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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubvorrichtung, insbesondere für
medizinische Transport- und/oder Obungsgeräte, mit einem als Zuggurt ausgebildeten
Zugelement, an dem ein Traggeschirr angehängt ist und einer Aufwickelwalze zum Aufwickeln
des Zuggurtes.
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Bei bekannten Geräten dieser Art hängt das Traggeschirr an einem Ende
des Zuggurtes, so daß dieser mit dem vollen Gewicht der zu tragenden Last, z.B.
mit dem Gewicht eines erwachsenen Menschen, belastet wird. Dies erfordert ein entsprechend
großes Antriebsmoment für die Aufwickelwalze. Die Aufwickelwalze wird bei dem bekannten
Gerät mit einem Elektromotor angetrieben, der vom Stromnetz aus versorgt wird. Dies
hat den Nachteil, daß der Antrieb mit einem Kabel oder über Schleifschienen mit
dem Stromnetz gekuppelt sein muß. Diese Art der Stromversorgung ist umständlich,
insbesondere dann,wenn die Hubvorrichtung fahrbar ist. Die relativ hohe Spannung
eines Stromnetzes ist auch gefährlich, insbesondere dann, wenn die Hubvorrichtung
in feuchten Räumen, z.B. in einem Baderaum, verwendet werden soll. Dieser Anwendungsfall
ist bei medizinischen Transportgeräten relativ häufig. Die Abhängigkeit vom Stromnetz
hat auch den Nachteil, daß die Hubvorrichtung bei Stromausfall zum Stillstand kommt.
Dies kann insbesondere bei Obungsgeräten zu Unfällen führen, z.B. dann, wenn sich
ein Patient bei Extensionsübungen nach unten hängend im Gerät befindet.
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Wenn bei der bekannten Hubvorrichtung der Zuggurt reißt oder im Antrieb
ein Bruch entsteht, fällt die zu hebende Last
nach unten, was wiederum
zu Unfällen führen kann, vor allem dann, wenn die Hubvorrichtung eine behinderte
Person trägt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubvorrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Sicherheit verbessert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Zuggurt an einem
Ende ortsfest verankert ist, von der Verankerungssstelle ausgehend über eine am
Traggeschirr gelagerte lose Traggeschirrolle geführt und ausgehend von der Traggeschirrolle
zu der Aufwickelwalze geführt ist, wobei die beiden von der Traggeschirrolle ausgehenden
Trume im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
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Bei einer so ausgebildeten Hubvorrichtung verteilt sich die Last auf
zwei Trume des Zuggurtes, so daß die Zugkraft in diesem nur halb so groß ist wie
bei den bekannten Geräten.
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Dies verbessert die Sicherheit, da die Gefahr des Reißens des Gurtes
wesentlich vermindert wird. Das nötige Drehmoment an der Aufwickelwalze wird ebenfalls
auf die Hälfte reduziert, wodurch der Antrieb wesentlich schwächer ausgebildet werden
kann bzw. die Sicherheit gegen einen Bruch im Antrieb wesentlich verbessert werden
kann.
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Vorzugsweise ist der Antrieb selbsthemmend (Anspruch 2), was leicht
mit einem Schneckengetriebe zu erreichen ist. Durch bloßes Stoppen des Antriebsmotors
wird dann die-erreichte Höhenlage beibehalten, ohne daß Bremsen oder Rastvorrichtungen
betätigt werden müssen.
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Die Hubvorrichtung ist in verschiedenen Geräten einsetzbar.
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Sie kann beispielsweise (Anspruch 3) an einem an einer Decke aufhängbaren
Gestell angeordnet sein. In diesem Fall wird der Zuggurt zweckmäßigerweise in der
Nähe der Aufwickelwalze ver-
ankert. Die Hubvorrichtung kann jedoch
auch gemäß Anspruch 4 ausgebildet sein und zum Hochziehen eines längs einer vertikalen
oder auch schräg ansteigenden Schiene verwendet werden. Die Aufwickelwalze ist dann
vorzugsweise in einem Sockel der Vorrichtung angeordnet.
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Die Verwendung einer Umlenkrolle gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil,
daß das zwischen der Traggeschirrolle und der Aufwickelwalze befindliche Trum unabhängig
vom jeweiligen Wickeldurchmesser stets die gleiche Lage hat, z.B. stets genau parallel
zu dem anderen, von der Traggeschirrolle ausgehenden Trum verläuft oder ausgehend
von dieser Rolle nach oben etwas divergent zum anderen Trum verläuft. Bei divergentem
Verlauf erhält man eine zusätzliche Stabilität gegen Drehungen des Traggeschirrs.
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Eine Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 6) ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein Antriebs-Elektromotor für die Aufwickelwalze ein Niederspannungs-Gleichstrommotor
ist und zur Speisung des Elektromotors ein Akk=mulator vorgesehen ist, der vorzugsweise
in einem Gestell nach Anspruch 3 oder in einem Sockel nach Anspruch 4 untergebracht
ist.
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Diese Weiterbildung der Erfindung kann auch unabhängig von der Verwendung
des in den Ansprüchen 1 bis 5 genannten Gurtantriebes verwendet werden, weshalb
hierfür selbständiger Schutz beansprucht wird. Durch die Verwendung von Akkumulatoren
arbeitet die Hubvorrichtung unabhängig von einem Stromnetz, so daß bei Stromausfällen
keine Unfälle zu befürchten sind, da stets die Energie zur Verfügung steht, um z.B.
ein Übungsgerät in eine ungefährliche Lage zu bringen.
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Für den Zuggurt wird vorzugsweise ein gleicher Gurt verwendet wie
für Automatik-Aufroll-Sicherheitsgurte von
Kraftfahrzeugen (Anspruch
7). Solche Gurte zeichnen sich durch hohe Festigkeit bei geringer Dicke aus, so
daß es ohne weiteres möglich ist, die nötige Gurtlänge aufzuwik- -keln, ohne daß
der Wickeldurchmesser unzuträglich groß wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung (Anspruch 8) ist dadurch
gekennzeichnet, daß am Traggeschirr ein Sicherheitsgurt angreift, der zu einem Aufroller
mit durch Federmotor antreibbarer Aufwickelwalze führt, wobei die Aufwickelwalze
vorzugsweise nur wenig höher liegt als die höchstmögliche Lage der Traggeschirrolle.
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Die Anordnung eines Sicherheitsgurtes ist unabhängig von einer Gurtführung
gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 und auch unabhängig von einer Energieversorgung mittels
Akkumulatoren, weshalb auch für diese Weiterbildung selbständiger Schutz beansprucht
wird. Durch die Verwendung eines Sicherheitsgurtes werden Unfälle auch dann vermieden,
wenn der Zuggurt reißt oder im Antrieb der Aufwickelwalze ein Bruch entsteht.
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Während des normalen Betriebes wird der Sicherheitsgurt beim Absenken
des Traggeschirres aus dem Aufroller herausgezogen und beim Anheben des Traggeschirres
in den Aufroller eingezogen. Bei einem plötzlichen Ruck werden im Aufroller in bekannter
Weise Fliehgewichte nach außen geschleudert, die als Sperrklinken wirken und ein
weiteres Abrollen des Sicherheitsgurtes verhindern, so daß das Traggeschirr mit
seiner Last nicht nach unten fallen kann. Eine solche Sicherheitseinrichtung ist
insbesondere auch nützlich bei Geräten, bei denen das Traggeschirr am Ende eines
Zuggurtes hängt und der Zuggurt hoch belastet ist.
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Zweckmäßig ist es, den Sicherheitsgurt gemäß Anspruch 9 zwischen den
beiden Trumen anzuordnen, die von der Traggeschirrolle ausgehen. Dadurch nimmt der
Sicherheitsgurt
keinen zusätzlichen Raum ein. Hierbei kann es zweckmäßig
sein, den Sicherheitsgurt gemäß Anspruch 10 angreifen zu lassen, was für das Abfangen
des Falles besonders günstig ist. Bei einer Hubvorrichtung gemäß Anspruch 4 kann
auch einAnderer Angriffspunkt zweckmäßig sein.
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Der Sicherheitsgurt samt Aufroller ist vorzugsweise ein handelsüblicher
Sicherheitsgurt, wie er auch in Kraftfahrzeugen verwendet wird (Anspruch 11).
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Hubvorrichtung, die längs
einer Schiene fahrbar ist, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Hubvorrichtung
nach Fig. 1 entsprechend der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 ebenfalls in schematischer
Darstellung einen senkrechten Schnitt durch eine Hubvorrichtung mit senkrechter
Laufschiene für einen Wagen.
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Längs einer Laufschiene 1 ist ein insgesamt mit 17 bezeichnetes Gestell
fahrbar. Im Gestell 17 ist sowohl ein insgesamt mit F bezeichneter Fahrantrieb als
auch eine insgesamt mit H bezeichnete Hubvorrichtung angeordnet.
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Im folgenden wird zunächst die Fahrvorrichtung mit ihrem Fahrantrieb
F beschrieben.
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Das Gestell 17 hat ein tragendes Chassis 18, an dem Rollenträger 2
und 2' befestigt sind, die das Chassis 18 tragen.
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Jeder Rollenträger hat zwei Rollenpaare 19, 20 bzw. 19', 20', die
im Hohlraum der Laufschiene 1 laufen, die einen
C-förmigen Querschnitt
hat. Die Rollen sind nicht angetrieben.
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Zum Antrieb des Gestells längs der Laufschiene 1 dient eine Reibrolle
4, die von einem Elektromotor 3 angetrieben wird. Der Elektromotor 3 ist ein Gleichstrommotor,
der von einem Akkumulator 12 mit elektrischer Energie gespeist wird.
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Der Elektromotor 3 ist mit einem Untersetzungsgetriebe 21 baulich
vereinigt. Die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes ist drehfest mit einer Welle
der Reibrolle 4 verbunden.
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Die Reibrolle 4 besteht aus elastischem Material, z.B. Gummi, und
wird unter Belastung der Hubvorrichtung etwas eingedrückt. Dies wird wie folgt erreicht.
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Wenn die Hubvorrichtung H frei von einer Last ist, sind die Rollenpaare
19, 20 ein wenig von ihren Laufflächen 22 abgehoben. Die abgehobene Stellung ist
in Fig. 2 gestrichelt angedeutet. Das Anheben der Rollenpaare 19, 20 wird dadurch
erreicht, daß die Reibrolle 4 relativ zu den Rollenpaaren 19', 20' so hoch angeordnet
ist, daß die elastischen Kräfte des Reibrollenmaterials um den Rollenträger 2' ein
im Uhrzeigersinn (gesehen in Fig. 2) wirkendes Moment ausübt, wodurch die Anhebung
der Rollenpaare 19, 20 zustandekommt. Die Hubvorrichtung H ist im Bereich zwischen
den beiden Rollenträgern 2, 2' angeordnet, so daß eine Belastung der Hubvorrichtung
ein Moment ausübt, das demjenigen entgegengesetzt ist, das die elastischen Kräfte
der Reibrolle 4 bewirken. Der Andruck der Rolle 4 ist damit lastabhängig, vergrößert
sich aber auch bei zunehmender Last nicht mehr, wenn die Rollenpaare 19, 20 auf
ihren Laufflächen zur Anlage gekommen sind. Die Rollenträger 2, 2' sind höheneinstellbar,
was am Rollenträger 2 in Fig. 2 durch einen Bolzen 56 und Arretierungsmuttern 57,
58 angedeutet ist.
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Die Hubvorrichtung H hat als Antriebsmotor einen Elektromotor 5, der
ebenfalls vom Akkumulator 12 aus gespeist wird. Auch mit dem Motor 5 ist ein Untersetzungsgetriebe
23 gekuppelt, das ein selbsthemmendes Schneckengetriebe aufweist oder ein slebsthemmendes
Schneckengetriebe zumindest enthält. Mit der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes
23 ist eine Aufwickelwalze 24 drehfest verbunden. Von der Aufwickelwalze 24 geht
ein Zuggurt 25 aus, der zu einem insgesamt mit 14 bezeichneten Traggeschirr führt,
an das eine Trageinrichtung 55 angehängt ist. Am Traggeschirr 14 ist eine Traggeschirrolle
frei drehbar gelagert. Der Zuggurt 25 umschlingt die Traggeschirrolle 15 und führt
zu einem Haltebolzen 8, der relativ zum Chassis 18 fest angeordnet ist. Der Haltebolzen
8 ist von einer aus dem Zuggurt 25 gebildeten Schlaufe 26 umschlungen.
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Am Traggeschirr 14 befindet sich eine ose 16, an der z.B.
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ein Rollstuhl oder eine Tragschlinge angehängt werden kann.
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Unterhalb der Aufwickelwalze 24 ist eine Umlenkrolle 7 angeordnet,
an der Aer Zuggurt 25 bei jedem Aufwickelzustand derart anliegt, daß das Gurttrum
25a zwischen Traggeschirrrolle 15 und Aufwickelwalze 24 parallel zum Gurttrum 25b
zwischen Traggeschirrolle 15 und Haltebolzen 8 verläuft.
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Seitlich von den Zuggurttrumen 25a und 25b sind Endschalter 9 und
9' angeordnet, die an einem Boden 27 eines das Gestell umgebenden Gehäuses anliegen.
Wenn das Traggeschirr 14 gegen den Boden 27 gezogen wird, wird dieser etwas eingedrückt,
wobei die Endschalter 9, 9' betätigt werden. Ober die Endschalter wird der Elektromotor
5 abgeschaltet.
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Zwischen den Zuggurttrumen 25a und 25b verläuft ein Sicherheitsgurt
28. Dieser ist an einem Haltebolzen 13 dadurch befestigt, daß eine aus dem Sicherheitsgurt
28 gebildete Schlinge den Haltebolzen 13 umgibt. Der Sicherheitsgurt wird an dem
oberen Haltebolzen 8 umgelenkt und führt zu einem Aufroller 6. Im Aufroller 6 befindet
sich in bekannter
Weise ein Federmotor, der den Sicherheitsgurt
28 stets einzuziehen versucht. Nur bei einem plötzlichen Ruck, wie er bei einem
Bruch des Zuggurtes 25 oder einem Bruch im Aufwickelsystem desselben bei Herabfallen
der am Traggeschirr angehängten Last entstehen würde, entsteht an der Aufwickelwalze
29 eine so hohe Drehgeschwindigkeit, daß Fliehgewichte, die als Klinken ausgebildet
sind, nach außen geschleudert werden und sich an Rasten im Gehäuse 30 des Aufrollers
6 festhaken.
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Aus der Verkleidung des Gestells ragt ein Steuerkabel 10 und ein Ladekabel
11 heraus. Am Steuerkabel 10 ist ein Schaltkasten 31 (siehe Fig. 1) angeordnet,
der Drucktasten 32, 33 zur Steuerung des Elektromotors 5 für die Steuerung der Abwärts-
und Aufwärtsbewegung und Drucktasten 34 und 35 zur Steuerung des Elektromotors 3
für die Fahrt des Gestells 17 nach links oder nach rechts aufweist. Das Ladekabel
11 hat einen Stecker 36, der in einen Ladetransformator einsteckbar ist, der an
ein Stromnetz angeschlossen werden kann. Es ist auch möglich, den Ladetransformator
in das Gestell 17 einzubauen.
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Das Gerät nach den Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt. Es sei angenommen,
daß das Hub- und Fahrgerät für den Transport von gehunfähigen Personen bestimmt
ist. Die Person kann in einer Tragschlinge sitzen, die an der ose 16 an das Traggeschirr
14 angehängt wird. Die Person kann sowohl Hubbewegungen als auch Fahrbewegungen
selber mit Hilfe des Schaltkastens 31 steuern. Wenn die Person angehoben werden
möchte, drückt sie die Drucktaste 33. Wenn die Person im angehobenen Zustand z.B.
(in der Zeichnung gesehen) nach links fahren will, drückt sie die Drucktaste 34.
Wenn ein bestimmtes Ziel erreicht ist, kann sich die Person selber durch Drücken
der Drucktaste 32 absenken.
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Bei einem Transport nach rechts wird die Drucktaste 35
gedrückt.
Jeweils nach Loslassen der Drucktaste kommt der Elektromotor 5 zum Stillstand, wonach
die Hub- bzw. Senkbewegung zum Stillstand kommt.:Die Betätigung einer Bremse oder
die Betätigung von Rasten ist nicht erforderlich wegen der selbsthemmenden Ausbildung
des Untersetzungsgetriebes 23.
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Bei einer Senkbewegung wird der Sicherheitsgurt 28 aus dem Aufroller
6 herausgezogen, wobei der Federmotor des Aufrollers aufgezogen wird. Der Federmotor
hält den Gurt 28 stets unter Spannung. Bei Hebebewegungen wird der Gurt durch den
Federmotor aufgewickelt. Der Sicherheitsgurt dient zum Verhindern eines Falles,
wenn der Zuggurt 25 reißt oder ein Bruch im Aufwickelsystem entsteht. Nach einem
solchen Versagen wird die Aufwickelwalze 29 kurzzeitig beschleunigt, wobei, wie
bereits erwähnt, Sperrklinken herausgeschleudert und eingerastet werden, wie dies
bei Automatik-Sicherheitsgurten allgemein der Fall ist. Der Sicherheitsgurt 28 greift
in einer Ebene 37 an, in der sich auch der Schwerpunkt der Last befindet, so daß
Momente, die ein starkes seitliches Ausschlagen der Last bewirken würden, vermieden
werden. Sowohl der Sicherheitsgurt 28 als auch der Zuggurt 25 sind handelsübliche
Gurte, wie sie auch für Sicherheits-Gurtsysteme in Kraftfahrzeugen benutzt werden.
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Wie schon in der Beschreibungseinleitung angegeben, bewirkt eine Belastung
des Traggeschirres 14 eine Schwenkung des Gestells um den Rollenträger 2'. Hierdurch
wird die Reibrolle 4 entsprechend dem Pfeil 38 nach oben gedrückt. Der Andruck der
Rolle ist lastabhängig, nimmt jedoch nicht mehr zu, wenn die Rollenpaare 19, 20
auf ihrer Laufbahn zur Auflage gekommen sind. Durch diese Art der Rollenbelastung
wird
eine relativ hohe Pressung erreicht, durch die sichergestellt wird, daß die Reibungskräfte
der Rollenpaare sicher überwunden werden, das Gestell also sicher weiterbewegt wird.
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Die Mitnahmekraft ist ausreichend groß, um auch mäßige Steigungen
überwinden zu können.
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Fig. 3 zeigt eine Hubvorrichtung, die für ein Übungsgerät bestimmt
ist. Das Übungsgerät hat eine nicht dargestellte Liegefläche, die an einem Halterohr
49 gelenkig befestigt werden kann und einem unteren Ende Rollen aufweist, die auf
einem horizontalen Fußboden und auf einer Rampe 50 abrollen können, die sich an
einem insgesamt mit 110 bezeichneten Sockel befindet.
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Vom Sockel 110 erhebt sich vertikal eine Laufschiene 44, die an ihrem
oberen Ende einen Wandhalter 42 aufweist, der an einer Wand befestigt werden kann.
In der Laufschiene 44 ist ein Läufer 47 fahrbar, an dem sich ein Traggeschirr 46
befindet, das auch das bereits erwähnte Halterohr 49 trägt.
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Am Traggeschirr befindet sich eine Traggeschirrolle 48, über die ein
Zuggurt 52 gelegt ist. Das obere Ende des Zuggurtes 52 ist an einem Haltebolzen
43 mittels einer aus dem Zuggurt gebildeten Schlaufe befestigt. Ein Zuggurttrum
52a, das sich von der Traggeschirrolle 48 aus nach oben erstreckt, ist über eine
Umlenkrolle 41 geführt, die am Wandhalter 42 frei drehbar gelagert ist. Ein Zuggurttrum
52b, das von der Umlenkrolle 41 aus nach unten geführt ist, mündet in den gehäuseartig
ausgebildeten Sockel 41 ein. Innerhalb des Sockels 41 ist eine Umlenkrolle 114 angeordnet,
an der der Zuggurt 52 stets, d.h. bei jedem Aufwickelzustand, anliegt.
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Der Zuggurt wird auf eine Aufwickelwalze 120 aufgewickelt, die von
einem Getriebe-Elektromotor 113 antreibbar ist. Der Elektromotor 113, der mit einem
Untersetzungsgetriebe eine Baueinheit bildet, ist im Sockel untergebracht.
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Zur Speisung des Elektromotors 113 mit elektrischer Energie dient
ein Akkumulator 118, der auf einem Bodenblech 119 des
Sockels 110
montiert ist. Im Sockel befindet sich weiter ein Ladegerät 116, von dem ein nur
symbolisch dargestelltes Ladekabel 112 ausgeht, das in eine Netz-Steckdose einsteckbar
ist. Aus dem Sockel 11.0 mündet auch ein Steuerkabel 111 aus, an dem sich ein nicht
dargestellter Schaltkasten befindet, der jedoch im Gegensatz zum Schaltkasten 31
(Fig. 1) nur zwei Drucktasten aufweist. Im Sockel ist auch eine Steuerplatine 117
untergebracht, die Bestandteil der elektrischen Installation ist. Der Sockel hat
auch eine Rückwand 115, die ebenso wie der Wandhalter 42 an einer vertikalen Wand
befestigbar ist.
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Am Traggeschirr 46 greift ein Sicherheitsgurt 51 an, der einen am
Traggeschirr 46 befindlichen Haltebolzen 53 mit einer Schlaufe umgibt. Der Sicherheitsgurt
51 führt zu einem Aufroller 45, in dem sich ein Federmotor 54 befindet, der den
Sicherheitsgurt 51 stets auf Zugspannung hält.
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Die Hubvorrichtung nach Fig. 3 arbeitet wie folgt. Beim Gebrauch ist,
wie bereits beschrieben, am Halterohr 49 eine Liegefläche eingehängt, die an ihrem
einen Ende eine Standplatte aufweist. Wenn z.B. eine Stehübung ausgeführt werden
soll, wird die Liegefläche dadurch in eine senkrechte Stellung gebracht, daß der
Läufer 47 und mit ihm das Traggeschirr 46 nach oben gezogen wird. Hierbei wird,
vorzugsweise vom Patienten selber bedient, der Elektromotor 113 in Gang gesetzt,
wonach der Zuggurt 52 auf die Aufwickelwalze 120 aufgewickelt wird. Das Traggeschirr
46 wird mit der halben Aufwickelgeschwindigkeit nach oben bewegt. Schließlich gelangen
die Rollen, die sich am Ende der Liegefläche befinden, auf die Rampe 110 und werden
längs dieser nach oben bewegt, bis die Liegefläche senkrecht steht. Danach kann
mit den Stehübungen begonnen werden, wobei der Patient auf der Standfläche steht.
Sollte der Zuggurt 52 reißen oder in der Aufwickeleinrichtung für den Zuggurt ein
Bruch entstehen,
so wird das Zuggeschirr dennoch nicht nach unten
fallen, da der Sicherheitsgurt 51 zur Wirkung kommt, wie dies bereits bei der Hubvorrichtung
nach den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.
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Die Anwendung der Hubvorrichtung und der Transportvorrichtung ist
nicht auf den Einsatz im Medizinbereich beschränkt, sondern über dort anwendbar,
wo Transportaufgaben bestehen, so z.B. auch in der Industrie, wo die Vorrichtung
zum Heben und Transportieren von Material verwendet werden kann. Auch hierbei spielt
der Sicherheitsaspekt eine wichtige Rolle.
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