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Therapeutische Vorrichtung zur intermittierenden
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Zugkraftanwendung auf den Körper eines Patienten Die Erfindung betrifft
eine verbesserte therapeutische Vorrichtung zur intermittiérenden Anwendung einer
Zugkraft auf den Körper eines Patienten.
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Seit langem werden auf dem-Gebiet der physikalischen Therapie zur
Behandlung verschiedener orthopädischer Fehlgestaltungen, Muskelzuständen und dergleichen
Zugkräfte angewendet. Ursprünglich wurden statische Zugkräfte angewendet, wobei
ein System von Gewichten benutzt wurde; in neuerer Zeit ist jedoch eine Anzahl kraftgetriebener
Einrichtungen zur Anwendung von intermittierenden Zugkräf-ten entwickelt worden,
wodurch die Anwendung größerer Kräfte möglich ist, ohne daß ein unangemessenes Unbehagen
des Patienten der Fall ist.
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Bei einer gegenwärtig kommerzialisierten Zugeinrichtung dieser Art
ist eine pneumatisch betätigte Kolbenanordnung zur Anwendung einer Zugkraft auf
ein Ende eines Seils vorgesehen, wobei das andere Ende des Seils zur Befestigung
an einer vom Patienten getragenen Einrichtung ausgebildet ist. Die angewendete Kraft
wird durch einen Druckwandler überwacht, der wiederum tätig ist, um
die
Zugkraft der Kolbenanordnung aufgrund der-angewendeten, vorbestimmten maximalen
und minimalen Kräfte zyklisch umzukehren.
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Ebenfalls sind elektronische Steuerungen zum wahlweisen Durchführen
einer von vier Behandlungsarten vorgesehen; nämlich.eine statische Behandlungsart,
bei der die vorgewählte Maximalkraft während der gesamten Behandlungsdauer gehalten
wird; eine progressiv statische Behandlungsart, bei der die Kraft anfänglich in
einer Anzahl zunehmender Schritte angewendet wird, bis die vorgewählte Maximalkraft
erreicht ist, wobei die Maximalkraft dann für die verbleibende Behandlungszeit gehalten
wird; eine intermittierende Behandlungsart, bei der die Kraft zwischen einem vorgewählten
minimalen und maximalen Pegel zyklisch angewendet wird; und eine progressiv intermittierende
Behandlungsart, bei der der obere Kraftpegel während der anfänglichen Zyklen progressiv
zunimmt, bis die gewünschte Maximalkraft erreicht ist. Während diese pneumatisch
betätigte Vorrichtung einen hohen Grad an kommerzieller Akzeptanz erreicht hat,
sind die pneumatischen Komponenten notwendigerweise relativ massig in ihren physikalischen
Abmessungen; wodurch die Gebrauchsfähigkeit der Vorrichtung bei Verwendung mit gewissen
Typen von Halteständern oder Behandlungstischen eingeschränkt ist.
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Eine andere Zugvorrichtung, die zur Durchführung einer Anzahl von
verschiedenen Behandlungsarten angepaßt ist, ist in dem britischen Patent 2 001
185 offenbart. Diese Vorrichtung ist elektrisch betrieben-und umfaßt eine Trommel
mit einem darauf aufgewickelten
Zugseil, einen elektrischen Motor
zur wahlweisen Rotation der Trommel in beiden Richtungen, ein Paar einzelner Steuerschieber,
die Begrenzungsschalter zum Wählen der gewünschten maximalen und minimalen Kräfte
aufweisen, und eine mechanische Anordnung zum Betätigen der Begrenzungsschalter
aufgrund der-erreichten, vorgewählten Kräfte, um dadurch die Richtung der Motorrotation
umzukehren und infolgedessen den intermittierenden Betrieb vorzusehen.
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Es ist jedoch ersichtlich, daß die mechanische Kraftabtastanordnung,
wie sie in diesem britischen Patent offenbart ist, nicht linear entsprechend der
tatsächlichen Kraft in dem Seil arbeitet, und zwar aufgrund der Winkelführung des
Zugseiles durch die Abtastanordnung, wodurch eine nichtlineare Abtastskala für die
Steuerschieber auf der Schalttafel erforderlich ist, was den Aufbau und die Erscheinung
der Skalen kompliziert. Ebenfalls wird davon ausgegangen, daß die mechanische Natur
der offenbarten -Schieber sowie der Begrenzungsschalter nicht in der Lage ist, einen
hohen Grad an Genauigkeit und Verläßlichkeit des Betriebes der Vorrichtung vorzusehen.
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Demgemäß besteht die Aufgabe der Vorrichtung darin, eine therapeutische
Zuganwendungsvorrichtung für intermittierenden Betrieb vorzusehen, die ein kompaktes,
hochgenaues und verläßliches Steuersystem zur Überwachung der tatsächlichen Kraft
in dem Seil aufweist und eine zyklische Umkehr des Antriebsmoto-rs aufgrund vorbestimmter
maximaler und minimaler Kräfte in dem Seil bewirkt.
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Weiter besteht eine besondere Aufgabe der Erfindung in der Schaffung
einer intermittierenden Zuganwendungsvorrichtung des Typs, bei dem das Zugseil auf
einer kraftgetriebenen Trommel aufgewickelt ist und bei dem das Steuersystem zum
Überwachen des tatsächlichen Zuges einen fortlaufenden Ausgang vorsieht, der dem
tatsächlichen .Zug in dem Seil linear repräsentativ ist, um dadurch in großem Umfang
den Aufbau des Steuersystems und der zugehörigen Anzeigeskalen zu vereinfachen.
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Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine intermittierende
Zugkraftvorrichtung des beschriebenen Typs vorzusehen, bei dem das die Zugkraft
überwachende Steuersystem und die variablen Steuerungen für den maximalen und minimalen
Kraftpegel im wesentlichen aus elektronischen Bausteinen bestehen, um einen hohen
Grad an Genauigkeit und Verläßlichkeit des Betriebes der Vorrichtung vorzusehentund
die eine relativ große Anzahl von schnell wählbaren Behandlungsarten enthält einschließlich
einer Behandlungsart, bei der die Zugkraft in einer gewählten Anzahl von Schritten
progressiv zunehmen kann und bei der eine gewisse Anzahl von Schritten progressiv
abnehmen kann, und die ferner eine Anzahl elektronischer Schaltkreise zum fortlaufenden
Überwachen des sachgemäßen und sicheren Betriebes der Vorrichtung enthält.
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Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch das dargestellte Ausführungsbeispiel erreicht, und
zwar
durch das Vorsehen einer pneumatischen Zugkraftvorrichtung mit einer elektrisch
angetriebenen Trommel, eines auf der Trommel aufgewickelten Zugseiles und durch
Steuermittel zum zyklischen Umkehren der Rotationsrichtung der Trommel, wobei diese
Steuermittel ferner Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales (Eo)
aufweisen, das der tatsächlichen Zugkraft in dem Seil linear proportional ist. Ferner
sind erste Kraftsteuermittel zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales (Emax)
vorgesehen, das eine gewünschte Maximalzugkraft in dem Seil darstellt, und es sind
zweite Kraftsteuermittel vorgesehen zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales
(Emin), das eine gewünschte Minimal-~zugkraft in dem Seil darstellt. Ferner ist
ein Vergleicherschaltkreis vorgesehen zum zyklischen Anschließen des-Motors für
die Rotation der Trommel in Aufwickelrichtung, wenn das Signal (Eo) dem Signal (Emin)
gleicht oder geringer ist, und zum Anschließen des Motors für die Rotation der Trommel
in Abwickelrichtung, wenn das Signal (Eo) dem Signal (Emax) gleich oder größer ist.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließen die Mittel zum Erzeugen
eines elektrischen Ausgangssignales, das der Zugkraft in dem Seil linear proportional
ist, ein Paar erster und zweiter Seilführungen ein, die mit einem festen Abstand
voneinander befestigt sind, ferner eine dritte Seilführung, die sich in Richtung
der vorgenannten Seilführungen in einer Richtung bewegt, die senkrecht-zu den genannten
Seilführungen verläuft und deren Abstand voneinander halbiert, wobei das Seil entlang
einer im wesentlichen
U-förmigen Bewegungsbahn angeordnet ist,
die jedes der beiden Seilführungen berührt und sich um die dritte Seilführung erstreckt,
um so zwei im wesentlichen parallele Trums des Seiles zu bilden, und derart, daß
die Zugkraft in dem Seil dazu tendiert, die dritte Seilführung in Richtung der beiden
erstgenannten Seilführungen zu bewegen. Zur Anwendung einer Vorspannkraft ist eine
Feder vorgesehen, die sich der Versetzung der dritten Seilführung in Richtung auf
die ersten beiden Seilführungen widersetzt, wobei die Federwiderstandskraft dem
Betrag der Federauslenkung im wesentlichen linear proportional ist. Ferner sind
Mittel vorgesehen, die einen linearen Wandler einschließen, um die Federauslenkung
festzustellen und'ein elektrisches Ausgangssignal vorzusehen, das der Auslenkung
-proportional ist.
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Die Vorrichtung ist programmiert, um in einer Anzahl ausgewählter
Behandlungsarten zu arbeiten einschließlich einer Behandlungsart, bei der die Zugkraft
in einer gewählten Schrittzahl progressiv zunimmt und in einer gewählten Schrittzahl
progressiv abnimmt.
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Außer den schon genannten Aufgaben werden weitere Aufgaben aus der
-folgenden Beschreibung klar werden, wenn diese zusammen mit den anliegenden Zeichnungen
betrachtet wird. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht
auf eine intermittierende Zuganwendungsvorrichtung nach der Erfindung, die an
einem
konventionellen Zugtisch montiert ist, Figur 2 eine schematische Darstellung der
Mittel in der Zuganwendungsvorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales,
das der Zugkraft in dem Seil linear proportional ist, Figur 3 eine Vorderansicht
auf die Schalttafel der Vorrichtung nach Figur 1, Figur 4 eine schematische Darstellung
des Motorsteuerkreises für die Vorrichtung nach der Erfindung, Figur 5 eine schematische
Darstellung des überwachungskreises zum Feststellen des Versagens der Widerstandskomponenten
jedes der drei Wandler, die bei der erfindungsgemäßen.
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Vorrichtung verwendet werden, Figur 6 eine schematische Darstellung
des Steuerschaltkreises, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird,
Figur 7 eine schematische Darstellung der mehreren, wählbaren Betriebsarten der
erfindungsgemäße Vorrichtunq.
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Die vorgeschlagene und in den Zeichnungen beispielsweise dargestellte
Zuganwendungsvorrichtung ist in Figur 1 allgemein mit 10 bezeichnet, wobei die Vorrichtung
an einem Ende eines konventio--nellen Zugtisches 12 in Arbeitsposition befestigt
gezeigt ist.
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~Die Vorrichtung 10 umfaßt ein kartenartiges Gehäuse 13, das die verschiedenen
Komponenten und Steuerungen der Vorrichtung enthält,
wie sie nachstehend
beschrieben sind, wobei diese Komponenten und Steuerungen in den Zeichnungen in
schematischer Art und Weise dargestellt sind, um das Verständnis der Erfindung zu
erleichtern.
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Wie es aus Figur 3 ersichtlich ist, umfaßt die Vorrichtung 10 eine
vordere Schalttafel 14, die in zweckmäßiger Weise die verschiedenen Handsteuerungen
bzw. Handbedienungen und Anzeigen enthält, die zum Betrieb der Erfindung verwendet
werden, wie es nachstehend beschrieben ist. Allgemein gesagt enthalt die Schalter
tafel 14 einen Haupt-Ein-Aus-Schalter 15, der die elektrische Versorgung der Vorrichtung
steuert, einen Startschalter 16, der die Vorrichtung in Betrieb setzt, und einen
Rücksetzschalter 18, der das Beenden der Behandlung oder die Rückkehr der Behandlung
zu einem Null-Zug bewirkt. Die Schalttafel enthält ebenfalls eine von Hand einstellbare
Wählerscheibenanordnung 20 mit digitaler Anzeige für maximale Zugkraft, eine von
Hand einstellbare Wählerscheibenanordnung mit gleicher Anzeige für minimale Zugkraft,
einen Hauptzeiter 24 mit von Hand einstellbarer Wählerscheibe-nanordnung 25 mit
Digitalanzeige und eine getrennte digitale Anzeige 26 derjenigen Zeit, die in der
Gesamtbehandlungszeit verbleib, einen Patientenkontrollschalteranzeiger 27, eine
einstellbare Haltezeit-Wählerscheibenanordnung 28 mit Anzeige, eine einstellbare
Ruhezeit-Wählerscheibenanordnung 30 mit Anzeige, eine einstellbare Zunahme-bzw.
Vorwärts-Wählerscheibenanordnung 32 mit Anzeige,
eine einstellbare
Abnahme- bzw. Rückwärts-Anzeige 34 und drei Schalter 36, 37, 38 zum Wählen einer
der Behandlungsarten, wie es weiter unten beschrieben ist. Die Schalttafel enthält
ferner eine Meßeinrichtung 40 zur Anzeige des tatsächlichen Zuges in dem Seil, einen
beleuchteten Cervical-Lumbar-Sicherheitsschalter 41, der bei Lumbar-Behandlungsmethode
blinkt, und ein zugehöriges Anzeigelicht 42, ein.weiteres Anzeigelicht 43 zum Anzeigen
der unsachgemäBen-Einstellung der Wählerscheibenanordnungen 20 und 22 für maximalen
bzw. minimalen Zug und einen hörbaren Alarmsummer 44.
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Wie es aus Figur 2 ersichtlich ist, enthält das Gehäuse eine drehbare
Trommel 46, auf der ein Endabschnitt eines Zugseiles 48 aufgewickelt ist, wobei
sich der andere Endabschnitt des Zugseiles vom Gehäuse 13 -wegerstreckt und an einer
Zugkrafteinrichtung oderbelastung befestigt ist. Ein umkehrbarer Elektromotor 49
ist für die Drehung der Trommel in jeder Richtung vorgesehen, und zwar durch wählbares
Schließen entweder des Aufwickelschalters 50 (Figur 4) oder des Abwickelschalters
51, um dadurch das Seil wahlweise auf der Trommel aufzuwickeln bzw. abzuwickeln.
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In dem Gehäuse sind ferner Steuermittel zum zyklischen Umkehren der
Drehrichtung der Trommel 46 aufgrund vorbestimmter minimaler und maximaler Kräfte,
die in dem Seil vorhanden sind, vorgesehen.
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Erfindungsgemäß schließen diese Steuermittel Mittel zum koninuierlichen
Überwachen des Zuges bzw. der Zugkraft in dem Seil 48
und zum Erzeugen
eines elektrischen Ausgangssignales (Eo) ein, das der jeweiligen Zugkraft linear
proportional ist Diese Überwachungs- und Erzeugungsmittel umfassen ein Paar erster
und zweiter Seilführungen oder Seilrollen 54, 55, die mit einem festen Abstand zueinander
montiert sind und zwischen sich eine erste Richtung definieren, d.h. die Richtung
zwischen den Punkten A und B in Figur 2. Eine dritte Seilführung oder Seilrolle
56 ist drehbar an einer Stange 57 montiert, die zur linearen Bewegung in dem Gehäuse
13 montiert ist und derart, daß sich die dritte Seilrolle 56 entlang einer zweiten
Richtung bewegt, die durch den Pfeil C angedeutet ist, der senkrecht zur Richtung
A-B steht und den Abstand zwischen den Rollen 54 und 55 halbiert. Das Zugseil 48
ist entlang einer im allgemeinen U-förmigen Bewegungsbahn angeordnet, derart, daß
es jede der festen Rollen 54, 55 berührt und um die bewegliche Rolle 56 verläuft,
um zwei im wesentlichen parallele Trums des Seiles zu bilden. Ferner bewirkt der
Zug bzw.
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die Zugkraft in dem Seil, daß sich die Rolle 56 in Richtung dcr festen
Rollen 54 und 55 entlang der zweiten Richtung C bewegt, um den Abstand dazwischen
zu verkürzen.
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Die Stange 57 der dritten Rolle 56 trägt eine Wendelfeder 59 zur Anwendung
einer Vorspannkraft, die sich der Bewegung der dritten Rolle in Richtung der beiden
anderen Rollen widersetztR wobei diese Bewegung durch die Zugkraft in dem Seil entsteht.
Durch Wahl der Konstruktion der Feder 59 ist die Widerstandskraft im wesentlichen
linear
proportional dem Auslenkungsbetrag der dritten Rolle von einem gewählten Maximalabstand,
wie es in Figur 2 ausgezogen dargestellt ist, bis zu einem Punkt maximaler Zugkraft
und Auslenkung, wie es in Figur 2 durch gestrichelte Darstellung der dritten Seilrolle
56 gezeigt ist.
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Um die Auslenkung der dritten Seilrolle 56 in Richtung auf die beiden
festen Seilrollen 54t 55 festzustellen und um ein elek-.trisches Ausgangssignal
vorzusehen, das der Auslenkung proportional ist, ist weiterhin ein Steuerwandler
in Form eines linearen Potentiometers 60 vorgesehen, das einen Widerstand 61 und
einen Abgriff 62 einschließt, welch letzterer an der dritten Rolle 56 fest angeordnet
ist, um sich am Widerstand 61 entlangzubewegen.
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Linearpotentiometer dieser Art, die ebenfalls so aufgebaut sind, um
einen Ausgang zu erzeugen, der der Auslenkung des Abgriffes entlang seines Widerstandes
proportional ist, sind in der Technik an sich bekannt. Eine Spannungsquelle 64 sieht
eine Steuerspannung über dem Widerstand 61 vor, und der Ausgang des Potentiometers
(Eo) wird von den Leitungen Vo und Vcom erhalten.
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Der Ausgang des Potentiometers 60 ist auch mit der Meßeinrichtung
verschaltet, wie eine sichtbare Anzeige der tatsächlichen Zugkraft in dem Seil an
der Schalttafel 14 vorsieht. Wie es dem Fachmann klar ist, können andere Wandlertypen
zum linearen Um--wandeln der Auslenkung beim erfindungsgemäßen Gegenstand angewendet
werden, wie z.B. ein kapazitiver, elektromagnetischer oder
fotoelektrischer
Linearwandler.
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Die Steuermittel nach der Erfindung umfassen weiter erste Kraftsteuermittel
zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales (Emax), das eine gewünschte Maximal
zugkraft in dem Seil darstellt.
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Bei der gezeigten Ausführungsform schließen diese ersten Kraftsteuermittel
eine von Hand einstellbare Wählerscheibenanordnung 20 ein, die auf der Schalttafel
des Gehäuses zum Wählen der maximalen Kraft und zum Vorsehen einer sichtbaren Anzeige
derselben angeordnet ist. Typischerweise ist die Vorrichtung so aufgebaut, daß die
Maximalkraft 200 Pfund (907 N) nicht überschreiten kann.
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Die Wählerscheibenanordnung 20 ist mit einem Wandler verschaltet,
der wie dargestellt ein Potentiometer 66 (Figur 6). mit. einemWiderstand 47 und
einem Abgriff 68 umfaßt. Die Steuermittel schließen ferner zweite Kraftsteuermittel
zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignales (Emin) ein, das eine gewünschte
minimale Zugkraft in dem Seil darstellt. Diese zweiten Kraftsteuermittel schließen
die von Hand einstellbare Wählerscheibenanordnung 22 ein, die an der Schalttafel
befestigt ist, und einen zugehörigen Wandler, der wie dargestellt ein Potentiometer
70 umfaßt, der eine Widerstandskomponente 71 und einen Abgriff 72 aufweist.
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Die.Ausgangssignale der drei Potentiometer 60,66 und 70 werden auf
einen Vergleicherkreis gegeben, wie er in Figur 6 schematisch mit 74 angedeutet
ist, dessen Betrieb durch den besonderen Programmierkreis
gesteuert
wird, der durch die Bedienungsperson gewählt wird. In jedem Fall jedoch vergleicht
der Vergleicherkreis fortlaufend (Eo) mit (Emin) und (Emax) und bewirkt eine oeffnung
des Abwickelschalters 51 und eine Schließung des Aufwickelschalters 50, um den Motor
49 für die Rotation der Trommel 46 zwecks Drehung in Aufwickelrichtung elektrisch
anzuschließen, und zwar, wenn (Eo) gleich oder kleiner ist als .(Emin), und bewirkt
eine öffnung des Aufwickelschalters 50 und eine Schließung des Abwickelschalters
51, um den Motor 49 zwecks Drehung in Abwickelrichtung anzuschließen, wenn (Eo)
gleich oder größer ist als (Emax).
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Die dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung schließt einen Programmierschaltkreis
mit 7 wählbaren Behandlungsarten ein, wie es schematisch in Figur 7 gezeigt ist.
Die einzelne Behandlungsart ist bestimmt durch Setzen der drei Schalter 36, 37 und
38 an der Schalttafel der Vorrichtung in der Weise, wie es auch in Figur 7 gezeigt
ist. Ferner schließt der wählbare Programmierschaltkreis Vorkehrungen zur sequentiellen
Durchführung der Trommelrotation ein, um die Zugkraft in einer gewählten Anzahl
progressiver Schritte zu erhöhen, wobei die vorwärtszählende Wählerscheibenanordnung
der Schalttafel die Einstellung der Anzahl der auszuwählenden progressiven Schritte
erlaubt. Üblicherweise ist die Vorrichtung.so aufgebaut, daß es mit der Wählerscheibenanordnung
32 möglich ist, die fortlaufenden Schritte 1 bis 9 zu wählen.
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In gleicher Weise weist der Programmierschaltkreis Vorkehrungen zur
sequentiellen Durchführung der Trommelrotation auf, um die Zugkraft in einer gewählten
Anzahl rücklaufiger Schritte mit der Anzahl dieser Schritte herabzusetzen, wobei
die Anzahl dieser Schritte durch die rückwärts zählende Wählradanordnung 34 an der
Schalttafel bestimmt wird. Daher arbeitet -z.B. der Programmschaltkreis bei der
Behandlungsart "schrittweise aufwärts schrittweise abwärts", wie es in Figur 7 dargestellt
ist,.um -die Trommel der Reihe nach rotieren zu lassen, um die Zugkraft in vier
progressiven Schritten zu vergrößern, wie es durch Setzen der Anordnung 32 bestimmt
ist, und um die Trommel sequentiell rotieren zu lassen, um die Zugkraft in vier
regressiven Schritten zu verkleinern, wie es durch das Setzen der Anordnung 34 bestimmt
ist. Das Haltezeitglied 28 bewirkt, daß die Kraft bei jedem der progressiven Schritte
für die gewählte Zeit (üblicher Weise 1 bis 60 Sek.), wie in Figur 7 gezeigt, aufrechterhalten
wird, und das Ruhezeitglied 30 bewirkt, daß die Kraft bei jedem der regressiven
Schritte für die gewählte Zeit gehalten wird, und zwar in der in Figur 7 angedeuteten
Weise. Bei der progressiv intermittierenden Behandlungsart wird Emax der Reihe nach
für eine vorbestimmte Zykluszahl vergrößert, wie es durch das Setzen der Anordnung
32 bestimmt ist, wird dann für eine Zyklusanzahl auf einem festen Pegel gehalten,
wie es durch die Gesamtbehandlungszeit bestimmt ist, die durch das Hauptzeitglied
24 gesetzt wird, und wird dann der Reihe nach für
eine vorbestimmte
Zyklusanzahl verkleinert, wie es durch das Setzen der Anordnung 34 bestimmt ist.
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Um zu verhindern, daß die dritte Seilrolle 56 den maximalen Sicherheitszugkraftpegel
überschreitet, das heißt 200 Pfund (907 N), ist ein das Uberschreiten verhindernder
Sicherheitsschalter 76 vorgesehen, der am besten aus den Figuren 2 und 4 zu erkennen
ist. Dieser im oberen Bereich arbeitende Sicherheitsschalter 76 wird geöffnet, wenn
der Abstand zwischen der Seilrolle 56 und dem Seilrollenpaar 54, 55 geringer ist
als ein vorbestimmter Minimalabstand, der die maximal erlaubte Zugkraft repräsentiert,
und das öffnen des Schalters 76 bewirkt die öffnung des Antriebsmotorschaltkreises.
In gleicher Weise wird ein unterer Sicherheitsschalter 77 geöffnet, wenn der Abstand
zwischen der Seilrolle 56 und dem Seilrollenpaar 54, 55 einem Maximalabstand gleicht,
der eine Null-Zugkraft repräsentiert, um dadurch die entsprechende Motorleistung
für diesen Bereich zu öffnen. Es ist klar, daß die ein überschreiten verhindernden
Sicherheitsschalter 76, 77 normal nicht betätigt sind, da das Setzen der Maximal-
und Minimalpotentiometer 66 bzw. 70 den Motor vor dem Betätigen der Uberschreitungsschalter
umkehren wird.
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Figur 5 zeigt einen Monitor- bzv. Uberwachungsschaltkreis 80 zum Feststellen
eines Versagens oder'eines Kurzschlusses in der Widerstandskomponente jedes der
drei Potentiometer 60, 66 und 70 und zum Erzeugen eines Ausgangssignals aufgrund
eines solchen
festgestellten Versagens, das tätig ist, um das
Abwickeln des Motors.und das Betätigen des Alarmsummers 44 zu veranlassen'.
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Daher würde beispielsweise, wenn die Widerstandskomponente 61 des
Steuerpotentiometers an Erdung kurzgeschlossen oder über den Abgriff 62 geöffnet
ist, wie es in Figur 6 zu sehen ist, kein Ausgangs signal vorhanden sein, und der
Motor würde mit dem Aufwickeln fortfahren, bis der obere Sicherheitsschalter 76
geöffnet wird. In gleicher Weise würde, wenn die Widerstandskomponente 67 des Maximalpotentiometers
unterhalb des Abgriffs 68 geöffnet ist, wie es aus Figur 6 ersichtlich ist, der
Motor mit dem Aufwickeln des Seiles fortfahren, bis der obere Sicherheitsschalter
geöffnet ist. Daher sehen der Monitorschaltkreis 80 und der obere Sicherheitsschalter
76 einen redundanten Schutz gegen die Änwendung einer gefährlich hohen Zugkraft
vor.
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Der Monitorschaltkreis 80 enthält drei Potentiometer in Parallelschaltung,
und der Kreis schließt eine Stromquelle 81 zur Anwendung einer vorbestimmten Spannung
über den drei Potentiometern sowie einen Standardwiderstand 82 ein. Die Spannung
über dm Standardwiderstand 28 wird überwacht, derart, daß eine Änderung, die durch
das Versagen eines der drei Potentiometer verursacht wird, die Betätigung des Alarmschaltkreises
sowie des Motorabwickelschalters 51 veranlaßt1 sich zu schließen.
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Es ist kr, daß, wenn die Wählanordnung 22 für minimale Zugkraft irrtümlich
auf einen Zugkraftpegel gesetzt sein sollte, der höher ist als derjenige der Wählanordnung
20 für maximale
Zugkraft, die Vorrichtung unsachgemäß arbeiten
würde. Um diese Möglichkeit zu vermeiden, ist ein weiterer Monitorschaltkreis 84
vorgesehen (Figur 6), der das Setzen der Wählanordnung 20 für maximale Zugkraft
vergleicht mit dem Setzen der Wählan-Anordnung 22 für minimale Zugkraft und die
Öffnung des Schalters 85 (Figur 2) bewirkt und dadurch die Betätigung des Motors
49 ausschließt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das Setzen der Wählanordnung
22 für minimale Zugkraft den Setzwert der Anordnung 20 für maximale Zugkraft überschreitet.
Ein falsches Setzen veranlaßt das Warnlicht 43 auf der Schalttafel zu blinken.
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.Im Fall eines offenen Schaltkreises zwischen der Widerstandskomponente
61 und dem Abgriff 62 des Steuerpotentiometers 60 würde ein Nullausgangssignal erhalten
werden, welches den Motor 49 veranlassen würde, mit dem Aufwickeln fortzuiahren,
bis der obere Sicherheitsschalter 76 geöffnet wird. Um diese Mög-.
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lichkeit auszuschließen, ist ein Abgriffkontrollkreis vorgesehen,
der einen Widerstand 86 einschließt, der parallel über der Widerstandskomponente
61 und dem Abgriff 62 des Steuerpotentiometers 60 geschaltet ist. Im Fall eines
offenen Schaltkreises fließt daher Strom durch den Widerstand 86, der ausgestaltet
ist, ein Ausgangssignal vorzusehen, das dem Signal äquivalent ist, das durch das
Potentiometer 60 neben seiner Maximalzugkraftstellung erzeugt wird, um dadurch den
Motor 49 zu veranlassen, in die Abwickelrichtung zu gehen und dann seine Tätigkeit
zu beenden.
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Der Zervikal-Lumbar-Schalter 41 bewirkt die Begrenzung des
maximalen
Ausgangs des-Steuerpotentiometers 60 auf einen vorbestimmten Pegel, derart, daß
die dadurch die Vorrichtung angewendete Maximalzugkraft durch die Betätigung dieses
Schalters gewählt werden kann. Insbesondere wird die Vorrichtung normalerweise zur
Zervikalbehandlungsart betätigt, bei der der maximale Ausgang beispielsweise auf
einem Pegel bzw. Wert von 40 Pfund Zugkraft gesetzt ist. Um einen höheren Zugkraftwert
zu erreichen, muß der Schalter 41 in die Lud Behandlungsart gesetzt werden. Wenn
der Schalter 41 nicht betätigt wird, wird das rote Warnlicht 42 blinken, wodurch
angezeigt ist, daß die Lumbar-Behandungsart nicht sachgemäß gewählt wurde.
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Sollte die Fehlfunktion der Vorrichtung'bewirken, daß die Rotation
der Trommel 46 in der Abwickelrichtung nach dem Erreichen des minimalen Zugkraftwertes
anhält, würde das Seil, das mit einem Ende an der Trommel befestigt ist, vollständig
abgewickelt werden und dann wieder umgekehrt auf der Trommel aufgewickelt werden.
Somit würde eine Zugkraft angewendet werden, bei der sich die Trommel in Abwickelrichtung
dreht. Um diese Möglichkeit auszuschließen, ist ein Anti-Umkehrschalter 88 vorgesehen,
(Figuren 2 und 4), der benachbart zur Trommel angeordnet und bedienbar ist durch
Kontakt mit dem Seil bei dessen Wickeln in umgekehrter Richtung. Die öffnung des
normalerweise geschlossenen Umkehrschalters schließt die Betätigung des Mo-, tors
in Abwickelrichtung ausa wie es am besten aus Figur 4 zu sehen ist.
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Um dem Patienten zu-erlauben, die Anwendung der Zugkraft zu beenden,
ist ein Patientenschalter 89 vorgesehen, der am Endes eines Kabels 90 montiert ist,
um so schnell zugänglich zu sein. Die Betätigung des Schalters 89 veranlaßt den
Motor 49,. in Abwickelrichtung zu drehen und den Betrieb zu beenden, und veranlaßt
weiter, daß der Anzeiger 27 an der Schalttafel aufblinkt.
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In den Zeichnungen und der Beschreibung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung er-läutert, und obgleich spezielle Ausdrücke verwendet sind,
sind diese lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn verwendet und
nicht für einschränkende Zwecke.
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