EP1427314B1 - Pneumatische schwenkvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1427314B1
EP1427314B1 EP02742619A EP02742619A EP1427314B1 EP 1427314 B1 EP1427314 B1 EP 1427314B1 EP 02742619 A EP02742619 A EP 02742619A EP 02742619 A EP02742619 A EP 02742619A EP 1427314 B1 EP1427314 B1 EP 1427314B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubes
structural element
pivotable component
pneumatically actuated
pivoting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02742619A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1427314A1 (de
Inventor
Josef Steffen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prospective Concepts AG
Original Assignee
Prospective Concepts AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prospective Concepts AG filed Critical Prospective Concepts AG
Publication of EP1427314A1 publication Critical patent/EP1427314A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1427314B1 publication Critical patent/EP1427314B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C20/00—Head-, foot- or like rests for beds, sofas or the like
    • A47C20/04—Head-, foot- or like rests for beds, sofas or the like with adjustable inclination
    • A47C20/048—Head-, foot- or like rests for beds, sofas or the like with adjustable inclination by fluid means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/50—Supports for the feet or the legs
    • A47C7/506—Supports for the feet or the legs of adjustable type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/50—Supports for the feet or the legs
    • A47C7/506—Supports for the feet or the legs of adjustable type
    • A47C7/5066—Supports for the feet or the legs of adjustable type by rotation

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatically actuated pivoting device according to the preamble of claim 1.
  • Such pivoting devices are known, for example from US 4,865,388 (D1) and off DE 35 14040 (D2).
  • a headrest of an automobile seat is described.
  • Several inflatable by means of compressed air pockets are arranged between the pivotable headrest part and a cantilevered extension of the backrest of the seat. When pressurized with compressed air, the compressive forces apply and direct torque to the headrest member.
  • the proposed solution has the disadvantage that as a rule act small restoring forces on the headrest and accordingly the air pressure is small.
  • the device forms under stress by repulsive forces together with the head resting thereon an air spring of lower hardness and correspondingly lower oscillation frequency.
  • Another disadvantage is the large amount of air required, which must be expelled when emptying the inflatable bags again.
  • the device according to D2 is a pneumatically controlled headrest of a bed. Between two plates pivotally attached to each other a bellows is mounted, so that with increasing pressure in the bellows of the upper body of a person lying is raised.
  • the solution according to D2 has the disadvantage that the bellows has a very large volume and thus requires a lot of air to pivot the device.
  • the bellows is in the form of a pressurized column.
  • this variant of the design requires slightly less pressure medium, it is unstable at the prevailing torques, since the bellows threatens to buckle.
  • the object of the present invention is to provide a pneumatically operated pivoting device, which overcomes the mentioned disadvantages and is widely used as a component.
  • Fig. 1a, b shows a pivotable component 1, which is designed as a footrest of a seat, such as an aircraft seat; Fig. 1a in the folded, Fig. 1b in the unfolded state. Both illustrations show schematically only the actual support structure without any padding.
  • a structural element 5 which represents the seat surface here - or its supporting structure -, for example by means of a hinge joint 2, a pivotable component 1, the actual footrest, pivotally mounted.
  • Both seat and footrest each have a receiving surface 3, which are designed so that they can accommodate a set of tubes 9 without squeezing them.
  • the hoses 9 are made of a little stretchy textile material. Inside they each carry an airtight bladder 10 made of an elastic plastic. As an alternative to this arrangement, the textile tubes 9 may also be coated airtight, whereby the bubbles 10 omitted.
  • each two hoses 9 each extends an example textile flag 4 to the hinge joint 2, where it is secured in a suitable manner.
  • These textile flags 4 prevent the hoses 9 from dodging and are loaded during operation of the pivoting device to train. Further, the volume of the pressure medium in the hoses 9, usually air, greatly reduced by the textile flags 4, since the space between the hoses 9 and the hinge joint 2, which fill the textile flags fan-like, does not have to be pressurized.
  • the hoses 9 are each filled by a valve 11 with the pressure medium and emptied.
  • the pressurized hoses 9 arrange in a bow-like shape. This arrangement results in large swivel angles to a better pressure-Weg. jos.als in constructions with only one hose 9, as a nearly full hose 9 its volume, or its diameter, despite a relatively large pressure changes no longer significantly adapts.
  • Fig. 1 shows a first locking device in which a rod 8 is hinged to the footrest and passes through a first braking device 6, which is pivotally mounted on an arm 5 fixed to the seat 5.
  • the operation of the footrest can be controlled by a valve arrangement according to FIG. Not shown in Fig. 1a, b is a spring element, analogous to the spring element 13 of Fig. 2, which ensures a minimum load of the footrest 1 and is concerned for their complete folding.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of an inventive pivoting device.
  • a structural element 5 is hinged to a pivotable component 1 in such a way that both the structural element 5 and the pivotable component 1 each carry a plate 14 arranged substantially at 90 ° to said parts 1, 5, which, for example, over its entire length are connected to each other with a hinge joint 17.
  • the plates 14 each carry a stop 18. These stops 18 are arranged so that between the two plates 14 in the extended state of the parts 1, 5 remains a certain distance provided.
  • the tubes 9 are inserted.
  • the two plates 14 are connected by a spring element 13, shown schematically here as a tension spring.
  • any suitably shaped spring is also a spring element 13 in the context of the invention.
  • the hoses 9 are subjected to compressed air, and exert forces on the plates 14 corresponding to the pressure and the bearing surface, which cause a torque over the distance to the hinge joint 17, which raises the pivotable component 1 ,
  • the spring element 13 counteracts this torque, whereby a certain minimum pressure must be achieved for lifting the pivotable component 1, also a sufficient restoring moment for the lowering of the pivotable component 1 is present.
  • a locking device 12 is provided.
  • FIG. 3 is a detailed view of a second detent 12 designed as a ratchet 19. Mechanical details that are within the skill of any person skilled in the art are not set forth in FIGS.
  • the ratchet 19 is arranged so that it is shifted by the pressure of a spring 20 so far - in Fig. 3 - by a small way to the right until a disc 21 against the latter Plate 14 presses.
  • the disc 21 is firmly seated on a rod 22 which is connected at one end to the ratchet 19, with the other end a control valve 23 can operate.
  • a pawl device 19 engaged with the ratchet 19 is attached.
  • a third locking device 12 as a friction brake 25 according to FIG. 4, only the ratchet 19 is replaced by a segment of a brake disk 26, and the pawl device 24 by a second braking device 27. The remaining elements remain unchanged in arrangement and function. Both pawl device 24 and the second brake device 27 are actuated by - not shown - pneumatic actuators.
  • FIG. 5 an arrangement of control valves is shown, which is suitable to control the pneumatic pivoting device according to the embodiments in FIGS. 1, 3 and 4.
  • a first valve 30 and a second valve 31 are jointly actuated in order to lift the pivotable component 1 or the footrest.
  • the valves 30, 31 are mechanically or pneumatically connected so that only a single organ, for example, a first Control button 42 must be pressed.
  • the valves 30, 31 and also a subsequent third valve 33 are pure on / off valves.
  • the first valve 30 opens the compressed air access to the hoses 9 and thus raises the pivotable component 1 at. This simultaneously relieves the latch device 24.
  • the second valve 31 opens the compressed air access to the control valve 23 on the ratchet 19, which in turn now controls the pawl device 24 and pulls back the pawl.
  • a fourth valve 34 which is normally open (NO), is closed by means of pneumatic or mechanical means. This relates the compressed air to be controlled via a line 35. Of the hoses. 9
  • valves 30, 31 are released, the compressed air supply stops both to the hoses 9 via a line 36, and to the control valve 23 via a line 37; at the same time the fourth valve 34 falls back into the normally open state.
  • valve 31 engages the latch device in the ratchet 19, further (valve 30) stops the compressed air supply to the hoses 9.
  • a first siphon 38 is connected downstream. This opens automatically from a first predetermined pressure and remains open up to a second predetermined pressure, which may also be zero.
  • pressure is meant the siphon 38, the differential pressure between its input (line 35) and its output, which opens into an exhaust duct 39.
  • valves 31, 33 are actuated simultaneously.
  • the valves 31, 33 are connected mechanically or pneumatically so that only a single second control key 43 has to be pressed for their joint actuation.
  • the third valve 33 opens - like the first valve 30 - the compressed air access to the hoses 9 via the line 36.
  • the pivoting member 1 is raised so far that the latch means 24 is relieved and can be withdrawn.
  • mechanical or pneumatic means is another, fifth, valve 40 connected to the third valve 33, which is normally closed (NC), is thus also opened by the actuation of the third valve 33.
  • the fifth valve 40 is connected to a second siphon 41 which opens at a first predetermined pressure and closes again at a second predetermined pressure, the latter also being zero.
  • the fifth valve 40 is also fed by the conduit 35 from the hoses 9: When the hoses 9 have reached the intended pressure to raise the pivoting member 1, the ratchet 19 becomes free and the hoses 9 can be vented until the valve 31 is released becomes. This locks the latch device 24 again.
  • stretched ratchets or brakes mounted in suitable joints may also be used, as shown for example in Fig. 1 with the first locking device.
  • a set of hoses 9 with textile flags 4 can also move the head and / or the foot part of a bed, for example a hospital bed, the neck support of a seat or other adjustment according to the invention.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a bed 45, in particular a hospital bed.
  • Hospital beds on the one hand have a height adjustment of the whole bed surface, on the other hand via pivoting head and foot parts 46, 47.
  • these adjustment options are handled by electric motors, which are controlled by a small easy for the patient to operate panel.
  • the replacement of electromotive adjustment has here, among other things, the task To relieve electrosensitive people of the electromagnetic alternating fields, which are inevitably connected to electric motors. While the replacement of the electromotive spindle drives for height adjustment by, for example, pneumatic cylinders in the context of the task can be considered obvious, and therefore in Fig. 6 on this part is not referenced headboard 46 and foot 47 are inventive in the field of vision.
  • a lifting device 49 - preferably with pneumatic drive - attached.
  • the lifting device 49 carries directly, or at most via a tilting device not discussed here, a central part 50 of the bed 45.
  • a pivotable component 1 is pivotally articulated and on the one hand as a head, on the other hand as a foot part 46, 47th designed.
  • the pivoting devices correspond to the second embodiment shown in FIG. 2 and are shown only schematically here.
  • FIG. 7a, b Another application example is shown in Fig. 7a, b.
  • This is a flap-like pivotable component 16, which is actuated by a plurality of tubes 9.
  • a pivotable component 16 may be a door 52, a cover or an actuator connected to further elements.
  • 7a, b refers, for example, to a door 52.
  • the pivotable component 16 is pivotally mounted in a hinge joint 53 and, as shown in the detail drawing Fig. 7b, closed by a return spring 54 shown schematically at unpressurized hoses 9, or kept closed.
  • the hoses 9 press, if pressurized with compressed air, against a structural element 5 - for example the door frame - and against a plate 14 on the pivotal component 1. Since the force from the hoses 9 acts on the pivotable component 1 against the force of the return spring 54 is The opening angle of the pivotable component 1 depending on the air pressure in the hoses 9. If the pivotable component 1 is to be completely swung out, it pushes against a shock absorber 55, for example.
  • FIG. 8 A further embodiment according to the invention of the embodiment according to FIG. 7a, b is shown in FIG. 8.
  • the pivotable component 1 can also be swung out approximately at an angle of 90 ° here.
  • a second set of hoses 9 is inserted, which can pivot the pivotable member 1 in the opposite direction.
  • the pivoting range of the pivotable component 16 is designed to be at an angle of> 90 °.
  • this swivel range can be extended to> 180 °.
  • the textile flags 4 are extremely important in order to prevent the tubes 9 from dodging and thus to ensure functioning of the pivoting device.
  • valve system of Fig. 5 is slightly, not further explained here to adapt, since for the pivoting of the pivoting member 1, the loading of a Sets of hoses 9 inevitably goes hand in hand with relieving the other set.
  • joint can generally stand for all types of joints that can be used here.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Solche Schwenkvorrichtungen sind bekannt, beispielsweise aus US 4, 865, 388 (D1) und aus DE 35 14040 (D2).
  • In D1 ist als zu schwenkendes Teil eine Kopfstütze eines Automobilsitzes beschrieben. Mehrere mittels Druckluft aufblasbare Taschen sind zwischen das schwenkbare Kopfstützenteil und einer auskragenden Verlängerung der Rückenlehne des Sitzes angeordnet. Wenn mit Druckluft beaufschlagt, üben die Druckkräfte ein Drehmoment auf das Kopfstützenteil aus und richten es auf.
  • Die vorgeschlagene Lösung hat den Nachteil, dass im Regelfall kleine rücktreibende Kräfte auf die Kopfstütze wirken und dementsprechend der Luftdruck klein ist. Damit bildet die Vorrichtung bei Beanspruchung durch rücktreibende Kräfte zusammen mit dem sich darauf abstützenden Kopfe eine Luftfeder kleiner Härte und dementsprechend niedriger Schwingfrequenz. Ein weiterer Nachteil ist die grosse erforderliche Luftmenge, welche bei Entleeren der aufblasbaren Taschen auch wieder ausgetrieben werden muss.
  • Die Vorrichtung gemäss D2 ist eine pneumatisch gesteuerte Kopfstütze eines Bettes. Zwischen zwei schwenkbar aneinander befestigten Platten ist ein Balg angebracht, so dass mit zunehmendem Druck im Balg der Oberkörper einer liegenden Person angehoben wird.
  • Die Lösung gemäss D2 hat den Nachteil, dass der Balg ein sehr grosses Volumen hat und somit zum Schwenken der Vorrichtung viel Luft benötigt. In einer Variante der Vorrichtung ist der Balg von der Form einer sich unter Druck streckenden Säule. Diese Variante der Konstruktion benötigt zwar etwas weniger Druckmittel, ist bei den vorherrschenden Drehmomenten aber instabil, da der Balg zu knicken droht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine pneumatisch betriebene Schwenkvorrichtung zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile überwindet und als Bauelement vielfältig einsetzbar ist.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den folgenden Patentansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.
  • Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung in mehreren Ausbildungen näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1a, b
    eine schematische Darstellung eines ersten Anwendungsbeispiels in zwei Stellungen, aufgebaut aus einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer ersten Feststellvorrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels,
    Fig. 3
    eine Darstellung einer zweiten Feststellvorrichtung,
    Fig. 4
    eine Darstellung einer dritten Feststellvorrichtung,
    Fig. 5
    eine erfindungsgemässe Anordnung von Steuerventilen für den Betrieb der Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1, 2,
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung eines zweiten Anwendungsbeispiels,
    Fig. 7a
    eine schematische Darstellung eines dritten Anwendungsbeispiels,
    Fig. 7b
    ein Detail von Fig. 7a,
    Fig. 8
    eine Anwendungsvariante zu Fig. 7a, b,
    Fig. 9
    eine Erweiterung der Anwendungsvariante gemäss Fig. 8.
  • Fig. 1a, b zeigt ein schwenkbares Bauteil 1, welches als Fussstütze eines Sitzes ausgestaltet ist, beispielsweise eines Flugzeugsitzes; Fig. 1a im eingeklappten, Fig. 1b im ausgeklappten Zustande. Beide Darstellungen zeigen schematisch lediglich die eigentliche Tragstruktur ohne jede Polsterung. An einem Strukturelement 5, welches hier die Sitzfläche darstellt - bzw. deren Tragstruktur -, ist beispielsweise mittels eines Scharniergelenkes 2 ein schwenkbares Bauteil 1, die eigentliche Fussstütze, schwenkbar befestigt. Sowohl Sitzfläche als auch Fussstütze weisen je eine Aufnahmefläche 3 auf, welche so gestaltet sind, dass sie ein Set von Schläuchen 9 aufnehmen können, ohne diese zu quetschen. Die Schläuche 9 sind aus einem wenig dehnbaren textilen Material gefertigt. Im Inneren tragen sie je eine luftdichte Blase 10 aus einem elastischen Kunststoff. Alternativ zu dieser Anordnung können die textilen Schläuche 9 auch luftdicht beschichtet sein, womit die Blasen 10 entfallen.
  • Zwischen je zwei Schläuchen 9 erstreckt sich je eine beispielsweise textile Fahne 4 zum Scharniergelenk 2, wo sie in geeigneter Weise befestigt ist. Diese textilen Fahnen 4 hindern die Schläuche 9 am Ausweichen und sind im Betrieb der Schwenkvorrichtung auf Zug belastet. Weiter wird durch die textilen Fahnen 4 das Volumen des Druckmittels in den Schläuchen 9, in der Regel Luft, stark vermindert, da der Raum zwischen den Schläuchen 9 und dem Scharniergelenk 2, welchen die textilen Fahnen fächerartig ausfüllen, nicht mit Druck beaufschlagt werden muss. Die Schläuche 9 werden je durch ein Ventil 11 mit dem Druckmittel gefüllt und entleert.
  • Die unter Druck stehenden Schläuche 9 ordnen sich in bogenartiger Form an. Diese Anordnung führt bei grossen Schwenkwinkeln zu einem besseren Druck-Weg-Verhältnis.als bei Konstruktionen mit nur einem Schlauch 9, da ein nahezu voller Schlauch 9 sein Volumen, bzw. seinen Durchmesser, trotz verhältnismässig grossen Druckänderungen nicht mehr wesentlich anpasst.
  • Weiter zeigt Fig. 1 eine erste Feststellvorrichtung bei welcher ein Stab 8 ist an der Fussstütze gelenkig befestigt ist und durch eine erste Bremseinrichtung 6 läuft, welche an einem der Sitzfläche 5 befestigten Arm 7 schwenkbar gelagert ist.
  • Der Betrieb der Fussstütze kann durch eine Ventilanordnung gemäss Fig. 5 gesteuert werden. Nicht dargestellt ist in Fig. 1a, b ein Federelement, analog zum Federelement 13 von Fig. 2, welches für eine Minimalbelastung der Fussstütze 1 sorgt und für deren völliges Einklappen besorgt ist.
  • Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schwenkvorrichtung. Einem Strukturelement 5 ist ein schwenkbares Bauteil 1 angelenkt, und zwar derart, dass sowohl das Strukturelement 5 als auch das schwenkbare Bauteil 1 je eine im Wesentlichen unter 90° zu den genannten Teilen 1, 5 angeordnete Platte 14 tragen, welche beispielsweise über die ganze Länge mit einem Scharniergelenk 17 miteinander verbunden sind. Die Platten 14 tragen je einen Anschlag 18. Diese Anschläge 18 sind so eingerichtet, dass zwischen den beiden Platten 14 im gestreckten Zustande der Teile 1, 5 ein bestimmter vorgesehener Abstand bleibt. Im Zwischenraum zwischen den Platten 14 sind, wiederum längs dieser Platten 14 verlaufend, die Schläuche 9 eingelegt. Die beiden Platten 14 sind durch ein Federelement 13, hier schematisch als Zugfeder dargestellt, verbunden. Selbstverständlich ist jede geeignet geformte Feder ebenfalls als Federelement 13 im Sinne der Erfindung.
  • Soll nun das schwenkbare Bauteil 1 angehoben werden, so werden die Schläuche 9 mit Druckluft beaufschlagt, und üben auf die Platten 14 dem Druck und der Auflagefläche entsprechende Kräfte aus, die über den Abstand zum Scharniergelenk 17 ein Drehmoment bewirken, welches das schwenkbare Bauteil 1 anhebt. Das Federelement 13 arbeitet diesem Drehmoment entgegen, womit zum Heben des schwenkbaren Bauteils 1 ein bestimmter Minimaldruck erreicht werden muss, ferner ist auch ein genügendes Rückstellmoment für das Absenken des schwenkbaren Bauteils 1 vorhanden.
  • Damit das schwenkbare Bauteil 1 in einer bestimmten Stellung gehalten werden kann, ohne dass die Schläuche 9 unter Druck stehen müssen, ist eine Feststellvorrichtung 12 vorgesehen.
  • In dieser zweiten Ausführung sind das Strukturelement 5 und das schwenkbare Bauteil 1 bei entleerten Schläuchen 9 im gestreckten Zustand. Im ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 wird der gestreckte Zustand hingegen erst mit vollen Schläuchen 9 erreicht.
  • Fig. 3 ist eine Detailansicht einer als Ratsche 19 gestalteten zweiten Feststellvorrichtung 12. Mechanische Einzelheiten, die im Können jedes Fachmannes liegen, sind in den Fig. 3, 4 nicht ausgeführt. An der Platte 14, welche am Strukturelement 5 befestigt ist, ist die Ratsche 19 so angeordnet, dass sie unter dem Druck einer Feder 20 soweit - in Fig. 3 - um einen kleinen Weg nach rechts verschoben wird, bis eine Scheibe 21 gegen die letztgenannte Platte 14 drückt. Die Scheibe 21 sitzt fest auf einer Stange 22, die mit ihrem einen Ende mit der Ratsche 19 verbunden ist, mit dem anderen Ende ein Steuerventil 23 betätigen kann.
  • An der mit dem schwenkbaren Bauteil 1 verbundenen Platte 14 ist eine mit der Ratsche 19 im Eingriff stehende Klinkeinrichtung 24 befestigt.
  • In der Ausführung einer dritten Feststellvorrichtung 12 als Friktionsbremse 25 gemäss Fig. 4 ist lediglich die Ratsche 19 durch ein Segment einer Bremsscheibe 26 ersetzt, und die Klinkeinrichtung 24 durch eine zweite Bremseinrichtung 27. Die übrigen Elemente bleiben in Anordnung und Funktion unverändert. Sowohl Klinkeinrichtung 24 als auch die zweite Bremseinrichtung 27 werden durch - nicht dargestellte - pneumatische Aktuatoren betätigt.
  • In Fig. 5 ist eine Anordnung von Steuerventilen dargestellt, welche geeignet ist, die pneumatischen Schwenkvorrichtungn gemäss den Ausführungsbeispielen in Fig. 1, 3 und 4 zu steuern. Ein erstes Ventil 30 und ein zweites Ventil 31 werden, um das schwenkbare Bauteil 1 - beziehungsweise die Fussstütze- zu heben, gemeinsam betätigt. Für die gemeinsame Betätigung werden die Ventile 30, 31 mechanisch oder pneumatisch so verbunden, dass dafür nur ein einziges Organ, z.B. eine erste Steuertaste 42 gedrückt werden muss. An beiden Ventilen 30, 31 liegt an Leitungen 32 der Betriebsdruck des Systems an. Die Ventile 30, 31 und auch ein nachfolgendes drittes Ventil 33 sind reine Ein/Aus-Ventile. Das erste Ventil 30 öffnet der Druckluft den Zugang zu den Schläuchen 9 und hebt damit das schwenkbare Bauteil 1 an. Damit wird gleichzeitig die Klinkeinrichtung 24 entlastet. Das zweite Ventil 31 öffnet den Druckluftzugang zum Steuerventil 23 an der Ratsche 19, welches seinerseits nun die Klinkeneinrichtung 24 ansteuert und die Klinke zurückzieht.
  • Ist das erste Ventil 30 geöffnet, so wird über pneumatische oder mechanische Mittel ein viertes Ventil 34, welches normal offen (NO) ist, geschlossen. Dieses bezieht die zu steuernde Druckluft über eine Leitung 35. von den Schläuchen 9.
  • Werden nun die Ventile 30, 31 losgelassen, so hört die Druckluftzufuhr sowohl zu den Schläuchen 9 über eine Leitung 36, als auch zum Steuerventil 23 über eine Leitung 37 auf; gleichzeitig fällt das vierte Ventil 34 in den normal offenen Zustand zurück. Damit (Ventil 31) greift die Klinkeneinrichtung in die Ratsche 19 ein, ferner (Ventil 30) hört die Druckluftzufuhr zu den Schläuchen 9 auf. Damit diese sich nur langsam entleeren, ist dem vierten Ventil 34 ein erster Siphon 38 nachgeschaltet. Dieser öffnet selbsttätig ab einem ersten vorgegebenen Druck und bleibt offen bis zu einem zweiten vorgegebenen Druck, welcher auch Null sein kann. Unter "Druck" ist beim Siphon 38 der Differenzdruck zwischen seinem Eingang (Leitung 35) und seinem Ausgang gemeint, welcher in eine Abluftleitung 39 mündet.
  • Zum Absenken des schwenkbaren Bauteils 1 oder der Fussstütze 1, werden die Ventile 31, 33 gleichzeitig betätigt. Auch hier gilt entsprechend, dass die Ventile 31, 33 mechanisch oder pneumatisch so verbunden sind, dass für deren gemeinsame Betätigung nur eine einzige zweite Steuertaste 43 gedrückt werden muss. Das dritte Ventil 33 öffnet - wie das erste Ventil 30 - den Druckluftzugang zu den Schläuchen 9 über die Leitung 36. Damit wird das schwenkbare Bauteil 1 soweit angehoben, dass die Klinkeneinrichtung 24 entlastet ist und zurückgezogen werden kann. Durch mechanische oder pneumatische Mittel ist ein weiteres, fünftes, Ventil 40 mit dem dritten Ventil 33 verbunden, welches normal geschlossen (NC) ist, durch die Betätigung des dritten Ventils 33 also ebenfalls geöffnet wird. Das fünfte Ventil 40 ist mit einem zweiten Siphon 41 verbunden, welcher bei einem ersten vorgegebenen Druck öffnet und bei einem zweiten vorgegebenen Druck wieder schliesst, wobei letzterer auch Null sein kann. Das fünfte Ventil 40 wird ebenfalls von der Leitung 35 von den Schläuchen 9 gespeist: Haben die Schläuche 9 den vorgesehenen Druck zum Anheben des schwenkbarer Bauteils 1 erreicht, so wird die Ratsche 19 frei und die Schläuche 9 können entlüftet werden, bis das Ventil 31 freigegeben wird. Damit rastet die Klinkeneinrichtung 24 wieder ein.
  • Hat dann der zweite Siphon 41 den zweiten vorgegebenen Druck erreicht und schliesst wieder, so wird das dritte Ventil 33 über mechanische oder pneumatische Mittel zurückgestellt. Wird an Stelle der Ratsche eine Scheibenbremse verwendet, so läuft die Steuerung gemäss Fig. 5 genau gleich ab.
  • Anstelle von bogenförmigen Ratschen oder Bremsscheibensegmenten können selbstverständlich auch gestreckte in geeigneten Gelenken gelagerte Ratschen oder Bremsen verwendet werden, wie sie beispielsweise in Fig. 1 mit der ersten Feststellvorrichtung gezeigt wurden.
  • Obwohl das erste Ausführungsbeispiel die Erfindung anhand eines Sitzes, vorzugsweise eines Flugzeugsitzes, beschreibt, ist ihr Einsatz keineswegs darauf beschränkt. Ein Set der Schläuche 9 mit textilen Fahnen 4 kann auch den Kopf- und/oder den Fussteil eines Bettes, beispielsweise eines Spitalbettes, die Nackenstütze eines Sitzes oder weitere Verstelleinrichtungen erfindungsgemäss bewegen.
  • Fig. 6 ist die schematische Darstellung eines Bettes 45, insbesondere eines Spitalbettes. Spitalbetten verfügen einerseits über eine Höhenverstellung der ganzen Liegefläche, anderseits über schwenkbare Kopf- und Fussteile 46, 47. Im Allgemeinen werden diese Verstellmöglichkeiten durch Elektromotoren bewältigt, welche über ein kleines für den Patienten leicht zu betätigenden Tableau angesteuert werden. Der Ersatz elektromotorischer Verstellmittel hat hier u.a. auch die Aufgabe, elektrosensible Menschen von den elektromagnetischen Wechselfeldern zu entlasten, welche mit Elektromotoren unvermeidlich verbunden sind. Während der Ersatz der elektromotorischen Spindelantriebe für die Höhenverstellung durch beispielsweise Pneumatikzylinder im Aufgabenzusammenhang als naheliegend betrachtet werden kann, und daher auch in Fig. 6 auf diesen Teil nicht Bezug genommen wird, liegen Kopfteil 46 und Fussteil 47 erfinderisch im Blickfeld.
  • Auf einem Untergestell 48 ist eine Hebevorrichtung 49 - vorzugsweise mit pneumatischem Antrieb - befestigt. Die Hebevorrichtung 49 trägt direkt, oder allenfalls über eine hier nicht weiter erörterte Kippeinrichtung, einen Mittelteil 50 des Bettes 45. An den beiden Enden des Mittelteiles 50 sind je ein schwenkbares Bauteil 1 schwenkbar angelenkt und einerseits als Kopf-, andererseits als Fussteil 46, 47 ausgestaltet. Die Schwenkvorrichtungen entsprechen dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel und sind hier nur schematisch dargestellt.
  • Damit der Kopf- und der Fusseil 46, 47 bei Bewegungen einer im Bett liegenden Person nicht unangenehm zu schwingen beginnen, sind hier Feststellvorrichtungen von besonderer Wichtigkeit. Um es dem im Bett liegenden Patienten möglichst einfach und bequem zu machen, muss je ein Knopf für die Aufwärts, bzw. Abwärtsbewegung des Kopf- oder Fussteils genügen. Das in Fig. 5 vorgestellte Ventilsystem erfüllt unter anderem genau diese Anforderungen.
  • Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist in Fig. 7a, b dargestellt. Hier handelt es sich um ein klappenartiges schwenkbares Bauteil 16, welches durch mehrere Schläuche 9 betätigt wird. Ein solches schwenkbares Bauteil 16 kann eine Türe 52, ein Deckel oder ein mit weiteren Elementen verbundener Aktuator sein. Fig. 7a, b bezieht sich beispielsweise auf eine Türe 52. Das schwenkbare Bauteil 16 ist in einem Scharniergelenk 53 schwenkbar gelagert und wird, wie in der Detailzeichnung Fig. 7b gezeigt, von einer schematisch dargestellten Rückholfeder 54 bei drucklosen Schläuchen 9 geschlossen, bzw. im geschlossenen Zustande gehalten.
  • Die Schläuche 9 drücken, sofern mit Druckluft beaufschlagt, gegen ein Strukturelement 5 - beispielsweise den Türrahmen - und gegen eine Platte 14 am schwenkbaren Bauteil 1. Da die Kraft von den Schläuchen 9 auf das schwenkbare Bauteil 1 gegen die Kraft der Rückholfeder 54 wirkt, ist der Öffnungswinkel des schwenkbaren Bauteils 1 abhängig vom Luftdruck in den Schläuchen 9. Soll das schwenkbare Bauteil 1 ganz ausgeschwenkt werden, so stösst es beispielsweise gegen einen Stossdämpfer 55.
  • Eine weitere erfindungsgemässe Ausbildung des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 7a, b zeigt Fig. 8. Das schwenkbare Bauteil 1 kann hier ebenfalls etwa um einen Winkel von 90° ausgeschwenkt werden. Anstelle der Schläuche 9 im Zusammenwirken mit einer Rückholfeder 54 ist hier ein zweites Set von Schläuchen 9 eingefügt, welche das schwenkbare Bauteil 1 in der Gegenrichtung schwenken können.
  • Fig. 9 ist die Darstellung einer Erweiterung des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 8. Hier ist der Schwenkbereich des schwenkbaren Bauteils 16 auf einen Winkel >90° ausgelegt. Durch geeignete mechanische Massnahmen kann dieser Schwenkbereich auf >180° erweitert werden. Speziell bei derart grossen Schwenkwinkeln sind die textilen Fahnen 4 äusserst wichtig, um die Schläuche 9 am Ausweichen zu hindern und damit ein Funktionieren der Schwenkvorrichtung zu gewährleisten.
  • Selbstverständlich ist es auch hier im Erfindungsgedanken mitenthalten, ein (nicht gezeichnetes) Federelement - oder auch deren zwei - einzufügen, welches das schwenkbare Bauteil 1 im drucklosen Zustande der Schläuche 9 auf einen vorgewählten Winkel zurückstellt.
  • Für die in den Fig. 7 bis 9 gezeigten Anwendungsbeispiele kann es von Vorteil sein, ebenfalls eine Feststellvorrichtung vorzusehen. Damit können die Klappen und Türen bei beliebigen Stellungen fixiert werden. Die Steuerung kann ebenfalls mit dem in Fig. 5 vorgestellten Ventilsystem realisiert werden. Für das Anwendungsbeispiel in Fig. 9 ist das Ventilsystem von Fig. 5 geringfügig, hier nicht weiter erläutert, anzupassen, da zum Schwenken des schwenkbaren Bauteils 1 das Belasten eines Sets von Schläuchen 9 zwangsläufig mit einem Entlasten des anderen Sets einhergeht.
  • An die Stelle von konventionellen Scharniergelenken 2, 17, 53 können selbstverständlich auch Biegegelenke aus Metall, Kunststoffen oder weiteren geeigneten Materialien treten. Ein solches metallisches Biegegelenk kann auch gleichzeitig als Federelement 20 oder Rückholfeder 54 wirken bzw. eingesetzt werden. Um diesem Umstande Rechnung zu tragen, kann allgemein der Begriff Gelenk für alle Arten von hier einsetzbaren Gelenken stehen.
  • Es ist ebenfalls erfindungsgemäss die textilen Fahnen durch andere auf Zug belastbare Materialien und Werkstücke zu ersetzen. Beispielsweise kann eine gelochte Aluminiumplatte die gleichen Anforderungen wie eine textile Fahne erfüllen. Als Ersatz für eine textile Fahne 4 sind auch zwei oder mehrere. Seile vorstellbar, welche an einer einem Schlauch 9 entlangführenden Stange befestigt sind. Für alle diese Arten von Lösungen soll hier der Begriff der Fahne verwendet werden.

Claims (17)

  1. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung für ein um ein Gelenk (2, 17, 53) schwenkbares Bauteil (1), welches an einem Strukturelement (5) befestigt ist, wobei der pneumatisch aktive Teil aus einem Set von luftdichten Schläuchen (9) mit Ventilen (11) besteht und die Schläuche (9) zwischen Teilen (3, 14) angebracht sind, welche zum Strukturelement (5) oder/oder dem schwenkbaren Bauteil (1) gehören, und die Schläuche (9) unter Druckbeaufschlagung Drehmomente in diese Platten (14) einleiten, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schläuche (9) mit mindestens einer Fahne (4) verbunden sind, welche ebenfalls, im Wesentlichen über ihre ganze Länge, nahe beim Gelenk (2, 17, 53) befestigt ist, und so die pneumatisch aktiven Schläuche (9) nur einen bogenartigen Teil des Volumens des Kreissegmentes mit Öffnungswinkel α und dem Scharniergelenk (2, 17, 53) im Scheitel ausfüllt, womit das mit Druck zu beaufschlagende Volumen minimiert werden kann.
  2. Pneumatisch betätigte. Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feststellvorrichtung (12) vorhanden ist, welche es ermöglicht, bei drucklosen Schläuchen (9) ein auf das schwenkbare Bauteil (1) wirkendes Drehmoment direkt auf das Strukturelement (5) zu übertragen
  3. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilsystem vorhanden ist, welches die Feststellvorrichtung 12 und das Set von Schläuchen (9) derart koppelt, dass die Schläuche (9) nur mit Druck beaufschlagt sind, wenn das schwenkbare Bauteil (1) bewegt wird.
  4. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläuche (9) luftdicht beschichtete Schläuche aus textilem Material sind.
  5. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläuche (9) aufgebaut sind aus einer textilen Hülle und einer in die Hülle eingelegten luftdichten Blase (10) aus elastischem Kunststoff.
  6. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) durch ein Federelement (20, 54) mit dem Strukturelement (5) so verbunden ist, dass das vom Federelement (20, 54) auf das Schwenkbare Bauteil (1) ausgeübte Drehmoment jenem von den Schläuchen (9) ausgeübten entgegenwirkt.
  7. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Set von Schläuchen (9) vorhanden und so angeordnet ist, dass das Drehmoment, welches sie auf das schwenkbare Bauteil (16) ausüben, jenem, das das erste Set von Schläuchen (9) auf das schwenkbare Bauteil (1) ausübt, entgegen wirkt.
  8. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuerung mit zwei Steuertasten (42, 43) ausgerüstet ist, welche die Schläuche (9) und pneumatische Aktuatoren der Feststellvorrichtung 12 so steuern, dass durch Betätigen
    - der ersten Steuertaste (42) zum Ausschwenken des schwenkbaren Bauteils (1) unter Last
    - zuerst das Set der Schläuche (9) mit Druckluft beaufschlagt wird, bis die Feststellvorrichtung 12 entlastet ist,
    - dann der Druck in dem Set von Schläuchen (9) weiter erhöht wird bis zum Loslassen der ersten Steuertaste (42)
    - anschliessend an das Loslassen der ersten Steuertaste (42) die Feststelleinrichtung erneut aktiviert wird, damit das schwenkbare Bauteil 1 und das Strukturelement 5 wieder fest miteinander verbunden sind, und das Set von Schläuchen (9) entlüftet wird,
    - der zweiten Steuertaste (43) zum Zurückfahren des schwenkbaren Bauteils (1) unter Last
    - zuerst das Set von Schläuchen (9) mit Druckluft beaufschlagt wird, bis die Feststellvorrichtung 12 entlastet ist,
    - dann der Druck in dem Set von Schläuchen (9) abgesenkt wird bis zum Loslassen der zweiten Steuertaste (43)
    - anschliessend an das Loslassen der zweiten Steuertaste (43) die Feststelleinrichtung erneut aktiviert wird, damit das schwenkbare Bauteil 1 und das Strukturelement 5 wieder fest miteinander verbunden sind, und das Set von Schläuchen (9) entlüftet wird.
  9. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellvorrichtung 12 aus folgenden Elementen besteht
    - einer Ratsche (19), welche mit dem Strukturelement (5) verbunden ist,
    - einer Klinkeneinrichtung (24), welche mit dem schwenkbaren Bauteil (1) verbunden ist,
    - die Klinkeneinrichtung (24) in die Ratsche (19) eingreifen und mit pneumatischen Aktuatoren betätigt werden kann, dergestalt, dass bei drucklosen Schläuchen (9) ein auf das schwenkbare Bauteil (1) wirkende Drehmomente über die Ratsche (19) und die Klinkeneinrichtung (24) auf das Strukturelement (5) übertragen wird.
  10. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Ratsche (19) mit dem Strukturelement (5) über eine Stange (22) verbunden ist,
    - die Stange (22) gegenüber dem Strukturelement über einen kleinen Weg beweglich ist, wobei diese Bewegung durch eine Scheibe (21) gegenüber dem Strukturelement (5) begrenzt ist,
    - eine Feder (20) vorhanden ist, welche die Ratsche (19) gegen das Strukturelement (5) presst,
    - ein erstes Steuerungsventil (23) vorhanden ist, welches durch die Stange (22) betätigt wird.
  11. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Friktionsbremse (25) mit dem Strukturelement (5) über eine Stange (22) verbunden ist,
    - eine zweite Bremseinrichtung (27) welche mit dem schwenkbaren Bauteil (1) verbunden ist,
    - die Bremseinrichtung (27) der Friktionsbremse (25) auf die Bremsscheibe (26) einwirken und mit pneumatischen Aktuatoren betätigt werden kann, dergestalt, dass bei drucklosen Schläuchen (9) ein auf das schwenkbare Bauteil (1) wirkendes Drehmoment über die Bremsscheibe (26) und die zweite Bremseinrichtung (27) auf das Strukturelement (5) übertragen wird.
  12. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellvorrichtung 12 aus folgenden Elementen besteht
    - einem an dem schwenkbaren Bauteil 1 gelenkig befestigten Stab 8,
    - der Stab 8 durch eine Friktionsbremse in der Form einer ersten Bremseinrichtung 6 läuft,
    - die erste Bremseinrichtung 6 an einem am Strukturelement 5 befestigten Arm 7 schwenkbar gelagert ist.
  13. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung nach Patentanspruch 6 und einem der Patentansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) ein klappenartiges Element ist.
  14. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) als Kopfteil (46) eines Bettes (45) ausgebildet ist, wobei das Strukturelement (5) durch ein Mittelteil (50) des Bettes (45) gebildet wird.
  15. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) als Fussteil (47) eines Bettes (45) ausgebildet ist, wobei das Strukturelement (5) durch ein Mittelteil (50) des Bettes (45) gebildet wird.
  16. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) als eine Fussstütze eines Sitzes ausgebildet ist, wobei das Strukturelement (5) mindestens mittelbar durch eine Sitzfläche des Sitzes gebildet wird.
  17. Pneumatisch betätigte Schwenkvorrichtung gemäss Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (1) als eine Türe (52) ausgebildet ist.
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