WO1997037728A1 - Steighilfevorrichtung - Google Patents

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WO1997037728A1
WO1997037728A1 PCT/EP1997/001727 EP9701727W WO9737728A1 WO 1997037728 A1 WO1997037728 A1 WO 1997037728A1 EP 9701727 W EP9701727 W EP 9701727W WO 9737728 A1 WO9737728 A1 WO 9737728A1
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WO
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suction
climbing
climbing aid
vacuum
aid device
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Application number
PCT/EP1997/001727
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Winkler
Original Assignee
Gerald Winkler
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 Gerald Winkler filed Critical Gerald Winkler
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Publication of WO1997037728A1 publication Critical patent/WO1997037728A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B27/00—Apparatus for climbing poles, trees, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B47/00—Suction cups for attaching purposes; Equivalent means using adhesives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B5/00—Other devices for rescuing from fire

Definitions

  • the invention relates to a climbing aid device, in particular a person-specific climbing aid device, which is intended to allow a person to climb or overcome vertical or overhanging walls or ceilings without problems.
  • Climbing aids of this type are widely known, but are generally tied to the special shape of the object to be climbed. Wedging stirrups for climbing telegraph poles or tree trunks based on mechanical action may be mentioned as an example. Naturally, these types of climbing aids are not suitable for walls or overhangs.
  • the present invention has for its object to provide a climbing aid that can be used flexibly and easily on walls, ceilings or the like. Overhangs and with the help of which locations that are difficult or not accessible for people without complex auxiliary devices can be reached become. This object is achieved by a climbing aid device with the features according to claim 1.
  • the climbing aid device has a plurality, preferably four, suction modules to be attached to each limb of the person, which are releasably connected to the wall under vacuum.
  • the suction modules are connected to a portable or external vacuum generating device, by means of which the suction modules can be subjected to negative pressure.
  • the vacuum generating device and the suction modules are connected to a control with which the suction modules are subjected to a vacuum in a defined time.
  • “defined in time” is to be understood to mean that the suction modules are controlled either by an individually controlled triggering on the part of the person using the climbing aid device, or automatically according to a predetermined time pattern with regard to the vacuum application. It must be ensured that so many of the various suction modules have a hold on the wall to be climbed at all times that there is no risk of falling.
  • the required holding force for this is calculated by the control unit.
  • the vacuum on the suction modules is adjusted accordingly.
  • the suction modules are also designed to be able to absorb very high holding forces on a wall in a semicircular to shell-like manner. With an appropriate arrangement of the handles, an optimal force distribution is achieved so that they cannot slide off, tip off or be levered off the wall.
  • Figure 1 is a perspective, schematic representation of a person using the climbing aid when climbing a wall
  • FIG. 2 shows a plan view of a suction module of the climbing aid device
  • FIG. 3 shows a side view of the suction module according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a block diagram of the pneumatic control of the climbing aid device
  • Figure 5 is a block diagram of an electronic control of a control unit.
  • FIG. 1 shows the person-related climbing aid in action, the main components of which can be seen.
  • Four identical suction modules 1.1 to 1.4 are assigned to the two hands 2, 3 and feet 4, 5 of a person 6.
  • a compressed air bottle 7 can be seen, which contains the heart of a vacuum generating device to be explained in more detail.
  • the compressed air from the bottle 7 is passed via two compressed air lines 8, 9 to two branching pieces 10, from which the individual suction modules 1.1 to 1.4 are supplied with compressed air via compressed air branch lines 11, 12, 13, 14, respectively.
  • a central voltage supply in the form of a battery pack 15 is provided, which is to be fastened, for example, to the belt 16 of the person 6.
  • Electrical supply lines 18 run from the battery pack 15 to the individual suction modules 1, around the electronic components housed there with energy to supply.
  • a bus line 19 is also combined with the electrical supply lines 18 to form a control and supply cable 17, to which the microprocessor-based control units 20 (FIG. 5) are coupled.
  • the BUS line 19 is looped through all the control units 20 in parallel.
  • a possible construction of the suction modules using the example of the suction module 1.1 for a hand 2, 3 is shown with reference to FIGS. 2 and 3.
  • a partially circular vacuum chamber 21 is designed to be open to a wall 22 or to the underside of the suction module 1.1.
  • the open side 23 of the vacuum chamber 21 is surrounded by a very soft elastic sealing lip 24, so that a sufficient negative pressure within the vacuum chamber 21 is achieved even on various substrates such as concrete, sand-lime brick with mortar joints, rough plaster, facade panels or wood.
  • Basic examples of such holding devices working with negative pressure can be found in DE 27 23 616 B2 or DE 41 25 889 Cl, but these are static holding devices which show a completely different subject.
  • sealing lip 24 can consist of several individual sealing lips which may be arranged next to one another.
  • the individual sealing lips which form the sealing lip 24 may be of different heights and / or of different materials. Hard to very soft materials can be used here, which guarantees universal adhesion to any surface.
  • sealing lips can also be formed, for example in order to facilitate suction of the suction modules.
  • the sealing lips made of harder materials, which may adjoin the inside, serve to form a further sealing step, possibly for smoother surfaces.
  • Such sealing lips should be easy to replace so that they can be replaced after wear. This is also intended to be encompassed by the present inventive concept.
  • a central technology module 25 is assigned to the vacuum chamber 21, in which the pneumatic and electronic control elements, as will be explained in more detail with reference to FIGS. 4 and 5, are accommodated.
  • the suction modules 1.3 and 1.4 for the feet 4, 5 of the person 6 have, instead of the handle 27, a step shell (not shown in more detail) in which the feet 4, 5 are held by corresponding belt fasteners. Otherwise, the suction modules 1.1, 1.2 and 1.3, 1.4 match in terms of pneumatic and electronic control and their mode of operation.
  • a display unit 28 with light-emitting diodes 29 which provide information about the operating state of the respective suction module 1 at an eye-catching location. They are also used to issue error codes.
  • the pneumatic structure of the suction modules 1.1 to 1.4 and the vacuum generating device is explained in FIG. 4.
  • the compressed air bottle 7 or, if applicable, a portable compressor or turbine with the compressed air lines 8, 9, the branching pieces 10 and the compressed air branch lines 11 to 14 is again indicated schematically there.
  • the vacuum loading of the vacuum chamber 21 is based on the water jet pump principle, in which the compressed air branch line 11 opens into a so-called ejector nozzle 30, which has a compressed air outlet 31 and a suction connection 32. Due to the air flowing through the ejector nozzle 30, a negative pressure is generated at the suction connection 32.
  • the suction connection 32 is connected to the vacuum chamber 21 via a connecting line 33, so that a vacuum is to be generated in the latter.
  • a solenoid valve 34 in the feed line 35 to the ejector nozzle 30 and a control switching valve 36 in the connecting line 33 are used to control the vacuum application. Both valves are connected to the control unit 20, which regulates, opens or closes the valves 34, 36 according to a corresponding operating scheme via corresponding drivers.
  • the solenoid valve 34 is preferably used to control and regulate the ejector nozzle 30. After branching off from the compressed air branch line 11, the solenoid branch valve 38 is used directly to flood the vacuum chamber 21 during the detachment of the suction module.
  • the solenoid valve 34 is opened that a negative pressure builds up at the suction connection 32.
  • the control switching valve 36 can then be opened and the vacuum chamber 21 can be suctioned off.
  • the negative pressure in the vacuum chamber 21 is detected by a pressure sensor 37, which is connected to the control unit 20. This can close the solenoid valve 34 and the control switching valve 36 if the negative pressure in the vacuum chamber 21 is permanently maintained, for example on a particularly smooth surface, without having to be constantly pumped out of the vacuum chamber 21. This saves compressed air.
  • a magnetic branch valve 38 is inserted into the supply line 35 in the pneumatic circuit, from which a branch line 39 leads to the vacuum chamber 21.
  • the solenoid branch valve 38 is in turn coupled to the control unit 20, which is connected on the input side to a release switch 40. This is arranged on the access part 26 of the suction module 1.1. It is operated by the upward movement generated by the user. This is done by the measurement and evaluation of the mechanical release elements by the control unit 20. If the release switch 40 is pressed, the branch line 39 is briefly supplied with compressed air from the supply line 35 by opening the magnetic branch valve 38. The negative pressure in the vacuum chamber 21 is abruptly reduced. This releases the corresponding suction module and can be lifted off the surface.
  • the vacuum chamber 21 can be provided with a valve which is opened in order to bring air inward in order to reduce the negative pressure and to detach the suction module 1 from the wall 22. This means that the consumption of compressed air can also be reduced.
  • the electronic control part of the climbing aid device according to the invention is shown in FIG. 5. Again, only the control unit 20 of the suction module 1.1 assigned to the left hand 2 is shown in detail. The other control units 20 are constructed accordingly.
  • the control unit 20 is controlled by a microprocessor 41, for example of the UP 80 535 type. This is coupled to the microprocessors of the other control units 20 with a coupling 42, in particular an I / O coupling or an i 2 C bus coupling, via the BUS line 19.
  • the electrical supply line 18 from the accumulator pack 15 is also indicated in FIG. 5.
  • the microprocessor 41 is connected to a push button sensor 43, with which the control unit 20 determines whether the respective suction module 1 is seated on the wall 22. Only then is vacuum pressure applied to the vacuum chamber 21.
  • the release switch 40, the pressure sensor 37 and a program storage unit 44 can also be seen, in which a corresponding control program is stored.
  • the display unit 28 is also controlled by the microprocessor 41.
  • the program storage unit 44 fulfills various security functions, indicated in FIG. 5 by its own block 45, namely the coupling of the vacuum application of the individual suction modules 1, which must ensure that not too many vacuum chambers 21 of the individual suction modules 1 are ventilated at the same time. Furthermore, when the suction module 1 is stuck, the respective negative pressure is detected via the pressure sensor 37, and a corresponding warning signal is generated when it drops and is displayed on the display unit 28. Furthermore, the microprocessor control is designed so that if the A default state is assumed for power supply or a cable break, so that a vacuum supply to all still intact vacuum chambers 21 is then guaranteed. This means that the branch line 39 is closed by the solenoid branch valve 38 and the valves 34, 36 are opened. The control program also takes over the energy management indicated by block 46, ie it monitors the contents of the compressed air bottle and the accumulator.
  • the person 6 actuates the release switch 40 on the suction module 1.1.
  • the controller briefly opens the branch line 39 with the aid of the magnetic branch valve 38 and the vacuum chamber 21 in the suction module 1.1 is ventilated for a limited time.
  • the solenoid valve 34 in the suction module 1.1 is closed.
  • the touch sensor 43 detects that it is in place and the solenoid valve 34 is opened again.
  • a negative pressure is formed in the vacuum chamber 21 and is monitored by the pressure sensor 37.
  • the control can automatically detach the suction module 1.3 on the right foot of the person 6 by opening the corresponding magnetic branch valve 38.
  • the present inventive concept is intended to include a sensor for determining an inclination angle being assigned to each suction module 1. This detects whether, for example, a suction module 1 bears against a wall, ceiling or floor. If the suction module 1 lies horizontally on a floor, no negative pressure is generated.
  • the climbing aid With the aid of the climbing aid according to the invention, work can be carried out with great advantage, particularly under time-critical aspects, such as, for example, to save human lives during rescue operations, rescue or rescue operations.
  • the climbing aid additionally enables the assumption of a static work posture with almost unlimited freedom of arm, which allows even more extensive work to be carried out with the aid of the subject matter of the invention.
  • continuous pressure detection is combined with various alarm functions, which are used on the one hand to control the device and on the other hand to inform the user.
  • the climbing aid device is energetically autonomous and portable for humans.
  • the present inventive concept is also intended to include the fact that instead of a bottle 7, an external connection supplies the individual suction modules with negative pressure or positive pressure. This can be done, for example, by means of a simple hose, which is fed from one place out of the climbing aid device.
  • suction modules 1 can be designed so that the Surface of the substrate is not damaged by the application of negative pressure.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steighilfevorrichtung, insbesondere personengebundene Steighilfevorrichtung zum Besteigen von Wänden mit mehreren, vorzugsweise vier an jeweils einer Gliedmasse (2, 3, 4, 5) der Person (6) anzubringenden Saugmodulen (1), die unter Vakuumbeaufschlagung mit der Wand (22) lösbar zu verbinden sind, und mit einer mit dem Saugmodul (1) verbundenen Vakuum-Erzeugungseinrichtung, mittels derer die Saugmodule (1) mit Unterdruck beaufschlagbar sind.

Description

Steighilfevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Steighilfevorrichtung, insbe¬ sondere personengebundene Steighilfevorrichtung, welche einer Person erlauben soll, selbst senkrechte oder über- hängende Wände bzw. Decken problemlos zu besteigen oder zu überwinden.
Derartige Steighilfen sind zwar vielfach bekannt, jedoch in aller Regel an die spezielle Form des zu besteigenden Gegenstandes gebunden. Als Beispiel seien sich verkeilende Steigbügel zum Erklimmen von Telegrafenmasten oder Baum¬ stämmen genannt, die auf mechanischer Wirkung beruhen. Naturgemäss sind diese Arten von Steighilfen für Wände oder Überhänge nicht geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steighilfevorrichtung zu schaffen, die an Wänden, Decken oder dgl. Überhängen flexibel und unkompliziert eingesetzt und mit deren Hilfe Orte, die ohne aufwendige Hilfsgeräte für den Menschen nur schwer bzw. gar nicht zugänglich sind, erreichbar gemacht werden. Diese Aufgabe wird durch eine Steighilfevomchtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst .
Demnach weist die Steighilfevorrichtung mehrere, vorzugsweise vier an jeweils einer Gliedmasse der Person anzubringende Saugmodule auf, die unter Vakuumbeauf¬ schlagung mit der Wand lösbar zu verbinden sind. Dazu sind die Saugmodule mit einer tragbaren oder externen Vakuumer¬ zeugungseinrichtung verbunden, mittels derer die Saugmodule mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Um ein definiertes Ablösen und Wiederansaugen der Saugmodule an der zu be¬ steigenden Wand zu erreichen, sind die Vakuum-Erzeu¬ gungseinrichtung und die Saugmodule mit einer Steuerung verbunden, mit der die Saugmodule zeitlich definiert mit Unterdruck beaufschlagt werden.
Unter "zeitlich definiert" ist hierbei zu verstehen, dass die Saugmodule entweder durch eine individuell gesteuerte Auslösung, seitens der die Steighilfevomchtung benutzen- den Person, oder automatisch nach einem vorgegebenen Zeitmuster hinsichtlich der Vakuumbeaufschlagung ange¬ steuert werden. Dabei muss gewährleistet sein, dass jederzeit so viele der verschiedenen Saugmodule Halt an der zu besteigenden Wand haben, dass eine Absturzgefahrdung auszuschliessen ist.
Die erforderliche Haltekraft hierfür wird von der Steuereinheit berechnet . Entsprechend wird der Unterdruck an den Saugmodulen angepasst. Die Saugmodule sind ferner, um sehr hohe Haltekräfte an einer Wand aufnehmen zu können halbkreis- bis muschelartig ausgebildet. Dadurch wird bei entsprechender Anordnung der Haltegriffe eine optimale Kraftverteilung erreicht, so dass diese nicht von der Wand abrutschen, abkippen oder abgehebelt werden können. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Figur 1 eine perspektivische, schematische Darstellung einer die Steighilfevorrichtung benutzenden Person beim Besteigen einer Wand;
Figur 2 eine Draufsicht auf ein Saugmodul der Steighil- fevorrichtung;
Figur 3 eine Seitenansicht des Saugmoduls gemäß Figur 2 ;
Figur 4 ein Blockschaltbild der pneumatischen Steuerung der Steighilfevorrichtung;
Figur 5 ein Blockschaltbild einer elektronischen Regelung einer Steuereinheit .
Figur 1 zeigt die personengebundene Steighilfevorrichtung in Aktion, wobei deren Hauptkomponenten zu erkennen sind. Dabei sind vier gleichartige Saugmodule 1.1, bis 1.4, jeweils den beiden Händen 2, 3 und Füssen 4, 5 einer Person 6 zugeordnet. Auf dem Rücken der Person ist eine Druck¬ luftflasche 7 erkennbar, die das Herzstück einer noch näher zu erläuternden Vakuum-Erzeugungseinrichtung enthält. Die Druckluft aus der Flasche 7 wird über zwei Druckluft¬ leitungen 8, 9 zu zwei Verzweigungsstücken 10 geleitet, von denen aus jeweils über Druckluftzweigleitungen 11, 12, 13, 14 die einzelnen Saugmodule 1.1 bis 1.4 mit Druckluft versorgt werden. Ferner ist eine zentrale Spannungs- Versorgung in Form eines Akkumulatorenpacks 15 vorgesehen, das beispielsweise am Gürtel 16 der Person 6 zu befestigen ist. Vom Akkumulatorenpack 15 laufen elektrische Versor¬ gungsleitungen 18 zu den einzelnen Saugmodulen 1, um die dort untergebrachten elektronischen Komponenten mit Energie zu versorgen. Mit den elektrischen Versorgungsleitungen 18 ist auch eine BUS-Leitung 19 zu einem Steuer- und Versor- gangskabel 17 kombiniert, mit der die Mikroprozessor¬ gestützten Steuereinheiten 20 (Fig. 5) gekoppelt sind. Die BUS-Leitung 19 ist dabei parallel durch alle Steuereinheiten 20 durchgeschleift.
Anhand der Figuren 2 und 3 ist ein möglicher Aufbau der Saugmodule am Beispiel des Saugmodules 1.1 für eine Hand 2, 3 aufgezeigt. Eine teilkreisringförmige Vakuumkammer 21, ist zu einer Wand 22, bzw. zur Unterseite des Saugmoduls 1.1 hin offen ausgestaltet. Die Offenseite 23 der Vakuumkammer 21 ist von einer sehr weichelastischen Dichtlippe 24 umgeben, so dass ein genügender Unterdruck innerhalb der Vakuumkammer 21 auch bei verschiedenen Untergründen wie Beton, Kalksandstein mit Mörtelfugen, Rauhputz, Fassadenplatten oder Holz erreicht wird. Grundsätzliche Beispiele für solche mit Unterdruck arbeitende Halteeinrichtungen sind der DE 27 23 616 B2 bzw. DE 41 25 889 Cl entnehmbar, wobei diese jedoch statische Halteeinrichtungen sind, die einen völlig anderen Gegenstand aufzeigen.
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass die Dichtlippe 24 aus mehreren einzelnen ggfs. nebeneinander angeordneten Dichtlippen bestehen kann.
Dabei sind die einzelnen Dichtlippen, welche die Dichtlippe 24 bilden ggfs. von unterschiedlicher Höhe und/oder von unterschiedlichem Material . Es können hier harte bis sehr weiche Materialien verwendet werden, welche ein univer¬ selles Haften auf jeglichen Untergründen gewährleistet.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, daß auch eine unterschiedliche Höhe einzelner Dichtlippen ausgebildet sein kann, um beispielsweise ein Ansaugen der Saugmodule zu erleichtern. Im äußeren Bereich, wird eine etwas höher ausgebildete weiche Dichtlippe verwendet, welche sehr schnell eine Abdichtung und damit einen Unterdruck erzeugt. Die ggfs. nach innen anschliessenden Dichtlippen aus härteren Materialien dienen dazu, um eine weitere Abdich- tungsstufe, ggfs. bei glatteren Oberflächen zu bilden. Derartige Dichtlippen sollen leicht austauschbar sein, um diese ggfs. nach Verschleiss auszutauschen. Dies soll ebenfalls vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.
Der Vakuumkammer 21 ist ein zentrales Technikmodul 25 zugeordnet, worin die pneumatischen und elektronischen Steuerelemente, wie sie anhand der Figuren 4 und 5 noch näher erläutert werden, untergebracht sind. Auf dem Technikmodul 25 sitzt das eigentliche Zugriffsteil 26, welches einen Handgriff 27 zum Ergreifen des Saugmoduls 1.1 mit der Hand aufweist, wie es die Figuren 2 und 3 zeigen. Etwaige Sicherungsschlaufen im Bereich des Handgriffes 27 sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Die Saugmodule 1.3 und 1.4 für die Füsse 4, 5 der Person 6 weisen statt des Handgriffes 27 eine nicht näher dargestellte Trittschale auf, in der die Füsse 4, 5 durch entsprechende Riemenverschlüsse gehalten sind. Ansonsten stimmen die Saugmodule 1.1, 1.2 bzw. 1.3, 1.4 hinsichtlich der pneumatischen und elektronischen Steuerung sowie ihrer Wirkungsweise überein.
Am oberen Ende des Zugriffsteils 26 ist ferner eine Anzeigeeinheit 28 mit Leuchtdioden 29 angeordnet, die an blickgünstiger Stelle Aufschluss über den Betriebszustand des jeweiligen Saugmoduls 1 geben. Sie dienen ferner zur Ausgabe von Fehlercodes.
Am unteren Ende des Zugriffssteils 26 münden die Druckluftzweigleitung 11 bis 14 sowie das Steuer- und
Versorgungskabel 17 mit der elektrischen Versorgungsleitung 18 und der BUS-Leitung 19 in die entsprechenden Saugmodule 1.1. bis 1.4 ein.
Der pneumatische Aufbau der Saugmodule 1.1 bis 1.4 und der Vakuum-Erzeugungseinrichtung wird in Figur 4 erläutert. Dort ist wiederum die Druckluftflasche 7 oder ggfs. ein tragbarer Kompressor oder Turbine mit den Druckluft¬ leitungen 8, 9, den Verzweigungsstücken 10 und den Druck- luftzweigleitungen 11 bis 14 schematisch angedeutet.
Wie anhand des in Fig. 4 gezeigten Saugmoduls 1.1 zu erläutern ist, beruht die Vakuumbeaufschlagung der Vakuum¬ kammer 21 auf dem Wasserstrahlpumpenprinzip, bei dem die Druckluftzweigleitung 11 in eine sogenannte Ejektor-Düse 30 eimnündet, die einen Druckluftausgang 31 und einen Sauganschluss 32 aufweist. Durch das Durchströmen der Luft durch die Ejektor-Düse 30 wird am Sauganschluss 32 ein Unterdruck erzeugt. Der Sauganschluss 32 ist über eine Verbindungsleitung 33 mit der Vakuumkammer 21 verbunden, so dass in letzterer ein Vakuum zu erzeugen ist .
Zur Steuerung der Vakuumbeaufschlagung ist einerseits ein Magnetventil 34 in der Zuleitung 35 zur Ejektor-Düse 30, sowie ein Regelschaltventil 36 in der Verbindungsleitung 33 eingesetzt. Beide Ventile sind mit der Steuereinheit 20 verbunden, welche über entsprechende Treiber die Ventile 34, 36 nach einem entsprechenden Betriebsschema regelt, öffnet oder schliesst.
Bevorzugt wird das Magnetventil 34 zur Steuerung und Regelung der Ejektordüse 30 verwendet. Nach vorheriger Abzweigung aus der Druckluftzweigleitung 11 wird das Magnet-Abzweigventil 38 direkt zum Fluten der Vakuumkammer 21 während des Ablösens des Saugmoduls verwendet.
Wenn beispielsweise in der Vakuumkammer 21 ein Unterdruck erzeugt werden soll, wird das Magnetventil 34 geöffnet, so dass sich am Sauganschluss 32 ein Unterdruck aufbaut. Anschliessend kann das Regelschaltventil 36 geöffnet und die Vakuumkammer 21 abgesaugt werden. Der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 wird dabei über einen Drucksensor 37 erfasst, welcher mit der Steuereinheit 20 verbunden ist. Diese kann das Magnetventil 34 und das Regelschaltventil 36 schliessen, wenn der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 beispielsweise bei einem besonders glatten Untergrund dauerhaft aufrechterhalten wird, ohne dass ständig aus der Vakuumkammer 21 abgepumpt werden müsste. Dies spart Druckluft .
Um ein Ablösen des Saugmoduls 1.1 vom Untergrund zu ermöglichen, ist im pneumatischen Schaltkreis ein Magnet- Abzweigventil 38 in die Zuleitung 35 eingesetzt, von welchem eine Abzweigleitung 39 zur Vakuumkammer 21 führt. Das Magnet-Abzweigventil 38 ist wiederum mit der Steuereinheit 20 gekoppelt, die eingangsseitig mit einem Ablöseschalter 40 verbunden ist. Dieser ist am Zugriffsteil 26 des Saugmoduls 1.1 angeordnet. Er wird durch die vom Benutzer erzeugte Aufwärtsbewegung betätigt. Dies geschieht durch die Messung und Auswertung der mechanischen Ablöseelemente durch die Steuereinheit 20. Wird der Ablöseschalter 40 gedrückt, wird die Abzweigleitung 39 durch Öffnen des Magnet-Abzweigventils 38 kurz mit Druckluft aus der Zuleitung 35 versorgt. Der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 wird schlagartig abgebaut. Damit wird das entsprechende Saugmodul frei und kann vom Untergrund abgehoben werden.
Ferner ist auch hier denkbar, dass die Vakuumkammer 21 mit einem Ventil versehen sein kann, welches geöffnet wird, um Luft nach innen zu bringen, um den Unterdruck abzubauen und das Saugmodul 1 von der Wand 22 zu lösen. Somit kann auch der Verbrauch von Druckluft reduziert werden. Der elektronische Steuerungsteil der erfindungsgemässen Steighilfevorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Es ist wiederum im Detail lediglich die Steuereinheit 20 des der linken Hand 2 zugeordneten Saugmoduls 1.1 dargestellt. Die anderen Steuereinheiten 20 sind entsprechend aufgebaut.
Die Steuereinheit 20 wird von einem Mikroprozessor 41 beispislweise des Typs UP 80 535 gesteuert. Dieser ist mit einer Kopplung 42, insbesondere I/O-Kopplung oder i2C-Bus Kopplung über die BUS-Leitung 19 mit den Mikroprozessoren der anderen Steuereinheiten 20 gekoppelt. Die elektrische Versorgungsleitung 18 vom Akkumulatorenpack 15 ist ebenfalls in Fig. 5 angedeutet.
Wie aus dem Blockschaltbild gemäss Fig. 5 deutlich wird, ist der Mikroprozessor 41 mit einem Tastsensor 43 verbunden, mit dem die Steuereinheit 20 ermittelt, ob das jeweilige Saugmodul 1 auf der Wand 22 sitzt. Nur dann ist eine Unterdruckbeaufschlagung der Vakuumkammer 21 sinnvoll.
In Figur 5 ist ferner der Ablöseschalter 40, der Drucksensor 37 und eine Programmspeichereinheit 44 erkennbar, in der ein entsprechendes Steuerprogramm abgespeichert ist. Die Anzeigeeinheit 28 wird auch vom Mikroprozessor 41 angesteuert.
Die Programmspeichereinheit 44 erfüllt mit ihrem Steuerprogramm verschiedene, in Fig. 5 durch einen eigenen Block 45 angedeutete Sicherungsfunktionen, nämlich die Kopplung der Vakuumbeaufschlagung der einzelnen Saugmodule 1, die gewährleisten muss, dass nicht gleichzeitig zu viele Vakuumkammern 21 der einzelnen Saugmodule 1 belüftet werden. Weiterhin wird bei festsitzendem Saugmodul 1 über den Drucksensor 37 der jeweilige Unterdruck erfasst und bei einem Absinken ein entsprechendes Warnsignal erzeugt und an der Anzeigeeinheit 28 dargestellt. Ferner ist die Mikropro- zessorsteuerung so ausgelegt, dass bei einem Ausfall der Energieversorgung oder einem Kabelbruch ein Default-Zustand angenommen wird, so dass dann eine Unterdruckbeaufschlagung aller noch intakten Vakuumkammern 21 gewährleistet ist. Das bedeutet, dass die Abzweigleitung 39 vom Magnet- Abzweigventil 38 geschlossen und die Ventile 34, 36 geöffnet werden. Das Steuerprogramm übernimmt ferner das Energiemanagement angedeutet durch den Block 46. D.h. es überwacht den Inhalt von Druckluftflasche und Akkumulator.
Das Zusammenspiel der pneumatischen und elektronischen Steuerungen der einzelnen Saugmodule soll im folgenden kurz dargestellt werden:
Ausgehend von einem Zustand, in dem alle vier Saugmodule 1.1 bis 1.4 durch Unterdruckwirkung an der Wand 22 festhalten, betätigt die Person 6 den Ablöseschalter 40 am Saugmodul 1.1. Die Steuerung öffnet kurz die Abzweigleitung 39 mit Hilfe des Magnet-Abzweigventils 38 und die Vakuumkammer 21 im Saugmodul 1.1 wird zeitlich begrenzt belüftet. Gleichzeitig wird das Magnetventil 34 im Saugmodul 1.1 geschlossen. Sobald letzteres an einem höheren Ort der Wand 22 wieder auf den Untergrund aufgesetzt wird, wird das Aufsetzen vom Tastsensor 43 erkannt und das Magnetventil 34 wieder geöffnet. In der Vakuumkammer 21 wird ein Unterdruck gebildet, der vom Drucksensor 37 überwacht wird. Sobald dieser meldet, dass genügend Unterdruck für eine sichere Befestigung des Saugmoduls 1.1 vorhanden ist, kann die Steuerung das Saugmodul 1.3 am rechten Fuss der Person 6 automatisch ablösen, indem das entsprechende Magnet-Abzweigventil 38 geöffnet wird.
Es spielt sich derselbe Steuerungsvorgang wie soeben beschrieben ab, bis das Saugmodul 1.3 wieder an einem höheren Ort an der Wand 22 festsetzt. Durch zyklische oder periodische Ansteuerung der einzelnen Saugmodule 1.1 bis 1.4 kann die Person 6 auf diese Weise Saugmodul für Saugmodul immer weiter nach oben setzen und die Wand 22 erklimmen.
Ferner soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein, dass jedem Saugmodul 1 ein Sensor zum Ermitteln eines Neigungswinkels zugeordnet ist. Dieser erkennt, ob beispielsweise ein Saugmodul 1 an einer Wand, Decke oder Boden anliegt. Liegt das Saugmodu 1 auf einem Boden waagrecht auf, so wird kein Unterdruck erzeugt.
Zusammenfassend kann mit Hilfe der erfindungsgemässen Steighilfevorrichtung gerade unter zeitkritischen Aspekten, wie beispielsweise zur Rettung von Menschenleben bei Rettungseinsätzen, Bergungs- oder Befreiungsaktionen mit grossem Vorteil gearbeitet werden. Die Steighilfe ermöglicht zusätzlich die Annahme einer statischen Arbeits¬ haltung mit nahezu uneingeschränkter Armfreiheit, welche es erlaubt, auch umfangreichere Arbeiten mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes durchzuführen. Aus Sicherheits- gründen wird dabei eine kontinuierliche Druckerfassung mit diversen Alarmfunktionen kombiniert, die einerseits zur Steuerung des Gerätes und andererseits zur Information des Benutzers verwendet werden.
Aufgrund seiner optimalen Energieausnutzung ist die Steighilfevorrichtung energetisch autonom und für den Menschen tragbar auszuführen.
Vom vorliegenden Erfindungsgedanken soll auch umfasst sein, daß anstatt einer Flasche 7 ein externer Anschluss die einzelnen Saugmodule mit Unterdruck oder Überdruck versorgt. Dies kann beispielsweise mittels eines einfachen Schlauches geschehen, welcher von einem Ort aus der Steighilfeeinrichtung zugeführt wird.
Vom mechanischen Aufbau ist ferner darauf hinzuweisen, dass die Saugmodule 1 so gestaltet werden können, dass die Oberfläche des Untergrundes durch die Unterdruckbeauf¬ schlagung nicht beschädigt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Steighilfevorrichtung, insbesondere personengebundene Steighilfevorrichtung zum Besteigen von Wänden mit
mehreren, vorzugsweise vier an jeweils einer Gliedmasse (2, 3, 4, 5) der Person (6) anzubringenden Saugmodulen (1) , die unter Vakuumbeaufschlagung mit der Wand (22) lösbar zu verbinden sind,
einer mit dem Saugmodul (1) verbundenen Vakuum- Erzeugungseinrichtung, mittels derer die Saugmodule (1) mit Unterdruck beaufschlagbar sind.
2. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Vakuum-Erzeugungseinrichtung und/oder Druckluftversorgung tragbar und/oder extern mit den Saugmodulen (1) in Verbindung steht.
3. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum-Erzeugungseinrichtung und/oder die Saugmodule (1) mit einer Steuereinheit (20) in Verbindung stehen, welche eine zeitlich definierte Unterdruckbeaufschlagung der Saugmodule (1) steuert.
4. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum- Erzeugungseinrichtung eine zentrale und/oder dezentrale Druckluftversorgung, insbesondere eine Druckluftflasche (7) für eine nach dem Wasserstrahlpumpenprinzip arbeitende, Unterdruck erzeugende Ejektor-Düse (30) aufweist, deren Sauganschluss (32) jeweils einer Vakuumkammer (21) eines Saugmoduls (1) zugeordnet ist.
5. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftversorgung über jeweils einen Verteiler (10) und jeweils ein Steuerventil (34) in jedem Saugmodul (1) mit dessen Ejektor-Düse (30) verbunden ist .
6. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektor-Düse (30) durch ein Magnetventil (34) steuerbar ist.
7. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Anspr¬ üche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vakuum¬ kammer (21) der Saugmodule (1) zur Unterdruck-Entlastung über eine ventilgesteuerte Abzweigleitung (39) mit der Druckluftversorgung verbindbar ist.
8. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Saugmodul (1) eine mikroprozessorgestützte Steuereinheit (20) aufweist, die über eine parallel durch alle Steuereinheiten (20) durchgeschleiften BUS-Leitung (19) gekoppelt ist .
9. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jedes
Saugmodul (1) ein mit der Steuereinheit (20) verbundener Tastsensor (43) zur Erfassung eines Wandkontaktes des jeweiligen Saugmoduls (1) integriert ist.
10. Steighilfevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Steuereinheit (20) jedes Saugmoduls (1) einen manuell betätigbaren Ablöseschalter (40) aufweist.
11. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammern (21) der Saugmodule (1) mit jeweils einem Drucksensor (37) versehen sind.
12. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Anspr- üche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der
Steuereinheit (20) alle Saugmodule (1) automatisch mit Unterdruck beaufschlagt sind.
13. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinrichtungen (20) einzelner Saugmodule (1) miteinander verbunden sind, wobei jeweils nur ein einzelnes Saugmodul (1) im Betrieb von der Wand (22) ablösbar ist, während die übrigen Saugmodule (1) fest mit der Wand (22) unablösbar verbunden sind.
14. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Unterdruckkammer (21) eines Saugmodules (1) mit zumindest einer Dichtlippe (24) versehen ist, welche an der Unterseite jedes Saugmoduls (1) eine Abdichtung zu Wand (22) bildet.
15. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (24) aus ggfs. mehreren nebeneinander angeordneten einzelnen Lippen besteht .
16. Steighilfevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lippen der Dichtlippe (24) unterschiedlich dick und/oder aus unterschiedlich, elastischen Materialien hergestellt sind.
17. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmodul (1) halbkreis- bis muschelartig ausgebildet ist.
18. Steighilfevorrichtung nach wenigstens einem der
Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Unterdruck in jedem einzelnen Saugmodul (1.1 bis 1.4) einzeln messbar, ansteuerbar und regelbar ist.
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