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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Hub-Senk-
System für einen Arbeitstisch, eine Couch oder ein
Liegemöbel oder ein anderes schweres Objekt, wobei eine
Justierung oder Änderung des Höhenniveaus häufig
erwünscht wird, wobei das System eine vorbestimmte Menge
an Hydraulikflüssigkeit, einen Hydraulikflüssigkeits-
Speicher, dessen Flüssigkeitsdruck auf der
Hydraulikflüssigkeits-Seite justierbar ist, einen einfach
wirkenden Hydraulikzylinder mit zwei Endkappen, einer
Kolben-Druckkammer und einer Kolbenstange, die sich über
einen Kolbenstangen-Dichtungsring dichtend durch die
eine Endkappe des Zylinders heraus erstreckt,
beinhaltet.
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In den Bereichen der Chiropraktik und Physiotherapie
ist in letzter Zeit empfohlen worden, solche Systeme zu
verwenden, um Überlastungsschäden im Nacken- und
Rückenbereich sowie an den Schultern zu vermeiden,
indem teilweise schweres Heben vermieden wird und
teilweise die Arbeitsstellung häufig geändert wird und die
Möglichkeit besteht, frei zwischen einer sitzenden und
stehenden Stellung wechseln zu können. Ein solches
System wird in der EP-A-0 026 526 offenbart und ist aus
dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
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Aus der DE-A-30 21 559 ist ein solches System in
Verbindung mit einem höhenverstellbaren Krankenhausbett
zur Reduzierung von schwerem Heben für das
Krankenpflegepersonal bekannt. Dieses bekannte System weist
unter anderem den Nachteil auf, dass für alle
Hubvorgänge für das Bett eine hand- oder fußbetatigte
Pumparbeit erforderlich ist.
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Aus der US-A-4037 811 ist eine Stütze für ein Gerät
bekannt, wobei ein Gerät durch einen mit einem
Hydraulikspeicher verbundenen einfach wilkenden
Hydraulikzylinder ausgeglichen wird. Einer der Nachteile dieser Anordnung
besteht darin, dass der Zylinder eine teure
Teleskopsäule 11, 15 mit dreieckigem Querschnitt zur
Führung seiner geradlinigen Bewegung aufweisen sollte,
wobei ein Teleskopteil 11 mit einem federbelasteten
Druckschuh 50 versehen ist, der den Teil 15 gegen die
Wandseiten 52 des Teils 11 drückt, siehe Spalte 2,
Zeile 58 bis Spalte 3, Zeile 4, wobei dieses
Führungssystem eine mechanische Reibung gewährleistet, die
durch das Schaltgetriebe 25-28 durch Drehung eines
Kurbelgriffs überwunden werden kann.
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Diese Nachteile können durch ein hydraulisches System
nach Anspruch 1 vermieden werden, das sich durch die
Kombination auszeichnet, dass der Hydraulikzylinder vom
Plungerkolben-Typ ist und dass sich die Kolbenstange
dichtend durch einen Kolbenstangen-Dichtungsring bis
aus der einen Endkappe des Zylinders erstreckt. Darüber
hinaus, dass sich die bei einer gegebenen Speichergröße
an das Ende des Hydraulikzylinders angelegte Kraft über
eine relativ große Hublänge nur wenig ändert, wird
somit ein sehr einfaches, stabiles und zuverlässiges
System ohne Handgriff geschaffen. Es hat sich
herausgestellt, dass zum Beispiel ein durch ein solches System
gestützter Arbeitstisch, dessen Betriebsdruck gemäß dem
Gewicht und der Last des Arbeitstisches von zum
Beispiel 25 kg voreingestellt und dessen Hublänge gemäß
dem gewünschten Höhenregelbereich des Arbeitstisches
von zum Beispiel 400 mm vorbestimmt ist, zur
willkürlichen Änderung des Höhenniveaus des Tisches innerhalb
der erwähnten 400 mm nur eine Kraft erfordert, die der
Gewichtskraft von ca. 200 g (1,96 N) vertikal zur
Arbeitsplatte entspricht.
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Dies entspricht einer sehr geringen Druckänderung in
der Kolbendruckkammer, nämlich von 0,8%, so dass der
Speicher so gewählt werden kann, dass sein
Betriebsdruck während des relativen Hubs der
Plungerkolbenstange von seiner einen zu seiner anderen
Betriebsposition seiner vorbestimmten Hublänge, wobei
der Hub relativ zum Hydraulikzylinder ist, höchstens um
0,8-10% oder vorzugsweise höchstens um 1,0-2,5%
geändert wird.
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Die Endkappen des Hydraulikzylinders sind vorzugsweise
verbunden über eine innere teleskopische Röhre, die
teleskopierbar unterstützt ist in der als eine äußere
teleskopische Röhre dienenden Zylinderführungsröhre,
die zusammen mit der Plungerkolbenstange coaxial in
einem Montageblock gesichert ist, und die äußere
teleskopische Röhre ist durch eine Gleithülse außen an der
inneren teleskopischen Röhre an der Endkappe, durch die
sich die Kolbenstange erstreckt, zusammen mit einer
Gleithülse in dem äußeren Ende der äußeren
teleskopischen Röhre angepasst, um die innere teleskopische
Röhre zu führen, wenn sie in der äußeren teleskopischen
Röhre verlagert ist. Ein damit verbundener Vorteil ist,
dass trotz eines relativ hohen Betriebsdrucks von
typischerweise 40-150 bar eine robuste und stabile
Führung bei geringer Reibung der Teleskop-Konstruktion
erzielt werden kann.
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Die Plungerkolbenstange kann vorteilhafterweise eine
Längsbohrung aufweisen, die einen Teil der
Druckflüssigkeitsverbindung zwischen der Kolbendruckkammer
und der Hydraulikflüssigkeits-Seite des Speichers
bildet.
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Der Hydraulikflüssigkeits-Speicher kann zum Beispiel
von jener Art sein, bei der eine
druckflüssigkeitsdichte Membran die Hydraulikflüssigkeit von einem
gasförmigen Fluid trennt und somit als Druckfeder dient.
Dies gestattet dem System, sehr geringe
Reibungsverluste im Speicher zu erreichen, und gestattet somit
geringe Bestellkräfte für einen Benutzer, der die
Höheneinstellung ändern möchte. Durch eine mögliche
Verstellbarkeit des Gasdruckes wird eine Änderung der
Kraft des Stützvermögens des Hydraulikzylinders
gestattet.
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Des Weiteren kann der Speicher vom Federtyp sein, wobei
eine Druckfeder eine Kraft auf einen Kolben in einem
Speicherzylinder ausübt. Dadurch wird eine
wirtschaftliche Ausführungsform des Speichers erreicht, und wenn
der Federdruck verstellbar ist, wird eine einfache
Einstellung des Hydraulikdrucks im Aktivierungskreislauf
lediglich durch Festziehen oder Lösen der Druckfeder
erreicht.
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Eine Ausführungsform, bei welcher der
Hydraulikflüssigkeits-Speicher vom Federtyp ist und eine Druckfeder
eine Kraft gegen einen Kolben in einem Speicherzylinder
ausübt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des
Speicherzylinders gebildet ist durch den Teil der
Plungerzylinderwand, der sich zwischen einem Stopring
und einer Endkappe befindet, wobei der Kolben auch in
dem Hydraulikzylinder angeordnet ist und
flüssigkeitssicher abgedichtet ist und verlagerbar ist an der
Plungerkolbenstange zwischen besagtem Stopring auf besagter
Kolbenstange und besagter Endkappe, in der die
Kolbenstange verlagerbar angeordnet ist.
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Hier ist die Feder somit vollständig in dem
Hydraulikzylinder eingebaut, wodurch sich ein kleiner
Außendurchmesser für die Hub-Senk-Einheit dadurch erreichen
lässt, dass die Feder mit der für die betreffende und
somit wirtschaftliche Hub-Senk-Einheit erforderlichen
freien Länge und Federkennlinie dimensioniert ist.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße hydraulische
System in Verbindung mit einigen Ausführungsformen und
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlicher
beschrieben; es zeigen darin:
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Fig. 1 ein hydraulisches System, bei dem der Druck für
die Hubkraft des Plungerkolbens durch einen
Gasdruckmembranspeicher aufrechterhalten wird und die
Plungerkolbenstange hohl ist,
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Fig. 2 das System nach Fig. 1 mit einem
Druckfederspeicher statt des Membranspeichers,
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Fig. 3 eine Ausführungsform mit einem im
Plungerzylinder integrierten Druckfederspeicher, bei der die
Plungerkolbenstange massiv ist,
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Fig. 4 eine in einer Endposition gezeigte
Ausführungsform mit einem Druckfederspeicher, dessen Druckfeder
für ihre Einstellung von außen mit einem Handgriff
extern angeordnet ist und bei der die
Plungerkolbenstange hohl ist,
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Fig. 5 die Ausführungsform nach Fig. 4 in einer
anderen Endposition und ebenfalls in einem Schnitt
entlang II-II in Fig. 6 und
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Fig. 6 einen Schnitt entlang I-I in Fig. 5.
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Fig. 1 zeigt eine innere teleskopische Röhre 1, die
als eine Zylinderwand 1 in einem
Hydraulikplungerzylinder 1, 6, 7, 10, 11, 12 und 17 ausgebildet ist, wobei
die innere teleskopische Röhre 1 in einer äußeren
teleskopischen Röhre 2 angeordnet ist, die wiederum in
einem Montageblock 3 gesichert ist. In dem Montageblock
3 ist des Weiteren ein Druckspeicher 5 der Membranart
angeordnet, bei dem es sich bei der gezeigten
Ausführungsform um einen Gasdruckspeicher handelt, dessen
Membran mit einem vorbestimmten, aber möglicherweise
verstellbaren Stickstoffdruck beaufschlagt wird, der
dem höchsten Arbeitsdruck in der Kolbendruckkammer 17
des Zylinders entspricht. Die Plungerkolbenstange 6 im
Plungerzylinder ist bei der gezeigten Ausführungsform
an ihrem einen Ende mit einem Stopring 7 versehen und
an ihrem anderen Ende koaxial im Montageblock 3
befestigt. Am äußeren Ende der äußeren teleskopischen
Röhre 2 und am inneren Ende der inneren teleskopischen
Röhre 1 sind Gleithülsen 8 angeordnet, so dass die
äußere Röhre 2 in der inneren Röhre 2 gleiten kann.
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Das eine Endstück oder die Kappe 10 des Zylinders 1 mit
der Kolbenstangenunterlegscheibe oder -dichtung 11 und
das andere Endstück oder die Kappe 12 mit dem
Entlüftungsventil 13 sind über die innere teleskopische Röhre
1 verbunden.
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Am Montageblock 3 ist ein Luftfilter 14 angeordnet, das
gestatten soll, dass die Luft vom Inneren der Röhre 2
entweicht oder während des Hubs des Plungerkolbens
angesaugt wird. Des Weiteren ist im Montageblock ein
Füllmittel 16 für Hydraulikflüssigkeit unter einem
vorbestimmten Druck und möglicherweise ein
Mengenregelventil 15 zur Einstellung der Durchflussmenge zwischen
dem Speicher 5 und der Kolbendruckkammer 17 angeordnet.
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Der Plungerzylinder wird durch die innere Röhre 1, die
Plungerkolbenstange 6, den Stopring 7, die Endkappen 10
und 12 und die Kolbendruckkammer 17 gebildet. Die
Kolbendruckkammer 17 wird durch die innere Röhre 1 und die
Endstücke 10 und 12 eingeschlossen und steht mit dem
Speicher 5 in Strömungsverbindung durch ein
Röhrensystem, das hier durch eine Längsbohrung 18 in der
Kolbenstange 6 und einen Verbindungskanal im Montageblock
gebildet wird.
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Der Stopring 7 kann des Weiteren als Führungsring
verwendet werden, indem er außen mit einer nicht gezeigten
Gleithülse versehen wird, die zum Gleiten an der
Innenwand der inneren Röhre 1 ausgeführt ist. In diesem Fall
sollte der Stopring 7 mit Axialströmungsöffnungen
versehen sein, oder der Kanal 18 sollte Abführöffnungen zu
beiden Seiten des Stoprings 7 aufweisen, so dass das
Druckfluid die Kammer 17 füllen kann.
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Der Arbeitstisch ist dann verwendungsbereit, wenn eine
Last, zum Beispiel ein Arbeitstisch mit Werkzeugen oder
andere Ausrüstung, durch die in Fig. 1 gezeigte
Einheit gestützt wird, die auf ihrem Montageblock 3 aufliegt
und unter einem der vertikalen Last auf der
Einheit entsprechenden Fluiddruck steht, wobei der Druck
in der Kammer 17 gegen die Querschnittsfläche der
Plungerkolbenstange die Einheit mit genug Kraft zum Stützen
der Last versorgt.
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Der Bediener kann mit seiner Arbeit beginnen, und wenn
die Arbeitshöhe oder das Arbeitsniveau des Tisches
geändert werden soll, kann der Tisch mit einer relativ
kleinen Zug- oder Schiebekraft von Hand auf eine neue
Arbeitshöhe nach oben oder nach unten bewegt werden,
ohne dass die bisher mit solchen Systemen verbundenen
Probleme auftreten, die Pumpvorgänge, das Starten und
Anhalten von Elektromotoren oder manuelle Drehung von
Kurbelgriffen zur Änderung der Arbeitshöhe des Tisches
beinhalteten.
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In Fig. 2 ist der Hydraulikgasdruckspeicher durch
einen durch eine Druckfeder beeinflussten
Hydraulikkolbenspeicher 5A ersetzt worden, bei dem sich der
Federdruck der Druckfeder 22A und somit der Fluiddruck in
der Einheit durch eine Einstellschraube 20 leicht
ändern lässt.
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In Fig. 3 ist eine andere Einheit mit einem
Hydraulikkolbenspeicher zu sehen, wobei der Kolben 10C eine
Endkappe für die Kolbendruckkammer 17 bildet, wobei diese
Kappe durch die Speicherfeder 223 federbelastet wird.
Der Kolben 100 ist verschiebbar angebracht und des
Weiteren abgedichtet durch Dichtungen gegenüber der
massiven Plungerkolbenstange 6A sowie der inneren
teleskopischen Röhre 1. Diese Feder 22B des Kolbenspeichers
ist mit einer festen freien Länge und einer bestimmten
Federkennlinie ausgeführt, die auf die Last und den
Höhenpositionsbereich, die für die Einheit nach Fig. 3
gelten sollen, abgestimmt ist. Durch hohe Stückzahlen
wird eine gute Wirtschaftlichkeit erzielt, was aber auf
Kosten der Justierbarkeit der Einheit geht.
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In den Fig. 4-6 wird statt des in Fig. 2 gezeigten
Speichers ein Speicher verwendet, der koaxial zum
Plungerzylinder angeordnet ist. Die Feder 22C des Speichers
ist außerhalb der äußeren Röhre 2 und um diese herum so
angeordnet, dass der Druckbereich durch Schrauben einer
Gewindebuchse 23 zum Festziehen oder Lösen der Feder
22C mittels eines Steuerhebels 25 justiert werden kann.
Des Weiteren zeigt Fig. 4 einen Seegerring 27 zur
Begrenzung des Einstellbereichs oder der
Einstellbewegung, eine obere Stützplatte 26, Eine mechanische
Verriegelung 28, ein Entlüftungs- und
Hydraulikflüssigkeitfüllmittel 9A, drei Entlüftungslöcher 29, einen
stationären O-Ring 30 und eine dynamische Dichtung 31
in der Endkappe 10, eine Gleitmuffe oder ein Gleitband
32, eine dynamische Dichtung 33, eine
Druckregelschraube 34, eine Speicherkammer 35 und eine
Federwegkammer 36, deren Entlüftungsloch - zusammen mit den
anderen Entlüftungslöchern 29 - mit einem Luftfilter
versehen werden kann.