder über zwei Stirnräder an. Mit anderen Worten umfasst das Getriebe der Antriebseinheit eine Doppel-Schnecke oder eine Kombination aus einer Schnecke und einem Kegelradgetriebe oder zwei Stirnräder. In diesen Ausführungen kann die Drehbewegung der Mutter oder Spindel mittels der Antriebseinheit gebremst werden. Insbesondere treibt die Antriebseinheit vorteilhafterweise die Mutter oder die Spindel mittels einer Kraft-Umlenkung um 180° an, da sich die Drehachse der Antriebseinheit parallel zur Drehachse der Drehbewegung der Übertragungseinheit dreht. Vorteilhafterweise kann das Gewinde in diesen Ausführungen auf Grund der Bremswirkung der Antriebseinheit ein Gewinde mit geringer Selbsthemmung sein, beispielsweise ein Kugelumlaufgewinde. Vorteilhafterweise haben solche Gewinde einen geringeren Verschleiß und sind wartungsärmer als selbsthemmende Gewinde.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst die Hubvorrichtung ein Schmiermittelreservoir. Dabei ragt die Spindel mit dem in der Mutter verlaufenden Ende in Abhängigkeit der Länge der Übertragungseinheit in das Schmiermittelreservoir.
Vorteilhafterweise kann das Schmiermittelreservoir einem Ende der Mutter angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist das Schmiermittelreservoir an dem freien Ende der Mutter angeordnet. Insbesondere kann das Schmiermittelreservoir über einen Nachfüllstutzen einfach befüllt werden.
Insbesondere taucht die Spindel in das Schmiermittelreservoir, wenn sie weit genug in die Mutter hineingedreht/eingetaucht/eingeführt ist. Mit anderen Worten taucht die Spindel insbesondere dann in das Schmiermittelreservoir, wenn die Patientenliege in der unteren Hubposition bzw. der Aufstiegsposition ist. Mit anderen Worten taucht die Spindel insbesondere dann in das Schmiermittelreservoir, wenn die Übertragungseinheit ihren kürzesten Zustand einnimmt.
Vorteilhafterweise kann das Schmiermittelreservoir weiter in die Mutter hineinragen, sodass die Spindel nicht nur in der untersten Hubposition, sondern auch bereits davor in das Schmiermittelreservoir eintaucht. Insbesondere der gesamte als Rohr ausgebildete Teil der Mutter mit anderen Worten der Teil der Mutter ohne Gewinde als Schmiermittelreservoir ausgebildet sein. Insbesondere taucht die Spindel dann auch bei weniger tiefen Hubpositionen bzw. bei einer größeren Länge der Übertragungseinheit in das Schmiermittelreservoir.
Bei der Aufwärtsbewegung der Patientenliege aus der unteren Hubposition verteilt die Spindel das Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir in der Mutter. Das Schmiermittelreservoir wird gemeinsam mit der Mutter gedreht. Dies bewirkt ein Umwälzen des Schmiermittels in dem Schmiermittelreservoir während einer Hubbewegung, was für das Schmieren der Mutter und der Spindel vorteilhaft ist.
Vorteilhafterweise ist die Mutter abgedichtet, damit kein Schmiermittel austreten kann.
Die Erfinder haben erkannt, dass insbesondere das regelmäßige Schmieren eines Bewegungsgewindes notwendig ist, um den Verschleiß durch die Reibung zwischen Innen- und Außengewinde zu minimieren. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass es durch regelmäßiges Schmieren möglich ist, kostengünstige Bewegungsgewinde in Hubvorrichtungen zu verwenden. Die Erfinder haben zudem erkannt, dass mittels der beschriebenen Ausführung das Gewinde ohne manuelle Schritte, automatisch geschmiert wird. Durch das Drehen der Mutter oder der Spindel wird das Schmiermittel gleichmäßig in der Mutter verteilt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Patientenlagerungsvorrichtung gekennzeichnet durch eine wie voranstehend beschriebene Hubvorrichtung.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein medizinisches System zur Untersuchung und/oder Therapie eines Patienten mit einer voranstehend beschriebenen Patientenlagerungsvorrichtung und einer Modalität zur medizinischen Bildgebung (bildgebende Modalität), und/oder einer Einrichtung zur Therapie eines Patienten (Therapie-Einrichtung).
Das medizinische System kann ein oder mehrere bildgebende Modalitäten und/oder eine oder mehrere Therapie-Einrichtungen aufweisen. Bildgebenden Modalitäten können z.B. mobile C-Bogen-Geräte, Röntgen-Geräte, Angiographie-Geräte, Computertomographie-Geräte, Fluoroskopie-Geräte, Magnetresonanztomographie-Geräte, Radiographie-Geräte und/oder Ultraschall-Geräte sein. Therapie-Einrichtungen können z.B. (ggf. robotergestützte) Systeme für minimalinvasive Eingriffe, Dentalgeräte oder Bestrahlungssysteme für Strahlentherapieanwendungen aufweisen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden klarer und verständlicher im Zusammenhang mit folgenden Figuren und ihren Beschreibungen. Dabei sollen die Figuren und Beschreibungen die Erfindung und ihre Ausführungsformen in keiner Weise einschränken. In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit korrespondierenden Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstabsgetreu.
Die Figuren zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht,
2 dasselbe Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung in einer geschnittenen Draufsicht,
3 dasselbe Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung in einer perspektivischen Sicht,
4 einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung darstellend die Rolleneinheit,
5 einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung darstellend das zweite Kugelgelenk in einer Schnittansicht,
6 einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung darstellend das zweite Kugelgelenk bei gekippter Übertragungseinheit in einer Schnittansicht,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung mit einer Antriebseinheit umfassend einen Zahnriemen in einer geschnittenen Draufsicht,
8 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Patientenlagerungsvorrichtung.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 in einer seitlichen Schnittansicht. Außerdem ist der untere Teil einer Scherenkinematik 2 einer Patientenlagerungsvorrichtung 13 gezeigt. Die Scherenkinematik 2 umfasst einen ersten Hubschenkel 21 und einen zweiten Hubschenkel 22. Der zweite Hubschenkel 22 ist über ein Loslager 25 mit der Bodenplatte 11 verbunden. Das Loslager 25 ist auf einer Führungsschiene 26 parallel zur Bodenplatte 11 verschiebbar. Der erste Hubschenkel 21 ist über ein Festlager 24 mit der Bodenplatte verbunden. Das Festlager 24 ist relativ zur Bodenplatte 11 ortsfest. Der erste Hubschenkel 21 und der zweite Hubschenkel 22 sind über das Drehgelenk 23 miteinander verbunden.
Seitlich, nach innen gerichtet, an dem ersten Hubschenkel 21 ist die Kurvenbahn 3 angeordnet. Die Kurvenbahn 3 steht mit dem Kinematik-Rollelement 61 in Kontakt. Insbesondere liegt der erste Hubschenkel 21 über die Kurvenbahn 3 auf dem Kinematik-Rollelement 61 auf. Das Kinematik-Rollelement 61 ist Bestandteil der Rolleneinheit 6. Die Rolleneinheit 6 umfasst außerdem zwei Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b und vier Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d. Das Kinematik-Rollelement 61 und ein Bewegungs-Rollelement 62b sind in der gezeigten Perspektive von einem Bewegungs-Rollelement 62a verdeckt. Die Rolleneinheit 6 ist über ein erstes Kugelgelenk 7 mit der Spindel 52 verbunden. Das erste Kugelgelenk 7 ist als Langloch 71 ausgebildet, um die vertikale Bewegung der Spindel 52 in dem ersten Kugelgelenk 7 zu verhindern. Das Langloch 71 ermöglicht nur eine Bewegung der Spindel 52 in dem ersten Kugelgelenk 7 in horizontaler Richtung. Die Spindel 52 wird in einer Mutter 51 geführt. Die Spindel 52 kann über eine Drehbewegung der Mutter 51 mehr oder weniger weit in die Mutter 51 hineinfahren bzw. hineingedreht werden bzw. eintauchen/einführen. Die Mutter 51 umfasst in ihrem vorderen Teil, in den die Spindel 52 eintaucht, ein Innengewinde 511. Nach dem Innengewinde 511 ist die Mutter 51 als Rohr 512 ausgebildet. Mit anderen Worten umfasst die Mutter 51 auf der einen Seite ein Innengewinde 511 und auf der anderen Seite ein Rohr 512. Das Innengewinde 511 und das Rohr 512 führen gemeinsam eine Drehbewegung zum Bewegen der Spindel 52 aus. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gewinde der Mutter 51 und der Spindel 52 ein Kugelumlaufgewinde. In alternativen Ausführungsformen kann das Gewinde ein Bewegungsgewinde beispielsweise ein Trapezgewinde oder ein Sägengewinde sein. Die Drehbewegung der Mutter 51 wird durch die Antriebseinheit 4 bewirkt. Die Antriebseinheit umfasst einen Motor 41 und ein Getriebe 42. Das Getriebe 42 dient dazu, die Drehbewegung von dem Motor 41 auf die Mutter 51 zu übertragen. Vorteilhafterweise wird die Drehbewegung über eine doppelte Schnecke, über eine Schnecke in Kombination mit einem Kegelradgetriebe oder über zwei Stirnräder übertragen. Bei diesen Übertragungsarten kann die Drehbewegung mittels eines Abbremsens der Antriebseinheit 4 gestoppt werden. Das Getriebe 42 ist über ein zweites Kugelgelenk 8 über einen Winkel 12 mit der Bodenplatte 11 verbunden. Die Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b laufen auf Führungselementen 10a, 10b. Die Führung-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d laufen um eine vertikale Drehachse an der Innenseite der Führungselemente 10a, 10b entlang bzw. rollen auf der Innenseite der Führungselemente 10a, 10b ab. Die Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d verhindern somit ein seitliches Abknicken der Spindel 52. Mit anderen Worten schränkt die Kombination der Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d mit den Führungselementen 10a, 10b die Bewegung der Spindel 52 in eine Richtung parallel zur langen Achse der Spindel 52 ein. In der dargestellten Perspektive der Hubvorrichtung 1 sind nur ein Führungselement 10a und zwei Führungsrollelemente 63a, 63b zu sehen.
Die Rolleneinheit 6, das erste Kugelgelenk 7, die Spindel 52, die Mutter 51, das zweite Kugelgelenk 8 und die Führungselemente 10 sind Bestandteile der Übertragungseinheit 5.
An dem Winkelelement bzw. Winkel 12 ist ein Schaltelement 9 angeordnet. Das Schaltelement 9 ist in der dargestellten Position der Übertragungseinheit 5 aktiv geschaltet. Der Teil des Getriebes, der mit dem hinteren Teil der Mutter 51 bzw. dem freien Ende der Mutter 51 verbunden ist und an dem das zweite Kugelgelenk 8 angeordnet ist, hält den Schalter 91 des Schaltelementes 9 gedrückt. In der dargestellten Position der Übertragungseinheit 5 kann eine reguläre Hubbewegung durchgeführt werden.
2 zeigt dasselbe Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 in einer geschnittenen Draufsicht. In dieser Perspektive der Hubvorrichtung 1 sind alle Rollelemente abgebildet. Die zwei Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b sind seitlich versetzt zu der Spindel 52 angeordnet. Die Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b laufen jeweils auf einem Führungselement 10a, 10b. Die Führungselemente 10a, 10b sind parallel zur langen Achse der Spindel 52 angeordnet. Zwischen den Bewegungs-Rollelementen 62a, 62b ist das Kinematik-Rollelement 61 angeordnet. Das Kinematik-Rollelement 61 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Rollen. Das Kinematik-Rollelement 61 ist derart angeordnet, dass es zwischen den Führungsschienen 10a, 10b läuft und keinen Kontakt zur Bodenplatte 11 hat. Die Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b und das Kinematik-Rollelement 61 haben bei einer Bewegung des freien Endes der Spindel 52 gegenläufige Bewegungsrichtungen. Das freie Ende der Spindel 52 ist das Ende, an welchem die Spindel 52 über das erste Kugelgelenk 7 mit der Rolleneinheit 6 verbunden ist. Wenn die Spindel 52 aus der Mutter 51 herausdreht bzw. herausgedreht wird, die Übertragungseinheit 5 folglich länger wird, drehen die Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b in der Figur gegen den Uhrzeigersinn. Das freie Ende der Spindel 52 bewegt sich in der Figur nach links. Das Kinematik-Rollelement 61 rollt gleichzeitig an der Kurvenbahn 3 ab. Die Kurvenbahn 3 ist in der gezeigten Ansicht nicht zu sehen. Dabei vollzieht das Kinematik-Rollelement 61 eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn. Somit sind die Drehbewegungen von Kinematik-Rollelement und Bewegungs-Rollelement gegenläufig. Die Führungselemente 10a, 10b halten das Kinematik-Rollelement 61 zur Bodenplatte 11 beabstandet, während die Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b auf den Führungselementen 10a, 10b abrollen können.
In der gezeigten Perspektive ist das Langloch 71 zu welchem das erste Kugelgelenk 7 ausgebildet ist, erkennbar. In horizontaler Richtung lässt das Langloch 71 der Spindel 52 Spiel, um Spannungen ausgleichen zu können.
Das Außengewinde der Spindel 52 und das Innengewinde 511 der Mutter 51 greifen ineinander. In der gezeigten Perspektive sind die Bestandteile der Mutter 51 erkennbar. Die Mutter 51 umfasst ein Innengewinde 511 und ein Rohr 512, das sich an das Innengewinde 511 anschließt. Das Rohr 512 ist über das Getriebe 42 mit dem zweiten Kugelgelenk 8 verbunden. Das zweite Kugelgelenk 8 ist wiederrum mit dem Winkel 12 mit der Bodenplatte 11 verbunden. In der Draufsicht ist das Getriebe 42 der Antriebseinheit 4 erkennbar. Das Getriebe 42 überträgt die Drehbewegung von dem Motor 42 auf die Mutter 51.
3 zeigt dasselbe Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 in einer perspektivischen Sicht. In der Sicht der Hubvorrichtung 1 wird deutlich, dass die Kurvenbahn 3 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel seitlich an dem ersten Hubschenkel 21 angeordnet ist. Das zweite Kugelgelenk 8 ist als Spalt zwischen dem Ende der Mutter 51 nach dem Getriebe 42 und der Kugelgelenkpfanne 82, welche an dem Winkel 12 angeordnet ist, erkennbar.
4 zeigt einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 darstellend die Rolleneinheit 6. Insbesondere sind die Drehbewegungen des Kinematik-Rollelements 61 und der beiden Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b für eine Bewegung der Spindel 52 in der Figur nach links eingezeichnet. Dabei ist die Drehbewegung des Kinematik-Rollelementes 61 im Uhrzeigersinn und die Drehbewegung der Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b gegen den Uhrzeigersinn. Für eine Bewegung der Spindel 52 in der Figur nach rechts drehen sich die Bewegungsrichtungen des Kinematik-Rollelements 61 und der Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b ebenfalls um. Die Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d laufen zwischen den Führungselementen 10a, 10b. Die Drehachsen der Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d sind dabei um 90° zu den Drehachsen des Kinematik-Rollelements 61 und der Bewegungs-Rollelemente 62a, 62b gedreht. Die Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d rollen an den Innenseiten der beiden Führungselemente 10a, 10b ab. Alternativ können die Führungs-Rollelemente 63a, 63b, 63c, 63d an den Außenseiten der beiden Führungselemente 10a, 10b abrollen. Auf beide Weise wird ein Abknicken der Spindel 52 in horizontaler Richtung verhindert. Die Bewegung der Spindel 52 wird auf einer Bewegung parallel zu den Führungselementen 10a, 10b eingeschränkt. Die Führungselemente 10a, 10b sind dabei parallel zur langen Achse der Spindel 52 angeordnet.
5 zeigt einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 darstellend das zweite Kugelgelenk 8 in einer Schnittansicht. Das Rohr 512, welches dem Teil der Mutter 51 entspricht, der gegenüberliegend von dem Teil der Mutter 51 liegt, in welchen die Spindel 52 hineingedreht/eingeführt wird ist mit dem Getriebe 42 verbunden. Ein Teil des Getriebes 42 bildet die Kugelgelenkpfanne 81 des zweiten Kugelgelenks 8 aus. Die Gelenkkugel 82 des zweiten Kugelgelenks 8 ist über einen Winkel 12 mit der Bodenplatte 11 verbunden. Das Schaltelement 9 ist auf dem Winkel 12 angeordnet. Das Schaltelement 9 umfasst einen als Hebel ausgebildeten Schalter 91. Der Schalter 91 des Schaltelements 9 ist in Kontakt mit der Kugelgelenkpfanne 81 des zweiten Kugelgelenks 8. Insbesondere ist der Schalter 91 des Schaltelementes 9 aktiv geschaltet. In dieser Position ist die Übertragungseinheit 5 in einem ungekippten Zustand und eine reguläre Höhenverstellung der Patientenlagerungsvorrichtung 13 ist ausführbar. Der aktive Schalter 91 des Schaltelementes 9 aktiviert die Spannungsversorgung der Antriebseinheit 4.
6 zeigt einen Ausschnitt desselben Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 darstellend das zweite Kugelgelenk 8 in gekipptem Zustand der Übertragungseinheit 5 in einer Schnittansicht. Für eine Abwärtsbewegung der Patientenliege 14 wird die Spindel 52 in die Mutter 51 gefahren. Das heißt, die Übertragungseinheit 5 wird kürzer. Wird bei einer Abwärtsbewegung der Patientenliege 14 diese durch beispielsweise einen Gegenstand blockiert, kann die Spindel 52 weiter in die Mutter 51 fahren. Die Kurvenbahn 3 kann dem Kinematik-Rollelement 61 nicht mehr folgen, da die Hubschenkel 21, 22 mit der Patientenliege 14 blockiert sind. Dadurch verliert das Kinematik-Rollelement 61 den Kontakt zur Kurvenbahn 3. Fällt die Blockade der Patientenliege 14 weg, kann die Patientenliege 14 ungebremst herabfallen, bis das Kinematik-Rollelement 61 und die Kurvenbahn 3 wieder in Kontakt sind. Um dies zu verhindern wird bei einem Wegfallen bzw. einer Reduktion des Drucks auf das Kinematik-Rollelement 61 die Spannungsversorgung der Antriebseinheit 4 unterbrochen. Ein Wegfallen bzw. eine Reduktion des Drucks auf das Kinematik-Rollelement 61 ist mit einem Wegfallen bzw. einer Reduktion der Hubkraft verbunden. Dadurch kann der hintere Teil bzw. das freie Ende der Mutter 51, nach unten kippen. Das freie Ende der Mutter 51 ist über das Getriebe 42 mit dem zweiten Kugelgelenk 8 verbunden. Das zweite Kugelgelenk 8 ist wiederrum über einen Winkel 12 mit der Bodenplatte 11 verbunden. Dabei verschieben sich die Kugelgelenkpfanne 81 und die Gelenkkugel 82 relativ zueinander. Die Kugelgelenkpfanne 81 rutscht entlang des Kugelgelenks 82 nach unten. Dabei wird der Schalter 91 des Schaltelementes 9 gelöst. Das Lösen des Schalters 91 des Schaltelementes 9 bzw. das Deaktivieren des Schalters 91 des Schaltelementes 9 unterbricht die Spannungsversorgung der Antriebseinheit 4. Dadurch wird die Drehbewegung der Mutter 51 und damit die Bewegung der Spindel 52 gestoppt. Der Abstand zwischen Kurvenbahn 3 und Kinematik-Rollelement 61 ist damit nur gerade so groß, dass die Übertragungseinheit 5 kippen kann. Der Zustand des verschobenen zweiten Kugelgelenks 8 ist in der Figur dargestellt. In alternativen Ausführungsbeispielen kann das Schaltelement 9 anders angeordnet sein, sodass es bei einem Kippen der Übertragungseinheit 5 gelöst bzw. deaktiviert wird.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung 1 mit einer Antriebseinheit 4 umfassend einen Zahnriemen 43 in einer geschnittenen Draufsicht. Zur kostengünstigeren Ausgestaltung umfasst das Getriebe 42 zur Übertragung der Drehbewegung des Motors 41 der Antriebseinheit 4 auf die Mutter 51 einen Zahnriemen 43. Der Zahnriemen 43 dient somit der Kraftübertragung. Die Antriebseinheit 4 kann über den Zahnriemen 43 eine Drehbewegung der Mutter 51 nicht mehr abbremsen, wenn der Zahnriemen 43 reißt. Um dennoch ein sicheres Abbremsen zu ermöglichen, ist das Gewinde der Mutter 51 und der Spindel 52 als Bewegungsgewinde mit einer geringen Steigung ausgebildet. Ein Bewegungsgewinde mit einer Steigung bzw. Gewindesteigung von kleiner als 5° wirkt selbsthemmend. Das heißt, dass die Reibungsverluste eines solchen Gewindes derart groß sind, dass es sich ohne Antrieb nicht weiterdreht. Vorteilhafterweise ist ein Bewegungsgewinde kostengünstiger herstellbar als ein Kugelumlaufgewinde.
Auf Grund der großen Reibung muss ein Bewegungsgewinde regelmäßig geschmiert werden, um Verschleiß zu reduzieren. Dafür ist am freien Ende der Mutter 51 ein Schmiermittelreservoir 151 angeordnet. Wenn die Spindel 51 ganz in die Mutter 51 eingedreht/eingeführt ist, taucht sie mit ihrem in der Figur rechten Ende in das Schmiermittelreservoir 151. Bei einem Herausdrehen aus der Mutter 51 verteilt die Spindel 52 das Schmiermittel in der gesamten Mutter 51. Es kann somit ein sicheres, automatisches Nachschmieren gewährleistet werden, insbesondere weil sich das Schmiermittelreservoir mit der Mutter relativ zur Spindel dreht. Das Schmiermittelreservoir 151 kann über einen Nachfüllstutzen 152 einfach befüllt werden.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Patientenlagerungsvorrichtung 13. Die Patientenlagerungsvorrichtung 13 umfasst eine Patientenliege 14, eine Scherenkinematik 2 und eine Bodenplatte 11. Die Scherenkinematik 2 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst eine einzelne Schere. Die Schere umfasst einen ersten Hubschenkel 21 und einen zweiten Hubschenkel 22. Alternativ kann die Scherenkinematik 2 auch eine Doppel- oder eine Mehrfachschere umfassen. Der Winkel der von beiden Hubschenkeln 21, 22 eingeschlossen wird, ist verstellbar. Dafür ist auch der Abstand der oberen Enden 27a, 27b der Hubschenkel 21, 22, die mit der Patientenliege 14 verbunden sind, verstellbar ausgebildet. Der erste Hubschenkel 21 ist über ein Festlager 24, welches ein Schwenklager ist, mit der Bodenplatte 11 verbunden. Der zweite Hubschenkel 22 ist über ein Loslager 25, welches ein Schwenklager ist, mit der Bodenplatte 11 verbunden. Das bedeutet, das Loslager 25 ist entlang einer Führungsschiene 26 verfahrbar. Dadurch kann der Abstand zu dem Festlager 24 verstellt werden. An dem ersten Hubschenkel 21 ist die Kurvenbahn 3 befestigt. Wie beschrieben kann die Neigung des ersten Hubschenkels 21, bzw. der Winkel des ersten Hubschenkels 21 und darüber die Hubposition der Patientenliege 14 über die Hubvorrichtung 1 verstellt werden.
In alternativen Ausführungen kann die Hubvorrichtung auf der dem Boden zugewandten, unteren Seite der Patientenliege angeordnet sein. Die Patientenliege übernimmt in diesen Ausführungen die Aufgaben der Bodenplatte in den oben beschriebenen Ausführungen. Insbesondere ist dann die Kurvenbahn an dem oberen Ende einer der beiden Hubschenkel angeordnet.
In alternativen Ausführungen kann der Drehpunkt der Scherenkinematik als Kurvenbahn ausgebildet sein. Insbesondere kann dann das freie Ende der Spindel bzw. das Kinematik-Rollelement mit dem Drehpunkt in Kontakt stehen. Insbesondere kann auch hier eine Längenveränderung der Übertragungseinheit eine Hubbewegung bewirken.
Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale mit einander kombiniert bzw. ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfindung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nennung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005015795 B4 [0009]

Claims

Hubvorrichtung (1) zur Höhenverstellung einer Patientenlagerungsvorrichtung (13), welche eine Bodenplatte (11), eine Patientenliege (14) und einen ersten Hubschenkel (21) umfasst, wobei der erste Hubschenkel über ein Schwenklager (24) verschwenkbar mit der Bodenplatte verbunden ist, wobei die Hubvorrichtung umfasst: - eine Antriebseinheit (4) und - eine Übertragungseinheit (5), wobei die Antriebseinheit ausgebildet ist, die Länge der Übertragungseinheit zu verändern und - eine Kurvenbahn (3), wobei die Kurvenbahn an dem ersten Hubschenkel der Patientenlagerungsvorrichtung angeordnet ist und die Übertragungseinheit mit der Kurvenbahn derart in Kontakt steht, dass die Längenänderung der Übertragungseinheit über die Kurvenbahn in eine Schwenkbewegung des ersten Hubschenkels übersetzt wird.
Hubvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Form der Kurvenbahn derart ausgebildet ist, dass über einen Hubweg eine konstante Hubkraft wirkt.
Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Patientenlagerungsvorrichtung eine Scherenkinematik (2) umfasst, wobei die Scherenkinematik den ersten Hubschenkel und einen zweiten Hubschenkel (22) umfasst, wobei der erste und der zweite Hubschenkel über ein Drehgelenk (23) verbunden sind.
Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Übertragungseinheit eine Spindel (52) und eine Mutter (51) umfasst, wobei die Spindel in der Mutter geführt wird.
Hubvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Spindel horizontal angeordnet ist, sodass die Längenänderung der Übertragungseinheit in horizontaler Richtung erfolgt, wobei die Längenänderung eine Bewegung eines freien Endes der Spindel in der horizontalen Richtung umfasst.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Übertragungseinheit an dem freien Ende der Spindel wenigstens ein Bewegungs-Rollelement (62a, 62b) umfasst, welches ausgebildet ist, das freie Ende der Spindel zur Bodenplatte abzustützen.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Spindel an ihrem freien Ende über ein Kinematik-Rollelement (61) umfasst, wobei das Kinematik-Rollelement mit der Kurvenbahn in Kontakt steht, wobei das Kinematik-Rollelement ausgebildet ist, entlang der Kurvenbahn abzurollen.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Übertragungseinheit ein Führungselement (10a, 10b) umfasst, welches auf die Spindel wirkt und ausgebildet ist, die Längenänderung der Übertragungseinheit in horizontaler Richtung zu stabilisieren.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 oder nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 8 in Kombination mit einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Kinematik- und/oder das Bewegungs-Rollelement mit der Spindel über ein erstes Kugelgelenk (7) verbunden ist.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Spindel an ihrem freien Ende die Gelenkkugel des ersten Kugelgelenks ausbildet, die in einer als Langloch (71) ausgebildeten Kugelgelenkpfanne angeordnet ist, wobei das Langloch ausgebildet ist, die Bewegungsfreiheit der Spindel in vertikaler Richtung festzustellen.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Längenveränderung der Übertragungseinheit bewirkt wird, indem die Antriebseinheit derart auf die Mutter wirkt, dass diese in einer Drehbewegung um die Spindel angetrieben wird.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die Antriebseinheit über ein zweites Kugelgelenk (8) mit der Bodenplatte verbunden ist.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei die Hubvorrichtung ein Schaltelement (9) umfasst, welches ausgebildet ist, eine Hubbewegung der Patientenlagerungsvorrichtung zu stoppen, wenn die Hubkraft einen vordefinierten Wertebereich verlässt.
Hubvorrichtung nach Anspruch 13 in Kombination mit Anspruch 12, wobei das zweite Kugelgelenk ausgebildet ist, eine Kippbewegung der Übertragungseinheit zu ermöglichen, wobei durch die Kippbewegung das Schaltelement betätigt wird.
Hubvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit einen Zahnriemen umfasst.
Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15 in Kombination mit Anspruch 4, wobei die Hubvorrichtung ein Schmiermittelreservoir (151) umfasst, wobei die Spindel mit dem in der Mutter verlaufenden Ende in Abhängigkeit der Länge der Übertragungseinheit in das Schmiermittelreservoir ragt.
Patientenlagerungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16.