EP1732840A1 - Hebevorrichtung - Google Patents

Hebevorrichtung

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EP1732840A1
EP1732840A1 EP05729517A EP05729517A EP1732840A1 EP 1732840 A1 EP1732840 A1 EP 1732840A1 EP 05729517 A EP05729517 A EP 05729517A EP 05729517 A EP05729517 A EP 05729517A EP 1732840 A1 EP1732840 A1 EP 1732840A1
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EP
European Patent Office
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lifting device
drive unit
central joint
spindle
lifting
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EP05729517A
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Paul Weidner
Konrad Pieger
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/06—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
    • B66F7/065—Scissor linkages, i.e. X-configuration
    • B66F7/0666—Multiple scissor linkages vertically arranged

Definitions

  • the invention relates to a lifting device with an upper part and a lower part, with a lifting linkage connecting the upper part to the lower part, with at least two partial linkages connected to one another via a central joint, and with a drive unit for adjusting the height of the upper part.
  • WO 98/46137 shows such a lifting device for height adjustment of a patient couch.
  • Parallelogram constructions are used as lifting rods.
  • a disadvantage of the known constructions is that they require a relatively large amount of space.
  • particularly high forces are required for height adjustment, which are also not constant. Different travel speeds also occur when adjusting the height.
  • the known solutions are too large, structurally complex and require control that is too complicated.
  • a scissor construction is used as a partial linkage.
  • the installation space required for the lifting device can be greatly minimized compared to known designs. If, for example, the lifting linkage consists of two articulated scissor structures, this double scissor can be used to adjust the height of a patient bed provided on the upper scissor pack in a confined space.
  • a triple or quadruple scissor mechanism can be used if the application requires it. Due to the design, the use of a multi-scissor construction also results in a particularly high degree of rigidity and deflection resistance when absorbing lateral forces.
  • the drive unit is designed for a linear movement of the central joint in the vertical direction. This is preferably achieved by the drive unit engaging directly below the central joint. This not only achieves a constant travel speed.
  • the device according to the invention is also characterized by almost constant active forces and particularly precise synchronism. Since preferably only a single drive unit is used, no separate synchronization control is required. An arcuate pivoting of the lifting rod and the associated increased space requirements are avoided.
  • the drive unit has a spindle and a motor.
  • this type of drive unit is comparatively low-maintenance.
  • it has proven particularly advantageous ne proven arrangement in which a vertically extending spindle is driven by a corresponding gear from an electric motor, the axis of rotation of which is perpendicular to the spindle axis. This enables a particularly space-saving construction of the lifting device.
  • a trapezoidal spindle is preferably used as the spindle.
  • spindle instead of this self-locking type of spindle, other spindles, for example ball screws, can also be used.
  • the spindle, motor and transmission are preferably designed such that the spindle flanks are always under load. In contrast to hydraulic cylinders, the working paths of which vary in the course of operation due to the design, the present drive unit is therefore free of play, i.e. there is no return game.
  • the motor is attached to the lower part, for example on a base plate. This has the advantage that there is sufficient space for the motor control above the motor. In addition, no movable cable routing is required.
  • a movable motor is provided in an alternative embodiment, which is attached to the central joint and moves up and down on the spindle.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of a second embodiment of the invention
  • the lifting device 1 essentially consists of a lower part in the form of a base plate 2, an upper part in the form of a patient couch 3 and a lifting rod, cf. FIG 1.
  • the lifting linkage is designed as a double scissor mechanism or double scissors 4. In other words, it comprises two scissors packages 5, 6 aJ s Tei 1 linkage, which are articulated together.
  • the lower pair of scissors 6 is articulated to the base plate 2 with its front scissor feet 7.
  • the rear scissor feet 8 of the lower pair of scissors 6 are connected to one another by a runner 9 which, when the double scissors 4 open and close, runs back and forth in the running direction 11 on a running rail 10 fastened to the base plate 2 (cf. FIG. 2).
  • a horizontally arranged electric motor 12 is fastened on the base plate 2.
  • a hand crank for the emergency operation of the lifting device 1 can be attached to the end of the electric motor 12 facing the rear scissor feet 8 (not shown).
  • the axis of rotation 13 of the electric motor 12 runs parallel to the running direction 11 of the rotor 9. Above the electric motor 12 there is sufficient space for the arrangement of a motor control (not shown).
  • a gear transmission 14 is located between the front scissor feet 7, which converts the rotary movement of the electric motor 12 into a linear movement of a telescopic spindle 15 running perpendicular to the axis of rotation 13 of the electric motor 12, which between the front scissor feet 7 and below the front central joint 16 of the double scissors 4 is arranged.
  • the telescopic spindle 15 is designed as a trapezoidal screw joint (ACME spindle) and is articulated with its spindle head via a cross connection 17 to the front central joint 16 of the double scissors 4.
  • the electric motor 12 is switched on and the telescopic spindle 15 is extended or retracted.
  • the central joint 16 of the double scissors 4 executes a linear movement in the vertical direction 18 at a constant travel speed, while the rotor 9 moves in the running direction 11.
  • the axis of rotation 13 of the electric motor 12 extends perpendicular to the spindle axis.
  • the gear 14 is a self-locking gear.
  • the spindle flanks are always under load, so that the telescopic spindle 15 has no return play.
  • the absolute encoder of a measuring system is attached directly to the telescopic spindle 15 (not shown).
  • a movable motor 19 is provided, cf. FIG. 2.
  • the electric motor 19 is fixed on the central joint 16 of the double scissors 4 and moves up and down when the double scissors 4 are opened and closed on a screw spindle 20 fixed on the lifting plate 2.
  • this embodiment corresponds to the embodiment described above, in particular with regard to the principles of action.
  • the invention enables a lifting device 1 that is particularly small

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung (1) mit einem Oberteil (3) und einem Unterteil (2), mit einem das Oberteil (3) mit dem Unterteil (2) verbindenden Hubgestänge (4) mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundenen Teilgestängen (5, 6) und mit einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) zur Höhenverstellung des Oberteils (3). Um eine besonders einfache Hebevorrichtung bereitzustellen, wird eine Hebevorrichtung (1) vorgeschlagen, bei der die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk (16) angreift.

Description

Beschreibung
Hebevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung mit einem Oberteil und einem Unterteil, mit einem das Oberteil mit dem Unterteil verbindenden Hubgestänge mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk miteinander verbundenen Teilgestängen und mit einer Antriebseinheit zur Höhenverstellung des Oberteils.
Derartige Hebevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise WO 98/46137 eine derartige Hebevorrichtung zur Höhenverstellung einer Patientenliege. Dabei werden Parallelogrammkonstruktionen als Hubgestänge verwendet. Von Nachteil bei den bekannten Konstruktionen ist es, dass diese einen verhältnismäßig großen Bauraum benötigen. Darüber hinaus sind zur Höhenverstellung besonders große Kräfte erforderlich, die zudem nicht konstant sind. Auch treten bei der Höhenverstellung verschiedene Verfahrgeschwindig- keiten auf. Die bekannten Lösungen sind mit anderen Worten zu groß, konstruktiv zu aufwändig und erfordern eine zu komplizierte Steuerung.
Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Er- findung, eine besonders einfache Hebevorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit einer Hebevorrichtung nach Anspruch 1 bzw. einem Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.
Danach ist es eine Grundidee der Erfindung, die Hebevorrich- tung derart zu gestalten, die Antriebseinheit an einem Mittelgelenk eines mehrteiligen Hubgestänges angreift. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kompakte Bauform der Hebevorrichtung.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Scherenkonstruktion als Teilgestänge verwendet. Dadurch lässt sich der für die Hebevorrichtung benötigte Bauraum gegenüber bekannten Bauformen stark minimieren. Besteht das Hubgestänge beispielsweise aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Scherenkonstruktionen, so kann mit dieser Doppelschere eine Höhenverstellung einer auf dem oberen Scherenpaket vorgesehenen Patientenliege auf engstem Raum erfolgen.
Anstelle eines zweifachen Scherenpaketes kann auch ein drei - oder vierfacher Scherenmechanismus verwendet werden, sofern dies die Anwendung erfordert. Konstruktionsbedingt ergibt sich beim Einsatz einer Mehrfachscherenkonstruktion zudem ei- ne besonders hohe Steifigkeit und Durchbiegungsfestigkeit bei der Aufnahme seitlich auftretender Kräfte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es besonders vorteilhaft , wenn die Antriebseinheit für eine ge- radlinige Bewegung des Mittelgelenkes in vertikaler Richtung ausgebildet ist. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Antriebseinheit direkt unterhalb des Mittelgelenkes angreift. Hierdurch wird nicht nur eine konstante Verfahrge- schwindigkeit erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich auch durch nahezu konstante Wirkkräfte sowie einen besonders exakten Gleichlauf aus. Da vorzugsweise nur eine einzige Antriebseinheit verwendet wird, ist keine separate Gleichlaufsteuerung erforderlich. Ein bogenförmiges Verschwenken des Hubgestänges und ein damit verbundener erhöhter Platzbedarf werden vermieden.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Antriebseinheit eine Spindel und einen Motor aufweist. Gegenüber bekannten Lösungen, die vor allem mit wartungsintensiven hydraulischen Zylindern arbeiten, ist diese Art der Antriebseinheit vergleichsweise wartungsarm. Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang ei- ne Anordnung erwiesen, bei der eine vertikal verlaufende Spindel über ein entsprechendes Getriebe von einem Elektromotor angetrieben wird, dessen Drehachse senkrecht zur Spindelachse verläuft. Hierdurch ist ein besonders platzsparender Aufbau der Hebevorrichtung möglich.
Als Spindel kommt vorzugsweise eine Trapezsp ndel zum Einsatz. Anstelle dieses selbsthemmenden Spindeltyps können auch andere Spindeln, beispielsweise Kugelumlaufspindein verwendet werden. Spindel, Motor und Getriebe sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Spindelflanken stets unter Last sind. Im Gegensatz zu hydraulischen Zylindern, deren Arbeitswege im Laufe des Betriebs bauartbedingt variieren, ist die vorliegende Antriebseinheit daher spielfrei, d.h. es tritt kein Rückkehrspiel auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Motor am Unterteil befestigt, beispielsweise auf einer Bodenplatte. Dies hat den Vorteil, dass oberhalb des Motors ausreichend Platz für die Motorsteuerung vorhanden ist. Darüber hinaus ist keine bewegliche Kabelführung erforderlich.
Anstelle eines solchen festen Motors ist in einer alternativen Ausführungsform ein beweglicher Motor vorgesehen, der am Mittelgelenk befestigt ist und auf der Spindel hoch und runter fährt .
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
FIG 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, FIG 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung,
FIG 3 eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform. Die erfindungsgemäße Hebevorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Unterteil in Form einer Bodenplatte 2, einem Oberteil in Form einer Patientenliege 3 und einem Hubgestän- ge, vgl. FIG 1. Das Hubgestänge ist dabei als doppelter Scherenmechanismus oder Doppelschere 4 ausgestaltet. Es umfasst mit anderen Worten zwei Scherenpakete 5, 6 aJ s Tei 1 gestänge, die gelenkig miteinander verbunden sind.
Das untere Scherenpaket 6 ist mit seinen vorderen Scherenfüßen 7 gelenkig mit der Bodenplatte 2 verbunden. Die hinteren Scherenfüße 8 des unteren Scherenpakets 6 sind über einen Läufer 9 miteinander verbunden, der beim Öffnen und Schließen der Doppelschere 4 auf einer an der Bodenplatte 2 befestigen Laufschiene 10 in Laufrichtung 11 hin und her läuft (vgl. FIG 2) .
-.wischen den vorderen und den hinteren Scherenfüßen 7, 8 des unteren Scherenpakets 6 ist ein horizontal angeordneter E- lektromotor 12 auf der Bodenplatte 2 befestigt. An dem den hinteren Scherenfüßen 8 zuweisenden Ende des Elektromotors 12 kann eine Handkurbel für den Notbetrieb der Hebevorrichtung 1 angesetzt werden (nicht dargestellt) . Die Drehachse 13 des Elektromotors 12 verläuft dabei parallel zur Laufrichtung 11 des Läufers 9 . Oberhalb des Elektromotors 12 ist ausreichend Platz für die Anordnung einer Motorsteuerung (nicht abgebildet) . Zwischen den vorderen Scherenfüßen 7 befindet sich ein Zahnradgetriebe 14, welches die Drehbewegung des Elektromotors 12 in eine Linearbewegung einer senkrecht zur Drehachse 13 des Elektromotors 12 verlaufenden Teleskop-Spindel 15 umwandelt, die zwischen den vorderen Scherenfüßen 7 und unterhalb des vorderen Mittelgelenkes 16 der Doppelschere 4 angeordnet ist. Die Teleskop-Spindel 15 ist als Trapez- Schraubenspi ndeJ (ACME-Spindel) ausgebildet und m t ihrem Spindelkopf über eine Querverbindung 17 mit dem vorderen Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 gelenkig verbunden.
Für eine Höhenverstellung der Patientenliege 3 wird der E- lektromotor 12 angeschaltet und die Teleskop-Spindel 15 ausgefahren bzw. eingefahren. Dabei vollführt das Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 eine geradlinige Bewegung in vertikaler Richtung 18 mit konstanter Verfahrgeschwindigkeit, während der Läufer 9 sich in Laufrichtung 11 bewegt. Die Drehachse 13 des Elektromotors 12 verläuft dabei senkrecht zur Spindelachse. Aus Sicherheitsgründen handelt es sich bei dem Getriebe 14 um ein selbsthemmendes Getriebe. Die Spindelflanken sind stets unter Last, so dass die Teleskop-Spindel 15 kein Rückkehrspiel aufweist. Der Absolutwertgeber eines Messsystems ist direkt an der Teleskopspindel 15 angebracht (nicht abgebildet) .
In einer alternativen Ausführungsform ist ein beweglicher Motor 19 vorgesehen, vgl. FIG 2. Der Elektromotor 19 ist dabei am Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 fixiert und fährt beim Öffnen und Schl eßen der Doppel schere 4 auf einer an der Rodenplatte 2 fixierten Schraubenspindel 20 hoch und runter. Davon abgesehen stimmt diese Ausführungsform mit der oben beschriebenen Ausführungsform überein, insbesondere hinsichtlich der Wirkprinzipien.
Gegenüber herkömmlichen Standflächen ist mit der Erfindung eine Hebevorrichtung 1 möglich, die eine besonders geringe
Basisfläche erfordert, vgl. FIG 3, in der eine Draufsicht auf eine Hebevorrichtung ohne Oberteil abgebildet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Hebevorrichtung (1) - mit einem Oberteil (3) und einem Unterteil (2) , - mit einem das Oberteil (3) mit dem Unterteil (2) verbindenden Hubgestänge (4) mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundenen Teilgestängen (5, 6) und mit einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) zur Höhen- Verstellung des Oberteils (3) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk 16 angreift .
2. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Scherenkonstruktion als Teilgestänge (5, 6) .
3. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) für eine geradlinige Bewegung des Mittelgelenks (16) in vertikaler Richtung (18) ausgebildet ist.
4. Hebevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) eine am Mittelgelenk (16) befestigte Spindel (15) und einen Motor (12, 19) aufweist .
5. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spindel (15) eine Trapezspindel ist.
6. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Motor (12) am Unterteil (2) befestigt ist.
7. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Motor (19) am Mittelgelenk (16) befestigt ist.
8. Verfahren zur Höhenverstellung eines Oberteils (3) einer Hebevorrichtung (1) mittels einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19), wobei das Oberteil (3) über ein Hubgestänge (4) mit einem Unterteil (2) verbunden ist und das Hubgestänge (4) wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundene Teilgestänge (5, 6) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk (16) angreift.
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