DE2419957A1

DE2419957A1 - Roll-querfederung

Info

Publication number: DE2419957A1
Application number: DE2419957A
Authority: DE
Inventors: Simon Blok
Original assignee: LAURA AND VEREENIGING NV
Current assignee: Koninklijke Machinefabriek Stork BV
Priority date: 1973-04-27
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1974-11-14
Also published as: DE2419957C3; DE2419957B2; NL170699B; FR2227462B3; FR2227462A1; NL7305947A; US3921951A; BE814292A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing, Walter Kuborn Dipl.-Phys. Dr.Peter Palgen

4 Düsseldorf

Mulvanystraße 2 2 Λ 1 9957

Telefon 632727 *■ ^

Laura & Vereeniging N.V.

Torenstraat 28 - Eygelshoven - Niederlande

Roll-Querfederung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Lastträgers auf eine solche Weise, dass Querbeschleunigungen und bzw. oder Drehbewegungen geschmeidig gedämpft werden und die Resultante der Schwerkraft und der eventuellen Querkraft annähernd senkrecht auf die Ebene des Lastträgers gerichtet ist. .

Eine solche Roül-Querfederung ist im allgemeinen erwünscht für einen Last-'träger, auf den ausser der Schwerkraft eine quer zur Schwerkraft gerichtete Kraft variabeler Grosse wirkt und bzw. oder eine Drehung oder Rollbewegung um eine horizontale Achse zu erwarten ist und wobei es, entweder aufgrund der Art der Last oder aufgrund der Art der Befestigung der Last auf dem Lastträger erwünscht ist, dass der Einfluss der variäbelen Querkraft und der Rollbewegung möglichst gering ist. Als Beispiel soll "die Unterstützung einer Krankenbahre' in einem Krankenwagen genannt werden.

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Unter einer Roll-Querfederung wird in diesem Fall die Federung oder Verschiebungsmöglichkeit in einer Richtung quer zur Schwerkraft oder eine Drehung oder Rollbewegung in der Ebene der Querfederung verstanden, unabhängig von der zufälligen Bewegungsrichtung z.B. des Fahrzeugs oder einer anderen Vorrichtung, in der der Lastträger angebracht ist. Die Roll-Querfederung der Krankenbahre in einem Krankenwagen kann sowohl bei Brems- und Anfahrkräften als auch bei Zentrifugalkräften beim Nehmen einer Kurve sowie bei einer Rollbewegung aufgrund einer überhöhung in der Strassendecke eine Rolle spielen. Die Roll-Querfederung ist jedoch auch von Bedeutung für Kabinen, wie sich mit grosser Geschwindigkeit fortbewegende Fahrstühle, bestimmte Schiffskonstruktionen., Schienen- und andere Fahrzeuge und dergleichen.

Es wird darauf hingewiesen, dass es bekannt ist, einen Lastträger wie ein Pendel aufzuhängen, wobei unter dem Einfluss wechselnder Querkräfte der Lastträger die erwünschte Stellung einnehmen wird. Eine solche Lösung beansprucht jedoch beträchtlichen Einbauplatz, insbesondere auch, wenn eine geschmeidige Roll-Querfederung erforderlich ist. Für die Unterstützung von Patienten auf einer Krankenbahre ist für alle Bewegungen eine Eigenfrequenz von etwa 0,5 Hz wünschenswert. Bei einer solchen niedrigen Eigenfrequenz ist beim Aufhängen wie bei einem Pendel eine Pendellänge von etwa 75 cm erforderlich und können sich unzulässig grosse Ausschläge bei in der Praxis in bestimmten Situationen auftretenden grossen Querbeschleunigungen ergeben, z.B. wenn eine Kurve schnell genommen wird oder stark abgebremst werden muss. Um bei einer niedrigen Eigenfrequenz dennoch allzu grosssQuerausschläge zu vermeiden, können zwar Aufhängekonstruktionen mit geteilten.Hängeorganen oder mit Queranschlagen verwendet werden, doch dadurch wird kein flüssiger Verlauf der Querkraft erhalten, während zusätzliche bauliche Massnahmen notwendig sind und die Rolldämpfung ungenügend ist.

Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Roll-Querfederung für einen Lastträger, mit der bei einer niedrigen Eigenfrequenz bei anfänglichen Abweichungen von der Ruhestellung dennoch allzu grosse seitliche Bewegungen verhindert werden, während für die Konstruktion wenig Platz erforderlich

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ist. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, einen Lastträger auf zwei, in der Richtung, in der die Querkraft wirkt, spatiönierte Stützplinkte in einem Stützrahmen ruhen zu lassen und die Stützpunkte derart in bezug auf diesen Rahmen zu führen, dass eine annähernd ellipsenförmige Querverschiebungsbahn durchlaufen wird und diese ellipsenformigen Querverschiebungsbahnen beinahe symmetrisch zu einer vertikalen Ebene durch den Schwerpunkt der Last verlaufen und die Hauptachsen der ellipsenformigen Bahnen senkrecht auf diese Bahnen auseinanderstrebend verlaufen und sich oberhalb des Schwerpunkts der Last schneiden. Dazu wird bemerkt, dass unter einer annähernd ellipsenformigen Bahn nicht nur eine elliptische, sondern jede gekrümmte Bahn verstanden wird, wobei von der Ruhestellung her betrachtet ein nach oben verlaufender Teil ebenso oder stärker gekrümmt ist als der nach unten verlaufende Teil, während jeder Bahnteil von der Ruhestellung her zunehmend gekrümmt ausgeführt ist.

Es hat sich ergeben, dass bei solchen Bewegungsbahnen in bezug auf die beiden Stützpunkte des Lastträgers der Schwerpunkt der Last selbst eine annähernd ellipsenförmige Bahn beschreiben wird, wobei eine Hauptachse der Schwerpunktsbewegungsbahn vertikal gerichtet ist. Die anfänglichen Verschiebungen dieses Schwerpunkts vom Ruhepunkt aus werden dabei auf einem nur wenig von der horizontalen Richtung abweichenden Bahnteil verlaufen, wobei eine Eigenfrequenz von etwa 0,5 Hz einfach zu realisieren ist. Der Lastträger wird dabei eine solche Dreh- oder Rollbewegung ausführen, dass die Resultante der Schwerkraft und die eventuelle Querkraft beinahe senkrecht auf die Ebene des Lastträgers gerichtet ist. Die Rückstellkräfte werden dabei durch die Verschiebung des Schwerpunkts von der Ruhestellung aus nach oben geliefert. Bei grösseren Verschiebungen tritt allmählich eine stärkere vertikale Steigung und Rollbewegung auf, wodurch die erwünschte progressive Querfederung erhalten wird, ohne dass dabei ein diskontinuierlicher Verlauf der Rückstellkraft der Roll-Querfederurig auftritt. Wenn der Schwerpunkt eine wechselnde Querkraft erfährt, beispielsweise aufgrund der Zentrifugal- oder der Brems- oder Anfahrkräfte, wird der Schwerpunkt sich unter dem Einfluss dieser Querkraft horizontal verschieben wollen, wobei der Schwerpunkt auch eine allmählich zunehmende vertikale Verschiebung erfährt, bis die Rückstellkräfte mit der Zentrifugalkraft in .Gleichgewicht kommen, während der Lastträger eine entsprechende Drehung

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erfahren wird.

Die ellipsenförmige Bahn des Schwerpunkts kann gemäss einer ersten Ausführungsform dadurch realisiert werden, dass die spationierten Stützpunkte des Lastträgers als Rollen ausgeführt sind, die in annähernd ellipsenförmigen Führungsbahnen in dem Stützrahmen bewegbar sind. Auch ist es möglich fest in dem Stützrahmen aufgestellte Lagerrollen zu verwenden, und den Lastträger mit invers elliptischen Führungsbahnen zu versehen.

Ferner ist es möglich, die annähernd ellipsenförmigen Verschiebungen zu realisieren, indem jeder Stützpunkt durch ein in dem Stützrahmen gelagertes Vierstangengestell realisiert wird. Vorzugsweise werden dazu zwei fluchtende, in der Ruhestellung beinahe horizontale, nach aussen gerichtete erste Scharnierarme und zwei in der Ruhestellung beinahe vertikale, hängende oder einigermassen nach unten auseinanderstrebende, über den horizontalen ersten Scharnierarmen angeordnete zweite Scharnierarme verwendet, die etwa die halbe Länge der horizontalen Arme haben und wobei immer ein äusserster Scharnierpunkt der horizontalen Scharnierarme und der unterste Scharnierpunkt der zweiten Scharnierarme durch einen dritten Scharnierarm verbunden sind, welcher dritte Scharnierarm hinter dem Scharnierpunkt mit dem zweiten Scharnierarm über eine beinahe ebenso grosse Länge weiterläuft und gelenkig mit dem Lastträger verbunden ist. Der dritte Scharnierarm ist ungefähr doppelt so lang wie der zweite Scharnierarm. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine besonders kompakte Querfederungskonstruktion erhalten wird, die unter dem Lastträger angebracht werden kann.

Für einen langen Lastträger, wie eine Krankenbahre, kann an den vier Eckpunkten immer ein solches Vierstangengestell montiert werden. Auch können einer oder mehrere der Stütz- oder Scharnierpunkte in der Längsrichtung des Lastträgers miteinander verbunden werden, wodurch eine gekoppelte Bevegung an beiden Enden der Krankenbahre erhalten werden.

Die Erfindung soll näher erläutert werden unter Hinweis auf die Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele für die Unterstützung einer Krankenbahre in einem Krankenwagen dargestellt sind.

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Es zeigen:

Figur 1 schematisch in perspektivischer Unteransicht einige Teile der Unterstützung einer Krankenbahre in einem Krankenvagen;

Figur 2 in vergrössertem Massstab schematisch eine Endansicht eines Krankenbahrenträgers versehen mit Lagerrollen und annähernd ellipsenförmigen Führungsbahnen für die Rollen in einem Stützrahmen;

Figur 3 eine perspektivische Endansicht einer Unterstützung für eine Krankenbahre mit einem Vierstangengestell, und

Figur h schematisch einige Stellungen, die verschiedene Punkte und Teile bei einer kombinierten Roll-Querbewegung einnehmen.

In Figur 1 ist ein in einem Krankenwagen zu montierendes Gestell für eine Krankenbahrenunterstutzun'g von unten in perspektivischer Sicht dargestellt. Das Gestell ist auf an sich bekannte Weise federnd und höheneinstellbar in dem Fahrzeug montiert, so dass eine sehr geschmeidige Roll- und Nickfederung mit einer Eigenfrequenz von etwa 0,5 Hz erhalten wird. Ausserdem wird der Krankenbah^enträger auf bekannte, nicht dargestellte Weise zum Einnehmen der sogenannten Trendelenburgstellung eingerichtet sein. Das Gestell ist an der Oberseite mit einem Trägeriahnien 1 versehen. Dieser Rahmen umfasst zwei Längsbalken 2 und 3, die durch zwei Endbalken k und 5 verbunden sind. Nahe den Enden der Endbalken ist immer eine Stützachse 6 montiert, von denen nur zwei dargestellt sind. Am Snde dieser Stützachse befindet sich eine Tragrolle J. In jedem Längsbalken 2 und 3 befindet sich ein Torsionsstab 8, an dessen Ende immer ein Torsionsarm 9 befestigt ist.

Eine Krankenbahrenführung oder ein Lastträger ist im allgemeinen mit 10 angedeutet. Diese Krankenbahrenführung 10 umfasst zwei im Querschnitt U-förmige Längsbalken 11 bzw. 12, die an dem einen Ende durch einen Eckbalken 13 und an dem anderen Ende durch ein Rohr 1^ miteinander verbunden sind. Eine Krankenbahre kann in die durch die Längsbalken 11 und 12 gebildeten Rillen hineingeschoben werden, beispielsweise mittels unter der

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Krankenbahre montierter Rollen. Die beiden Längsbalken 11 und 12 sind ferner durch zwei Querplatten 15 bzw. 16 miteinander verbunden. In diesen Querplatten befinden sich immer zwei Hauptsächlich nach unten hohl verlaufende Führungsbahnen IT bzw. 18, deren Form noch näher erläutert werden wird und die als invers elliptisch angedeutet wird. Die Führungsbahnen sind über die Tragrollen 7 in Querrichtung bewegbar. In Längsrichtung wird die Krankenbahrenführung festgehalten durch Rollen 19 zwischen den Endbalken des Trägrahmens 1 und den Querplatten 15» 16. Jeder Torsionsarm 9 ist mittels eines Scharnierarms 20 nit einer Stütze 21 unter einem Längsbalken verbunden.

In Figur 2 ist eine Variante der Ausführung gemäss Figur 1 dargestellt. Darin sind die Tragrollen 7 fest an der Krankenbahrenführung 10 befestigt, doch sind elliptische Führungsbahnen 17' bzw. 18' in dem Tragrahmen 1 des Gestells angebracht. Es wird darauf hingewiesen, dass die Führungsbahnen 17 und 18 aus Figur 1 immer als invers elliptisch in bezug auf die elliptischen Führungsbahnen 17' bzw. 18* aus Figur 2 zu betrachten sind.

In Figur 3 ist eine dritte Ausführung für die Roll-Querbewegung der Krankenbahrenführung dargestellt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist das Gestell versehen mit in der Ruhestellung nahezu horizontal verlaufenden Scharnierarmen 31 bzw. 32 über dem Teil 30 des Gestells. Dort, wo die Scharnierarme 31 und 32. gelagert sind, befindet sich ein Oberrahmen 33, an dessen Ende zwei einigermassen auseinanderstrebende, nach unten gerichtete Scharnierarme 3^ bzw. 35 befestigt sind. Die beiden Scharnierarme 31 und 3h sind durch eine dritte Scharnierstange 36 verbunden, während die beiden Scharnierarsie 32 und 35 durch eine Scharnierstange oder -arm 37 verbunden sind. Die Scharnierarme 36 bzw. 37 sind nahezu ebenso lang wie die horizontalen Scharnierarme 31 bzw. 32, während die beiden nahezu vertikalen Scharnierarme 3U und 35 etwa halb so lang sind und etwa in der Mitte an die Scharnierarme 36, 37 angreifen. Die oberen Enden der Scharnierarme 36 und 37 sind gelenkig mit der Krankenbahrenführung 10 verbunden. Die oberen Enden der Scharnierarme 36 und 37 entsprechen also den Nockenrollen 7 in den Figuren 1 und 2. Durch die dargestellten Vierstangengestelle wird eine ähnliche elliptische Verschiebung der Stützpunkte der Krankenbahrenführung und des Schwerpunkts der Last auf der Krankenbahre erreicht wie bei der Aus-

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führung gemäss den Figuren 1 und 2. Es wird darauf hingewiesen, dass sich der Ausdruck "Vierstangengestell" nicht nur auf die drei dargestellten gelenkigen Stangen "bezieht, sondern dass mit der vierten Stange der Teil des Gestells 30, 33 gemeint wird, der die beiden festen Scharnierpunkte der jeweils horizontalen Scharnierarme 31 und 32 und die jeweils vertikalen Scharnierarme 3*t und 35 verbindet.

Zur Erläuterung sind die verschiedenen Scharnierarme nicht als unmittelbar durch Scharnierstifte verbunden dargestellt, sondern mit der Zwischenfügung von Scharnierachsen, und zwar zwischen 30 und 31 bzw. 32 und zwischen 3^ und 36 bzw. 35 und 37. Die inneren Scharnierpunkte der Arme 31 und 32 an dem Gestellteil 30 können natürlich auch zusammenfallen.

Auf eine bekannte, nicht dargestellte Weise kann die Roll-Querbewegung ausgeschaltet werden mittels einer Brems- oder Sperrklinke, wenn das für die Behandlung eines Patienten oder zum Hinein- oder Herausschieben einer Krankenbahre erwünscht wird. Für Roll-Querbewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen können zwei der beschriebenen Ausführungen senkrecht zueinander kombiniert werden. Bei zu erwartenden Querkräften in entgegengesetzte Richtung verschiedener Grossen, beispielsweise bei Brems- oder Anfahrkräften, brauchen die elliptischen Verschiebungsbahnen nicht völlig symmetrisch zu sein.

In Figur H ist die Roll-Querfederung gemäss den Figuren 1 bis 3 genauer dargestellt. Dabei werden auf der linken Hälfte für die Scharnierarme 31, 3H und 36 verschiedene Stellungen angegeben, die. bei einer Querverschiebung und Rollbewegung nach links und nach rechts auftreten. Auf der rechten Hälfte in Figur k ist ferner eine Stützrolle 7 und eine Rollenbahn 18¹ gemäss Figur 2 dargestellt, mit deren Hilfe eine entsprechende Verschiebung ausgeführt wird. Die Querverschiebung und die Rollbewegung der Krankenbahrenführung ist gestrichelt bei ho und U1 angedeutet. Bei h2 ist die Verschiebungsbahn des Schwerpunkts einer Last auf der Krankenbahre angegeben. Mit U3 und UU werden die Senkrechten von der Bewegungsbahn des Scharnierarms 36 bzw. der Rollenbahn I8¹ aus angedeutet. Diese beiden Senkrechten schneiden sich in der Mittellage über dem Schwerpunkt U2 auf der Symme- _tri_each_Se U 5 in dem Punkt U6. Dieser Schnittpunkt ist bei Verschiebungen

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aus der Mittellage des Lastträgers immer dessen momentaner Drehpunkt. Wie sich aus dem Verlauf des oberen Endes des Scharnierarms 36 oder der Rollenbahn I8¹ ergibt, bilden die Bewegungsbahnen annähernd eine Ellipse, deren kurze Hauptachse mit den gezeichneten Senkrechten U 3 bzw. 1+U zusammenfällt. Von der Mittellage aus verläuft die Bewegungsbahn allmählich stärker nach oben gekrümmt. Die Verschiebung des Schwerpunkts der Last auf dem Lastträger verläuft dabei ebenfalls annähernd wie eine Ellipse mit ebenfalls einer allmählich zunehmenden Krümmung h2. Durch kT wird der Verlauf des Schnittpunkts der Senkrechten auf der momentanen Bewegungsbahn der Stützpunkte T oder der entsprechenden Enden der betreffenden Scharnierarme dargestellt. Dieser Schnittpunkt bildet immer das momentane Drehzentrum der Krankenbahrenführung.

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Claims

ANSPRÜCHE

1.)Vorrichtung zum Unterstützen eines Lastträgers in einem Stützrahmen durch Querfederungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger auf zwei, in der Richtung der aufzunehmenden Querkraft spationierten Stützpunkten ruht, wobei die Stützpunkte derart in bezug auf den Stütsrahmen geführt werden, dass eine annähernd ellipsenförmige QuerverSchiebungsbahn durchlaufen wird und diese ellipsenförmigen Querverschiebungsbahnen beinahe symmetrisch zu einer vertikalen Ebene durch den Schwerpunkt der Last ausgeführt sind, wobei die Hauptachsen der ellip^-senförmigen Bahnen senkrecht auf diese Bahnen auseinanderstrebend verlaufen und sich über dem Schwerpunkt der Last schneiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützpunkte als mit dem Lastträger verbundene Rollen ausgeführt sind, die in annähernd ellipsenförmigen Führungsbahnen am Stützrahmen (Figur 2) beweglich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen versehen ist mit in bezug auf diesen Rahmen fest angeordneten Lagerrollen, während der'Lastträger versehen ist mit damit zusammenarbeitenden invers elliptischen Führungsbahnen (Figur 1).

U. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn .zeichnet, dass jeder Stützpunkt einen Scharnierpunkt eines Vierstangengestells bildet, das in dem Stützrahmen befestigt ist mit zwei hauptsächlich miteinander fluchtenden, in der Ruhestellung nahezu horizontalen, nach aussen gerichteten ersten Scharnierarmen (31,32) und zwei in der Ruhestellung nahezu vertikal hängenden oder einigermassen nach unten auseinanderstrebenden über den horizontalen ersten Scharnierarmen angeordneten zweiten Scharnierarmen (3^,35)> wobei diese zweiten Scharnierarme (3^,35) ungefähr halb so lang sind wie die ersten Arme (31,32) und immer ein äusserer Scharnierpunkt der horizontalen Scharnierarme und ein unterer Scharnierpunkt der zweiten Scharnierarme durch einen dritten Scharnierarm (36 bzw. 37) verbunden sind, der hinter dem Scharnierpunkt mit dem zweiten Scharnierarm (3U bzw. 35) über

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eine beinahe ebenso grosse Länge weiterläuft und dessen Ende den mit dem Lastträger verbundenen Scharnierpunkt bildet, während dieser dritte Scharnierarm (36,3T) annähernd doppelt so lang ist wie der zweite Scharnierarm (3^,35) (Figur 3).

5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Unterstützung eines länglichen Lastträgers, wie eine Krankenbahre, wobei in der Nähe jedes Eckpunkts des Lastträgers ein Stützpunkt angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an einer langen Seite des Lastträgers Stütz- oder Lagerpunkte miteinander verbunden sind mittels eines sogenannten Torsions-Stabilisators.

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