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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Extensionsgerät zur Übertragung
einer kontinuierlichen oder intermittierenden Zugkraft auf den Körper bzw. die Extremitäten
eines Patienten zur therapeutischen Dehnung der Wirbelsäule, bzw. vorbestimmter
Wirbelsäulenbereiche oder zum Obertragen von Zugkräften auf Gliedmaßen bzw. Extremitäten
des menschlichen Körpers zur therapeutischen Dehnung oder Streckung der Gliedmaßen
mit einem Behandlungstisch, der eine während der Behandlung mit dem Körper bzw.
den Extremitäten des Patienten zu verbindende Zugeinrichtung aufweist, die über
ein Seil mittels einer Antriebsvorrichtung hin- und herbewegbar ist, wobei die Antriebsvorrichtung
eine mittels eines Elektromotors in beide Drehrichtungen drehbare Trommel enthält,
auf der das mit der Zugeinrichtung verbundene Seil gewickelt ist und die Zugkraft
des Seiles mittels einer Erfassungseinrichtung überwacht und mittels einer Steuereinrichtung
in beliebiger Weise verstellbar ist, wobei die Rotationsrichtung der Trommel wahlweise
zyklisch umkehrbar ist.
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Extensionsgeräte werden in der physikalischen Therapie im Krankenhaus
sowie in der Sportmedizin zur Behandlung von Verrenkungen, Verstauchungen, orthopädischen
Fehlstellungen, zur Behandlung von Bandscheibenschäden, cervicalen Syndromen und
lumbalen Störungen u.dgl. angewendet, wobei sowohl die vertikale Cervical-Extension,
die horizontale Cervical-Extension, die Becken-Extension sowie die Streckbehandlung
der Gelenke, wie Hüftgelenke, Schulter-, Arm-, Hand-, Fußgelenke u.dgl. zur Anwendung
kommt. Dabei bezweckt die Extension,
die Zwischenräume der Nervenwurzelkanäle
zu erweitern und die Muskel-Elastizität zu verbessern.
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Als Behandlungsarten kommen sowohl die kontinuierliche als auch die
intermittierende Extension in Frage, wobei im wesentlichen vier Behandlungsarten
unterschieden werden. Bei einer ersten Behandlungsart handelt es sich um eine statische
Behandlung, bei der die vorgewählte maximale Zugkraft auf den Körper bzw. das Körperteil
des Patienten während der gesamten Behandlungsdauer konstant gehalten wird. Bei
der zweiten Behandlungsart handelt es sich um eine progressiv-statische Behandlung,
bei der die aufzubringende Zugkraft allmählich gesteigert wird, bis eine vorgewählte
maximale Zugkaft erreicht ist, die für die verbleibende Behandlungszeit konstant
gehalten wird. Bei der dritten Behandlungsart handelt es sich um eine intermittierende
Behandlung, bei der die auf den Körper oder das betreffende Körperteil des Patienten
aufgebrachte Zugkraft zwischen einem vorgewählten minimalen und maximalen Pegel
zyklisch verändert wird. Schließlich ist als vierte Behandlungsart eine progressiv-intermittierende
Behandlung bekannt, bei der der obere Zugkraftpegel während der anfänglichen Zyklen
progressiv zunimmt, bis die maximal gewünschte Zugkraft erreicht ist.
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Von den unterschiedlichen Behandlungsarten wird die intermittierende
Extension der kontinuierlichen Extension vorgezogen, da die für den Patienten erreichbare
Linderung im direkten Verhältnis zum Gewicht und der körperlichen Belastung steht,
die der Patient ertragen kann.
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Aus der DE-OS 31 34 999 ist ein Extensionsgerät zur statischen oder
intermittierenden Zugkraftanwendung
auf den Körper eines Patienten
bekannt, das eine Steuereinrichtung zur zyklischen Drehrichtungsumkehr einer über
ein Zugseil mit einer am Körper oder Körperteil des Patienten angelegten Zugeinrichtung
verbundenen Aufwickeltrommel enthält. Die Drehrichtungsumkehr der Aufwickeltrommel
erfolgt dabei in Abhängigkeit von vorbestimmbaren Minimal- und Maximalkräften in
dem Zugseil, wobei die tatsächliche Zugkraft im Seil durch einen Steuerkreis überwacht
wird, dessen elektrisches-Ausgancssignal der Zugkraft linear proportional ist. Das
einem Vergleicherschaltkreis zugeführte Ausgangssignal wird mit unabhängig wählbaren
Signalen, die die minimalen und maximalen Zugkräfte darstellen, verglichen, um dementsprechend
das Aufwickeln und Abwickeln des Zugseiles zu bewirken. Ein Programmschaltkreis
steuert dabei sequentiell die Drehung der Aufwickeltrommel, um die Zugkraft in der
gewählten Schrittzahl zu vergrößern und zu verkleinern.
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Der die Zugkraft überwachende Schaltkreis und die Steuerungen für
die Minimal- und Maximalzugkräfte enthalten je einen Wandler, deren Versagen durch
einen Überwachungsschaltkreis festgestellt wird, um den Betrieb der Aufwickeltrommel
in Aufwickelrichtung bis zu einem für den Patienten gefährlichen Zugkraftwert auszuschließen.
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Das bekannte Extensionsgerät ist an der einen Schmalseite eines Behandlungstisches
angeordnet und mittels einer Hebelvorrichtung mit dem Behandlungstisch verbunden.
Der auf den Behandlungstisch gelegte Patient wird je nach Behandlungsart in seiner
Lage fixiert und über eine Zugeinrichtung, die an dem zu behandelnden Körperteil
angelegt wird, mit dem aus dem Extensionsgerät herausgeführten Zugseil verbunden.
Auf der Einstellskala des Extensionsgerätes wird die Behandlungsart
ausgewählt
und die jeweils maximale bzw. minimale Zugkraft eingestellt. Eine von dem Patienten
bedienbare Notauslösung sorgt dafür, daß die auf den Patienten einwirkende Zugkraft
unterbrochen wird, um gefährliche oder für den Patienten schmerzhafte Zugkräfte
auszuschließen.
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Zur Durchführung der verschiedenen Behandlungsarten an unterschiedlichen
Körperteilen des Patienten muß bei der bekannten Vorrichtung sowohl der Behandlungstisch
als auch das Extensionsgerät über eine Verstellung des Hebels zur Verbindung mit
dem Behandlungstisch verstellt werden, um die jeweils erforderlichen Kraftangriffswinkel
des Zugseiles einzustellen. So ist es beispielsweise für einen horizontalen Cervical-Zug
erforderlich, einen verhältnismäßig stumpfen Winkel des Zugseiles gegenüber dem
Behandlungstisch zur optimalen Behandlung des Halswirbels des Patienten einzuhalten,
während bei einem Becken- oder lumbo-sakralen Zug mit gebeugten Hüften und Knien
der Zug über einen Beckenzug-Gürtel auf den Rumpf des Patienten aufgebracht wird,
wobei ein spitzer Winkel des Zugseiles gegenüber dem Behandlungstisch bzw. eine
horizontale Lage des Zugseiles erforderlich ist. Desgleichen ist es erforderlich,
bei einem Arm- oder Arm-Schulter-Zug sowie Bein- oder Knöchel-Bein-Zug das Zugseil
in einem bestimmten Winkel gegenüber der horizontal ausgestreckten Lage des Patienten
aufzubringen, was ein seitliches Verstellen des Extensionsgerätes erforderlich macht.
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Die Verstellmöglichkeiten werden bei der bekannten Vorrichtung vergleichsweise
aufwendig durch Anheben und Absenken des Behandlungstisches mittels hydraulischer,
mechanischer oder elektromechanischer Vorrichtungen sowie durch ein aufwendiges
Verstellen des Extensionsgerätes
mittels mechanischer Verstellung
des das Extensionsgerät mit dem Behandlungstisch verbindenden Hebels bewirkt. Diese
vergleichseise aufwendige Verstellmöglichkeit bedingt darüber hinaus, daß das Extensionsgerät
und der Behandlungstisch eine Einheit bilden, so daß das eigentliche Extensionsgerät
nur und ausschließlich auf den betreffenden Behandlungstisch abgestimmt und im Zusammenhang
mit diesem Behandlungstisch verwendbar ist. Ein Anbringen an andere Behandlungstische
ist nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich.
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Die Erfassung der auf den Körper des Patienten ausgeübten Zugkraft
erfolgt bei der bekannten Vorrichtung mittels einer nach dem Flaschenzug-Prinzip
wirkenden Erfassungseinrichtung, bei der das auf die Aufwickeltrommel aufgewickelte
Zugseil über Seilrollen mit der am Patienten angebrachten Zugeinrichtung verbunden
ist.
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Eine der Seilrollen ist dabei sowohl mit einer eine Vorspannkraft
aufbringenden Zug- bzw. Druckfeder und mit dem Schleifer eines Potentiometers verbunden,
wobei die Auslenkung der Umlenkrolle proportional zur Zugkraft ist. Der mit der
aufgebrachten Zugkraft veränderliche Widerstand des Potentiometers wird gemessen
und der Erfassungs- bzw. Überwachungseinrichtung zugeführt. Die bekannte Erfassungseinrichtung
bedingt erhebliche Reibungsverluste und somit Verfälschungen der erfaßten Zugkraft
sowie bei großen Kraftunterschieden nur vergleichsweise geringe Auslenkungen der
betreffenden Umlenkrolle zur Erstellung des Potentiometers.
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Die aufzubringende hohe Gegenkraft bzw. Vorspannkraft bedingt ein
mechanisch äußerst festes Gehäuse.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kompaktes und in Modulbauweise
erstellbares Extensionsgerät
mit einer Antriebs-Steuer- und Erfassungseinrichtung
zu schaffen, das im Zusammenhang mit jedem beliebigem Behandlungstisch verwendbar
ist, dessen Erfassungseinrichtung die auf den Patienten ausgeübte Zugkraft präzise,
ohne Meßhysterese und mit geringen Reibungsverlusten erfaßt und eine Auswertung
sowohl digitaler als auch analoger Meßwerte gestattet und eine Anwendung aller Behandlungsarten
und -methoden mit geringem Aufwand an Einstellarbeiten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erfassungseinrichtung
zusammen mit der Antriebsvorrichtung in einem an dem Behandlungstisch befestigbaren
Kompaktgehäuse angeordnet ist und einen mit einer Auswerteinrichtung verbundenen
Auslenkhebel mit zwei in festem Abstand zueinander angeordneten drehbar gelagerten
Seilrollen enthält, um die das Seil S-förmig gelegt und einerseits mit der Trommel
der Antriebsvorrichtung und andererseits um eine oder mehrere Umlenkrollen zur Verbindung
mit der Zugeinrichtung gelegt ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung schafft ein Extensionsgerät, dessen Antriebs-Erfassungs-
und Auswerteinrichtung sowie wahlweise Steuervorrichtung von der Mechanik des Behandlungstisches
trennbar ist und somit eine Anwendung des Extensionsgerätes an beliebige Behandlungstische
ermöglicht. Darüber hinaus läßt sich das erfindungsgemäße Extensionsgerät äußerst
kompakt aufbauen und gestattet die Anwendung einer Modulbauweise, bei der einzelne
Baugruppen untereinander ausgetauscht werden können, was einerseits die Herstellung
vereinfacht und andererseits den Service erleichtert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Lösung besteht darin, daß die auf den Patienten ausgeübte Zugkraft
präzise
und im wesentlichen ohne mechanische Verluste erfaßt wird und somit eine gute Reproduktion
der tatsächlichen Zugkraft ergibt, so daß beispielsweise im intermittierenden Betrieb
des Extensionsgerätes die eingestellten Werte für die minimale und maximale Zugkraft
exakt eingehalten werden, so daß ein Oberschreiten maximaler Zugkräfte vermieden
wird. Die Modulbauweise des Extensionsgerätes gestattet darüber hinaus die Anwendung
zentraler oder dezentraler Steuergeräte, so daß beispielweise mehrere an jeweils
ein Extensionsgerät angeschlossene Patienten von einem zentralen Überwachungspult
überwacht werden können.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Auslenkhebel L-förmig ausgebildet ist und an dem einen Schenkel
des Auslenkhebels die Seilrollen nebeneinander angeordnet sind, während an den anderen
Schenkel eine oder mehrere Vorspannfedern anliegen, die an einem den Auslenkhebel
aufnehmenden Baugruppenträger verstellbar befestigt sind.
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Die spezielle Ausgestaltung des Auslenkhebels gewährleistet zum einen
eine Erfassung der auf den Patienten ausgeübten Zugkraft bei minimaler Gegenkraft,
womit zum einen geringe Reibungsverluste und zum anderen eine geringe Abnutzung
der mechanischen Teile der Erfassungseinrichtung verbunden sind. Durch die Anordnung
einer oder mehrerer Vorspannfedern kann eine beliebige Gegenkraft bei beliebigem
Hebelarm vorgesehen werden, so daß durch einfaches Einschalten bzw.
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Trennen von Vorspannfedern eine beliebige Grundlast eingestellt werden
kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Auslenkhebel mit einer Zahnstange verbunden
ist, mit der ein ortsfest angeordnetes Ritzel in Eingriff steht, das mit einem Drehpotentiometer
oder einer Kodierscheibe der Auswerteinrichtung verbunden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Auslenkhebel mit einem Dehnungsmeßstreifen oder
einem Schiebepotentiometer der Auswerteinrichtung verbunden ist.
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Die Möglichkeit der Anwendung verschiedener Auswerteinrichtungen gestattet
zum einen die Verarbeitung digitaler oder analoger Meßwerte für entsprechend aufgebaute
Oberwachungs- und Steuervorrichtungen und zum anderen eine Anpassung an verschiedene,
bereits vorhandene Steuergeräte, bei denen die Anpassung an das erfindungsgemäße
Extensionsgerät lediglich geringfügige Einstellarbeiten erforderlich macht. Ein
weiterer Vorteil diese Ausgestaltung liegt darin, daß die Auswerteinrichtungen nach
der geforderten Genauigkeit des erfaßten Meßwertes ausgewählt werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle verstellbar an einem Schwenkhebel
befestigt ist, der mit der Schmalseite eines an dem Behandlungstisch befestigbaren
Rahmens verbunden und seitlich um vorzugsweise 450 wahlweise aber auch bis 800 nach
beiden Seiten schwenkbar ist.
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Die verschiebbare Anordnung der Umlenkrolle an dem Schwenkhebel gestattet
zum einen die Anpassung des Extensionsgerätes an unterschiedliche Polsterhöhen
von
Behandlungstischen und zum anderen die seitliche Verschwenkbarkeit des Schwenkhebels
an verschiedene Behandlungsmethoden, beispielsweise an Hüftgelenksbehandlungen,
bei denen ein schräg seitlicher Zug erforderlich ist. Desgleichen ist ohne größeren
Aufwand eine Cervical-Zugbehandlung möglich, indem die Umlenkrolle am Schwenkhebel
nach oben verschoben wird, so daß ein Winkel von ca. 45" gegenüber dem waagerechten
Behandlungstisch einstellbar ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung
sind den Merkmalen der verbleibenden Unteransprüche zu entnehmen.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 die waagerechte bzw. senkrechte Anordnung des Extensionsgerätes an
einem Behandlungstisch mit externer Steuer-und Anzeigevorrichtung, Fig. 3 eine Explosionsdarstellung
der einzelnen mechanischen Teile des Extensionsgerätes und Fig. 4 eine Explosionsdarstellung
des Baugruppenträgers und der Auswerteinrichtung des Extensionsgerätes.
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In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Behandlungstisch 1 dargestellt,
wie er handelsüblich erhältlich und in vielen Laboren vorhanden ist. An dem Behandlungstisch
1 kann mittels eines Trägers 10 das Kompaktgehäuse 2 des erfindungsgemäßen Extensionsgerätes
befestigt werden. Das Extensionsgerät ist über ein mehradriges Verbindungskabel
4 mit einer Steuer-und
Anzeigevorrichtung 3 verbunden, an der
die jeweilige Behandlungsart eingestellt und über digitale oder analoge Anzeigemittel
überwacht werden kann.
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Am Ende eines aus dem Kompaktgehäuse 2 herausragenden Kabels 9 ist
ein Auslöseschalter vorgesehen, der vom Patienten bedient werden kann, wenn die
auf das zu behandelnde Körperteil ausgeübte Zugkraft einen vom Patienten als schmerzhaft
oder unangenehm empfundenen Betrag erreicht. Die Auslösung führt zum sofortigen
Alarm und bei zusätzlicher Betätigung einer Taste zur sofortigen Entlastung des
Zugseiles und somit zur Entlastung des behandelten Körperteils.
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Auf dem Behandlungstisch 1 ist zusätzlich ein Adapterschlitten 5 anbringbar,
an dessen Ende ein Schwenkhebel 6 vorgesehen ist, auf dem eine Umlenkrolle 8 verschiebbar
angeordnet ist, um die das Zugseil 7 geführt ist. Je nach Art der Behandlungsmethode
kann das Zugseil 7 über weitere am unteren Ende des Schwenkhebels 6 bzw. am Adapterschlitten
5 vorgesehene Umlenkrollen zum Kompaktgehäuse 2 geführt werden. Wie aus der Darstellung
gemäß Figur 1 zu entnehmen ist, kann der Schwenkhebel 6 um einen nur durch die seitlichen
Träger des Adapterschlittens 5 begrenzten Betrag nach beiden Seiten hin verschwenkt
werden. Eine weitere Einstellmöglichkeit besteht darin, die Umlenkrolle 8 nach oben
oder unten auf dem Schwenkhebel 6 zu verschieben.
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Durch diese Verstellmöglichkeiten wird sichergestellt, daß zum einen
der Angriffspunkt des Zugseiles in bezug auf die am Körper des Patienten anzubringende
Zugeinrichtung in Abhängigkeit beispielsweise von der Polsterung des Behandlungstisches
1 in der Höhe verstellt werden kann, so daß bei nachträglicher Anbringung des erfindungsgemäßen
Extensionsgerätes an einen
vorhandenen Behandlungstisch 1 die Anpassung
an unterschiedliche Behandlungstische möglich wird und zum anderen die verschiedenartigen
Behandlungsarten unterschiedlicher Körperteile eines Patienten ohne grö-.oberes
Verstellen beispielsweise des Behandlungstisches sichergestellt ist. Wird beispielsweise
eine Cervical-oder Nackenextension gewünscht, so muß der Angriffswinkel des Zugseiles
vorzugsweise 250 gegenüber dem waagerechten Behandlungstisch 1 erfolgen, was durch
entsprechendes Anheben der Umlenkrolle 8 erfolgen kann. Bei einer Hüftgelenk-Extension
wird vorteilhafterweise der Schwenkhebel 6 um einen bestimmten Winkel von beispielsweise
45" zur Seite geneigt, so daß der Angriffspunkt des Zugseiles um diesen Betrag gegegenüber
der Körperachse des auf dem Behandlungstisch 1 liegenden Patienten verstellt werden
kann. Selbstverständlich lassen sich beliebige Kombinationen durch Verschwenken
des Schwenkhebels und Verschieben der Umlenkrolle 8 auf dem Schwenkhebel 6 einstellen.
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Die Winkelkontrolle beim seitlichen Verschwenken des Schwenkhebels
6 erfolgt vorteilhafterweise über eine mit dem Schwenkhebel 6 verbundene Winkelscheibe
61, die den jeweiligen Schwenkbereich anzeigt und somit optimale Behandlungserfolge
gewährleistet.
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In Fig. 2 ist eine Variante bei der Anbringung des erfindungsgemäßen
Extensionsgerätes dargestellt, bei dem das Kompaktgehäuse 2 waagerecht an dem Adapterrahmen
5 befestigt wird. Auch hier kann die Steuerung des Extensionsgerätes über ein mehrpoliges
Verbindungskabel 4 von einem externen Steuergerät 3 erfolgen.
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Auch bei dieser Anwendungsform ist die Umlenkrolle 8 verschiebbar
auf einem Schwenkhebel 6 angeordnet, der nach beiden Seiten hin verschwenkbar ist.
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Wie aus den perspektivischen Ansichten der Anordnung des erfindungsgemäßen
Extensionsgerätes an einen beliebigen Behandlungstisch zu entnehmen ist, lassen
sich die unterschiedlichsten Einstellungen für die verschiedenen Behandlungsarten
sowie die erforderlichen Grundeinstellungen an dem jeweiligen Behandlungstisch auf
einfache Weise durch Verschieben der Umlenkrolle 8 auf dem Schwenkhebel 6 sowie
durch Verschwenken des Schwenkhebels 6 ausführen. Die Trennung der Mechanik des
Extensionsgerätes von der Antriebsvorrichtung sowie die kompakte Unterbringung der
Antriebsvorrichtung und der Erfassungseinrichtung zur Erfassung der jeweiligen Zugkraft
in einem gemeinsamen Gehäuse stellt nicht nur ein nachträgliches Anbringen an einen
bereits vorhandenen Behandlungstisch sicher sondern ermöglicht auch den modulweisen
Aufbau und somit insbesondere eine kostengünstige Fertigung in Kleinserien sowie
eine servicefreundliche Anordnung der einzelnen Teile bei möglichen Reparaturen
o.dgl.. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Extensionsgerätes ist nicht auf die
Darstellung gemäß den Figuren 1 und 2 beschränkt sondern kann beispielsweise auch
auf verschiedene Steuervorrichtungen ausgedehnt werden, wobei beispielsweise die
Zusammenführung mehrerer Extensionsgeräte an einem gemeinsamen Überwachungspult
möglich ist, so daß beispielsweise bei einer Behandlung der Patienten in einem Krankenhaus
die gleichzeitige Überwachung mehrerer Patienten von einem gemeinsamen Überwachungspult
möglich ist.
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In Fig. 3 ist der innere Aufbau des Kompaktgehäuses 2 mit der darin
angeordneten Antriebsvorrichtung sowie Erfassungsvorrichtung in Form einer Explosionszeichnung
zur besseren Kenntlichmachung der einzelnen Teile der Antriebs- und Überwachungsvorrichtung
dargestellt. Wie
dieser Figur zu entnehmen ist, enthält das aus
zwei Gehäuseschalen 21, 22 zusammengesetzte Kompaktgehäuse eine drehbare Seiltrommel
11, auf der ein Ende eines Zugseiles 7 aufgewickelt ist, dessen anderes Ende sich
von dem Kompaktgehäuse 2 wegstreckt und an einer Zugeinrichtung oder -belastung,
die mit dem Körper bzw.
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einem Körperteil eines Patienten verbunden ist, befestigt ist. Ein
in der Drehrichtung umkehrbarer Elektromotor 12 ist für die Drehung der Trommel
11 in jeder Richtung vorgesehen, wozu jeweils ein nicht näher dargestellter Aufwickel-
oder Abwickelschalter betätigt werden muß, um dadurch das Zugseil 7 wahlweise auf
der Trommel 11 auf- oder abzuwickeln. Die Umdrehungen des Elektromotors 12 werden
über zwei Zahnräder 13, 14 auf die Trommel 11 übertragen, wobei die Trommel 11 und
das größere Zahnrad 14 auf einer Achse 15 befestigt sind.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Seiltrommel 11 innerhalb
eines Baugruppenträgers 25 angeordnet, während die Zahnräder 13, 14 außerhalb des
Gehäuses 25 angeordnet sind und die Antriebswelle bzw.
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ein Teil des Elektromotors 12 aus dem Gehäuse 25 herausragt. In dem
Gehäuse 25 ist ferner zur Steuerung des zyklischen Umkehrens der Drehrichtung der
Trommel 11 aufgrund vorbestimmter minimaler und maximaler Zugkräfte, die in dem
Zugseil 7 auftreten, eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, die die in dem Zugseil
7 herrschende Zugkraft kontinuierlich überwacht. Diese t.)}cbrwachun(3scillrichtuny
besteht aus zwei an einem Umlenkhebel 30 drehbar befestigten Seilrollen 31, 32.
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Die eine Seilrolle 31 und der Auslenkhebel 30 sind durch eine gemeinsame
Achse 33 fest mit dem Baugruppenträger 25 verbunden. Dabei sind der Auslenkhebel
30
und die Seilrolle 31 über Nadellager 34, 35 so mit der Achse
33 verbunden daß sich -sowohl der Auslenkhebel als auch die Seilrolle 31 unabhängig
voneinander drehen lassen. Die zweite Seilrolle 32 ist dagegen in allen Bewegungsrichtungen
fest aber drehbar mit dem Auslenkhebel 30 verbunden.
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Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 3 zu entnehmen ist, besteht der
Auslenkhebel 30 aus zwei dreieckförmigen, miteinander verbundenen Platten, an deren
im rechten Winkel voneinander abstehenden Schenkeln zum einen die Seilrollen 31,
32 vorgesehen sind und zum anderen eine Vorspannfeder 36 angreift. Die Vorspannfeder
ist über eine Verstellschraube 38 mit dem Baugruppenträger 25 verbunden und greift
über ein Druckstück 39 und eine Stahlkugel 37 an dem einen Schenkel des Auslenkhebels
30 an. In einer nicht näher dargestellten Variante können mehrere Vorspannfedern
übereinander an dem einen Schenkel des Auslenkhebels 30 angreifen und inbezug auf
ihre Vorspannkraft mittels der Einstellschraube 38 verstellt werden. Es versteht
sich, daß je weiter die Vorspannfeder 36 von den Seilrollen 31, 32 entfernt angreift,
die Vorspannkraft steigt. Durch eine Kombination mehrerer Vorspannfedern 36 läßt
sich somit eine nahezu beliebige Vorspannkraft einstellen.
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Sieht man mehrere übereinander angeordnete Vorspannfedern 36 vor,
so kann für die unterschiedlichsten Behandlungsarten und damit unterschiedlichsten
Zugkräfte jeweils die eine oder andere Vorspannfeder durch entsprechendes Rausdrehen
der Einstellschraube 38 außer Kraft gesetzt werden.
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Das Zugseil ist um die Seilrollen 31, 32 etwa in S-Form gelegt und
aus dem Kompaktgehäuse 2 herausgeführt und um die auf dem Umlenkhebel 6 verschiebbar
angeordnete
Umlenkrolle geführt. Zu diesem Zweck ist die Umlenkrolle
an einem Träger 81 befestigt, der gleitend auf dem Umlenkhebel 6 verschiebbar angeordnet
ist.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß der im rechten Teil der
Darstellung gemäß Fig. 3 dargestellte Baugruppenträger 25 um 1800 gedreht dargestellt
ist und in entgegengesetzter Richtung in das Kompaktgehäuse 2 eingesetzt wird.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung stellt
sich wie folgt dar: Wird zur Erhöhung der Zugkraft in dem Zugseil 7 der Elektromotor
12 in Aufwickelrichtung des Zugseiles 7, d. h. nach rechts drehend betrieben, so
dreht sich die Trommel 11 links herum und wickelt das Zugseil 7 auf.
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Da der Auslenkhebel 30 um die Achse 33 und damit um die erste Seilrolle
31 drehbar gelagert ist, während die zweite Seilrolle 32 zwar drehbar aber in bezug
auf die Drehachse 33 verschiebbar angeordnet ist, wird infolge des auf das Zugseil
7 ausgeübten Gegenzuges der Auslenkhebel in Richtung des Pfeiles A ausgelenkt.
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Dadurch kommt es zu einer kreisförmigen Bewegung des Auslenkhebels
30 um die Achse 33. Überträgt man diese Auslenkbewegung des Auslenkhebels 30 auf
eine entsprechende Auswerteinrichtung, so erhält man einen der Zugkraft proportionalen
Wert.
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Eine derartige Auswerteinrichtung kann beispielsweise in einem Schiebepotentiometer
40 bestehen, dessen Abgriff mit dem unteren Ende des Auslenkhebels 30 verbunden
ist und auf einer Potentiometerfläche entlanggleitet. Durch die infolge der Widerstandsänderung
des Schiebepotentiometers 40 verursachte Spannungsänderung kann nach entsprechender
Eichung eine der Zugkraft proportionale
Anzeige erfolgen.
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In Fig. 4 ist eine Variante der Auswerteinrichtung dargestellt, die
sich insbesondere für eine hochpräzise und ausfallgesicherte Auswertung der erfaßten
Zugkraft eignet. Diese Auswerteinrichtung besteht aus einer durch einen Schlitz
des Baugruppenträgers 25 mit dem Auslenkhebel 30 verbundenen Zahnstange 41, die
mit einem Ritzel 42 in Eingriff steht. Die Explosionszeichnung gemäß Fig. 4 zeigt
von links nach rechts den Baugruppenträger 25 mit darin untergebrachtem Elektromotor
12, die Zahnstange 41, ein erstes Abdeckteil 51, an dem ein lichtemittierendes Element
53 mit einer Reihe übereinander angeordneter lichtemittierender Dioden angebracht
ist, eine verschiedene Loch- oder Schlitzreihen aufweisende Kodierscheibe 50, ein
Ritzel 42, ein Halteglied 56 mit darauf aufbringbarem Kugellager 52, eine Licht-Empfangsvorrichtung
54, die auf einem zweiten Abdeckteil 52 befestigbar ist sowie eine Spiralfeder 57
zur Rückstellung der Kodierscheibe 50.
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Die beiden Abdeckteile 51, 52 sind im zusammengebauten Zustand mittels
einer Abdeckplatte 55 fest miteinander verbunden, wobei die Verbindung sicherstellt,
daß die Kodierscheibe 50 zwischen dem Lichtsender 53 und dem Lichtempfänger 54 frei
drehbar angeordnet ist.
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Mit dieser Auswerteinrichtung läßt sich jede Auslenkbewegung des Auslenkhebels
30 in digitaler Form erfassen und der Steuerung bzw. Anzeige der jeweiligen Zugkraft
zugrundelegen. Aufgrund der Erzeugung digitaler Signale ist eine hochgenaue Auflösung
gegeben und zudem eine Weiterverarbeitung der erfaßten Signale beispielsweise mittels
eines Mikroprozessors möglich. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Auswerteinrichtung
besteht darin, daß durch Kodierung der Signale bei einem
Ausfall
eines Teils der Erfassungseinrichtung sofort ein Alarm ausgelöst und durch eine
Tastenbetätigung eine Zugentlastung einsetzt, so daß keinerlei Gefährdung des Patienten
gegeben ist.
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Wie aus der Darstellung der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung
in Zusammenhang mit dem kompakten Extensionsgerät hervorgeht, ist durch die Art
der Erfassung der Zugkraft eine hohe Reproduzierbarkeit eines vorgegebenen Sollwertes
bei geringer mechanischer Hysterese der einzelnen Erfassungsglieder gewährleistet,und
darüber hinaus werden Dehnungen des Zugseiles 7 beim Meßergebnis in vollem Umfange
berücksichtigt. Durch die drehbare Lagerung der Seilrollen 31, 32 und des Auslenkhebels
30 sind äußerst geringe Reibungsverluste gegeben, die das Meßergebnis verfälschen
könnten. Durch die spezielle Anordnung der Seilrollen 31, 32 wird eine erheblich
größere Auslenkung des Auslenkhebels 30 gegenüber bekannten Vorrichtungen erzielt.
Da der Kraftarm der Hebelwirkung infolge des auf der Achse 33 drehbar gelagerten
Auslenkhebels 30 gleich dem Radius der ersten Seilrolle 31 ist, während der Lastarm
durch den Achsabstand a der beiden Seilrollen 31, 32 zuzüglich des Radius' der zweiten
Seilrolle 32 gegeben ist, wird die Zugkraft in dem Seil 7 in optimaler Weise in
eine Drehbewegung des Auslenkhebels 30 umgesetzt. Zugkraftänderungen am Lastarm
werden durch diese Anordnung ohne größere Reibungsverluste in eine Auslenkung des
Auslenkhebels 30 umgesetzt, wobei diese Auslenkbewegung ausreichend linear proportional
zur Zugkraft ist. Durch das Umsetzen der Vorspannfeder 36 in ein anderes Verhältnis
von Lastzu Kraftarm ist eine einfache und in großem Umfange durchführbare Meßbereichsänderung
möglich.
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Die Trennung der mechanischen Teile des Behandlungstisches
1
von der Antriebs- und Erfassungseinrichtung des Extensionsgerätes ermöglicht die
Einführung eines Kompaktgehäuses, das im vorliegenden Beispiel aus einem Montagechassis
aus Profileisen von 3 mm Dicke besteht, das 290 mm lang, 120 mm hoch und 60 mm breit
ist. Das Chassis ist mit verschiedenen Bohrungen zur Befestigung des Elektromotors
12 der Erfassungseinrichtung, der elektrischen Bauteile sowie der Seiltrommelachse
und der Chassisbefestigung versehen. Ein Langloch 26 (Fig. 4) dient zur Unterbringung
einer Zahnstange zur Übertragung der Auslenkbewegungen des Auslenkhebels 30 auf
die Auswerteinrichtung. Die kompakten Abmessungen schaffen darüber hinaus eine mechanisch
äußerst stabile Einheit bei geringen Abmessungen. Das Chassis kann in viele handelsübliche
Gehäuse eingebaut werden und ist somit universell einsetzbar und als Tischeinbaugerät,
transportables Gerät verwendbar bzw.
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kann in bereits vorhandene Extensions-Gerätegehäuse eingebaut werden.
Durch die Auswahlmöglichkeit handelsüblicher Bauteile und die Verwendung von üblichen
Profileisen ist eine äußerst günstige Herstellung auch bei Kleinserien möglich.
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