DE102011004337A1 - Hubelement - Google Patents
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-
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hubelement, wie es beispielsweise zur Anhebung von Lasten vorgesehen ist. Solche Hubelemente können beispielsweise an Patientenliegen vorgesehen sein, um das Höhenniveau der Patientenauflage zu verstellen. Solche Hubelemente können auch im industriellen Bereich bei Hubtischen verwendet werden, beispielsweise Hebebühnen.
- Aus
DE 10114702 C1 beispielsweise ist eine Patientenliege bekannt geworden, bei der zwei Hubelemente vorgesehen sind, die jeweils ein gestellfestes Hubteil sowie ein verfahrbares Hubteil aufweisen. Das gestellfeste Hubteil weist einen Zylinder auf und das verfahrbare Hubteil ist durch einen in dem Zylinder längsverschieblich aufgenommen Kolben gebildet. Kolben und Zylinder sind entlang einer Hubachse zueinander verfahrbar. Das eine Hubelement ist über eine Linearführung an dem anderen Hubelement längsverschieblich geführt. Solche Zylinder können hydraulisch wirkend sein, wobei unter hydraulisch erzeugtem Druck der Kolben aus den Zylinder bewegt werden kann. in diesem Fall weist die Antriebseinrichtung einen Motor, eine Pumpe sowie einen hydraulischen Zylinder auf. Anstelle eines hydraulischen Zylinders kann auch ein Gewindetrieb angeordnet sein, der eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung zur Verschiebung des Kolbens umwandeln kann. Die Patientenauflage kann entlang einer Hubachse verschoben werden. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein alternatives Hubelement anzugeben.
- Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch das Hubelement gemäß Anspruch 1 gelöst. In vorteilhafter Weise weist die Antriebseinrichtung ein Zugmittel zum Verfahren der Hubteile auf. Das Zugmittel kann je nach Anwendung durch einen Riemen, eine Kette oder ein Seil gebildet sein. Derartige Zugmittel sind sehr preiswert; diese biegeschlaffen Zugmittel können bedarfsweise umgelenkt und somit einer Umgebungskonstruktion angepasst werden.
- Teleskopartig im Sinn der Erfindung ist eine Anordnung der Hubteile, bei der unter Relativverschiebung der Hubteile zueinander entlang der Hubachse eine Längenänderung des Hubelementes erfolgt. Die Hubteile können dabei so ausgeführt sein, dass sie ineinander verschachtelt sind, so dass ein größeres Hubteil ein kleineres Hubteil umfasst.
- Durch geschickte Anordnung können in Reihe hintereinander angeordnete Hubteile über mehrere Zugmittel so miteinander gekoppelt werden, dass jeweils zwei in Reihe angeordnete Hubteile über ein Zugmittel miteinander verbunden sind, wobei diese beiden miteinander verbundenen Hubteile relativ zueinander entlang der Hubachse verfahren können. Verbunden bedeutet, dass das eine Hubteil an das Zugmittel angeschlossen ist, das Hubteil und das Zugmittel also gemeinsame Hubbewegungen durchführen können, wobei das Zugmittel an dem anderen Hubteil entweder auf- oder abgerollt werden oder umgelenkt werden kann.
- Weitere Hubteile können ebenfalls relativ zueinander verfahren, wobei jedoch die Verfahrgeschwindigkeit des letzten Hubteiles durch die Summe der Verfahrgeschwindigkeiten alter vorangegangenen Hubteile gegeben ist. Die derart miteinander gekoppelten Hubteile sind zwangsgesteuert.
- Erfindungsgemäße Hubelelemente können beispielsweise auf einfache Weise eingesetzt werden, wenn die Schwerkraft für eine rückläufige Bewegung eines zu hebenden Maschinenteiles eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann die Patientenauflage einer Patientenliege unter Schwerkrafteinfluss abwärts bewegt werde. Das lediglich auf Zug belastete Zugmittel kann eine Abwärtsbewegung gebremst ermöglichen. Eine Aufwärtsbewegung erfolgt ebenfalls unter Zugbelastung des Zugmittels.
- Selbstverständlich kann das Zugmittel so angeordnet sein, dass es unabhängig von Schwerkrafteinfluss in beiden Richtungen entlang der Hubachse die Hubteile zueinander verfahren kann. In diesem Fall kann das Zugmittel an zwei Umlenklagern des einen Hubteiles umgelenkt wird, wobei diese Umlenklager in Richtung der Hubachse auf Abstand zueinander angeordnet sind. Das Zugmittel umschlingt beide Umlenklager und kann um beide Umlenklager bewegt werden. Das Zugmittel erstreckt sich zwischen diesen beiden Umlenklagern mit seinen beiden Trümmern. An das eine Trum ist das andere Hubteil angeschlossen. Das andere Trum wird auf Zug belastet und kann je nach Zugrichtung eine Verstellung der Hubteile in die eine und die andere Richtung entlang der Hubachse verstellen.
- Eine Antriebseinrichtung im Sinn der Erfindung weist als wesentliches Element das Zugmittel auf. Zur Betätigung des Zugmittels kann die Antriebseinrichtung beispielsweise einen Elektromotor mit Getriebe aufweisen, dessen Abtriebswelle mit einem von dem Zugmittel umschlungenen Antriebsrad versehen ist. Anstelle eines Elektromotors kann auch ein Handkurbeltrieb vorgesehen sein.
- Beispielsweise kann eines der Hubteile mit einem Elektromotor versehen sein, der gegebenenfalls über ein Untersetzungsgetriebe ein Antriebsrad antreibt, das von dem Zugmittel derart umschlungen ist, dass es einer Drehung des Antriebsrades folgt. Wenn das Antriebsrad als Ritzel ausgeführt ist, kann das Zugmittel als Kette ausgeführt sein und mit dem Ritzel zusammenarbeiten.
- Vorzugsweise können mehrere Hubteile vorgesehen sein, um einen gewünschten Hub zu ermöglichen. In diesem Fall kann für jedes weitere verfahrbare Hubteil ein weiteres Zugmittel vorgesehen sein.
- Diese mehreren Hubteile können kinematisch in günstiger Weise mit diesen Zugmitteln gekoppelt werden. Die Koppelung kann vorsehen, dass die Zugmittel über Umlenklager umgelenkt werden.
- Umlenklager können Rollen, Scheiben oder ähnliche Maschinenteile sein, die drehbar gelagert sind. Beispielsweise kann ein Umlenklager einen Lagerzapfen und eine darauf drehbar gelagerte Rolle aufweisen, deren Außenumfang teilweise von dem Zugmittel umschlungen ist. Im Sinn einer Anordnung eines Umlenklagers an einem Hubteil kann ein derartiger Lagerzapfen an dem Hubteil gehaltert sein, also lösbar oder unlösbar befestigt sein. Die Anordnung ist so ausgeführt, dass die Zugkräfte des Zugmittels von dem Hubteil aufgenommen werden können.
- Eine wirtschaftlich besonders günstige Weiterbildung sieht vor, dass das Hubteil – gestellfest und/oder verfahrbar – jeweils zwei entlang der Hubachse voneinander beabstandet angeordnete Lagerplatten aufweist, die mittels parallel zur Hubachse angeordneter Stabprofile miteinander verbunden sind. Der Abstand der Lagerplatten zueinander kann den Hub des Hubelementes bestimmen. Die Gestalt einer Lagerplatte ist nicht auf eine eben ausgeführte Platte beschränkt. Die Platte kann abhängig von der Umgebungskonstruktion ein komplexe Form aufweisen.
- Die auftretenden Hubkräfte entlang der Hubachse werden in günstiger weise als Druckkraft von den Stabprofilen aufgenommen und von der einen auf die andere Lagerplatte übertragen. Die Stabprofile sind endseitig mit beiden Lagerplatten fest verbunden. Zwei Lagerplatten können durch drei oder mehr Stabprofile miteinander verbunden sein, so dass stabile Hubteile gebildet sind, die sowohl Druckkräfte als auch Querkräfte und Biegemomente einwandfrei übertragen können
- Als Stabprofil eignen sich in günstiger Weise Rundprofile, beispielsweise massive Wellen oder Rohre. Rundprofile können sehr genau gefertigt werden und als Präzisionswellen auch zur Führung eines anderen Hubteiles dienen.
- Insbesondere bei einer verschachtelten Anordnung der Hubteile kann ein innen liegendes Hubteil an seinen Lagerplatten beispielsweise mit Lagerbuchsen versehen sein, durch die die Präzisionswellen des benachbarten äußeren Hubteiles durchgeführt sind. Unter Relativverschiebung der beiden Hubteile entlang der Hubachse ist das innere Hubteil einwandfrei an dem äußeren Hubteil längsverschieblich geführt.
- Die Lagerbuchsen können als Gleitlagerbuchsen ausgeführt sein. Denkbar sind aber auch an sich bekannte Kugelbüchsen, bei denen in endlosen Reihen angeordnete Kugeln einerseits an Laufbahnen der Kugelbüchse und an der Mantelfläche der Führungsschiene abwälzen. Die Kugelbüchse sieht üblicherweise einen Lastabschnitt, einen Rücklaufabschnitt sowie zwei den Rücklaufabschnitt endlos mit dem Lastabschnitt verbindende Umlenkabschnitte vor, wobei die Umlenk- und die Rückführabschnitte an der Kugelbüchse vorgesehen sind. Im Lastabschnitt wälzen die Kugeln wie beschrieben auch an der Mantelfläche der Führungsschiene ab.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt drei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Hubelement in ausgefahrener Lage, -
3 in perspektivischer Darstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Hubelement in ausgefahrener Lage, und -
3 das Hubelement aus2 , in eingefahrener Lage. - Das in
1 abgebildete erfindungsgemäße Hubelement weist drei ineinander verschachtelt angeordnete Hubteile1 ,2 ,3 auf. - Außen gelegen ist das gestellfeste Hubteil
1 , das beispielsweise auf einem Boden ruht. Innerhalb des gestellfesten Hubteiles ist das erste verfahrbare Hubteil2 angeordnet. Innerhalb des ersten verfahrbaren Hubteiles2 ist das zweite verfahrbare Hubteil3 angeordnet. Alle drei Hubteile1 ,2 ,3 haben in etwa eine gleiche Bauhöhe. - Das gestellfeste Hubteil
1 weist zwei Lagerplatten4 , auf, die entlang einer vertikalen Hubachse beabstandet zueinander angeordnet sind. Die beiden Lagerplatten4 sind über vier parallel angeordnete Stabprofile5 fest miteinander verbunden, wobei die Stabprofile5 in den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind. Lediglich zwei Stabprofile5 sind in1 abgebildet, die dahinter liegenden sind nicht erkennbar. - Das erste verfahrbare Hubteil
2 weist zwei Lagerplatten6 , auf, die entlang der vertikalen Hubachse beabstandet zueinander angeordnet sind. Die beiden Lagerplatten6 sind mittels drei Stabprofile7 fest miteinander verbunden, die in der Draufsicht ein Dreieck aufspannen. - Das zweite verfahrbare Hubteil
3 weist lediglich eine Lagerplatte9 mit einem Verlängerungsstück10 auf. - Die untere Lagerplatte
6 des ersten Hubteiles2 ist mit Lagerbuchsen11 versehen, durch die die Stabprofile5 des gestellfesten Hubteiles1 hindurchgeführt sind. Die Stabprofile5 dienen zugleich als Führungsschienen, an denen das erste Hubteil2 über die Führungsbuchsen11 längsverschieblich geführt ist. - Alle Stabprofile
5 ,7 sind als Präzisionswellen5a ,7a mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt. - Die Lagerplatte
9 des zweiten Hubteiles3 ist mit Lagerbuchsen12 versehen, durch die die Stabprofile7 des ersten Hubteiles2 hindurchgeführt sind. Die Stabprofile7 dienen zugleich als Führungsschienen, an denen das zweite Hubteil3 über die Führungsbuchsen12 längsverschieblich geführt ist. - An dem gestellfesten Hubteil
1 ist eine Antriebseinrichtung13 angeordnet, die einen Elektromotor14 mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe (nicht abgebildet) aufweist. Ein nicht weiter abgebildetes Antriebsrad der Antriebseinrichtung13 wird von einem Zugmittel15 umschlungen. An der oberen Lagerplatte4 des gestellfesten Hubteiles1 ist ein Umlenklager16 für das Zugmittel15 angeordnet. Das Zugmittel15 umschlingt das Umlenklager16 um 180 Grad und ist mit seinem einen Ende an der oberen Lagerplatte6 des ersten Hubteiles2 befestigt. - An der unteren Lagerplatte
4 des gestellfesten Hubteiles1 ist ein Ende eines weiteren Zugmittels17 befestigt. An der oberen Lagerplatte6 des ersten verfahrbaren Hubteiles2 ist ein weiteres Umlenklager18 angeordnet, das von dem weiteren Zugmittel17 umschlungen ist. Das andere Ende dieses weiteren Zugmittels ist an der Lagerplatte9 des zweiten verfahrbaren Hubteiles3 befestigt. - Der Hub des ersten verfahrbaren Hubteiles
2 entspricht etwa der freien Länge der Präzisionswellen5a , wobei die freie Länge durch den Abstand der beiden Lagerplatten4 zueinander bestimmt ist. - Der Hub des zweiten verfahrbaren Hubteiles
3 entspricht etwa der freien Länge der Präzisionswellen7a , wobei die freie Länge durch den Abstand der beiden Lagerplatten6 zueinander bestimmt ist. - Die beiden Hübe sind im Ausführungsbeispiel etwa gleich groß.
- Die obere Lagerplatte
6 des gestellfesten Hubteiles1 ist mit einer nicht weiter erkennbaren Öffnung versehen, durch die das erste verfahrbare Hubteil2 mit seiner oberen Lagerplatte6 durchgeführt ist. - Die obere Lagerplatte
6 des ersten verfahrbaren Hubteiles2 ist mit einer nicht weiter erkennbaren Öffnung versehen, durch die das zweite verfahrbare Hubteil2 mit seinem Verlängerungsstück10 durchgeführt ist. - Wenn die Antriebseinrichtung
13 für ein Einfahren des Hubelementes betätigt wird, wickelt das aufgerollte Zugmittel15 ab, wobei das erste verfahrbare Hubteil2 einfährt. Das zwangsweise mit einfahrende Umlenklager18 verkürzt die freie Trumlänge des Zugmittels17 zwischen der unteren Lagerplatte4 des gestellfesten Hubteiles1 und dem Umlenklager18 . In einem Zug verlängert sich entsprechend die freie Trumlänge des Zugmittels17 zwischen dem Umlenklager18 und der Lagerplatte9 des zweiten verfahrbaren Hubteiles3 . Das zweite verfahrbare Hubteil3 fährt ebendfalls ein. Schließlich taucht das erste verfahrbare Hubteil2 in das gestellfeste Hubteil1 weitgehend ein. Ebenso taucht das zweite verfahrbare Hubteil3 in das gestellfeste Hubteil2 weitgehend ein. Die Eintauchbewegungen der Hubteile sind synchron eingestellt. Die Verfahrgeschwindigkeit des zweiten verfahrbaren Hubteiles3 ist so groß wie die Summe der Eintauchgeschwindigkeiten der beiden Hubteile2 ,3 . - Dieses erfindungsgemäße Hubelement kommt wegen der hier gewählten Anordnung der Zugmittel mit lediglich zwei Umlenklagern aus. Das Umlenklager
16 kann entfallen, wenn die Antriebseinrichtung13 unmittelbar an der oberen Lagerplatte4 des gestellfesten Hubteiles1 angeordnet wird. In diesem Fall genügt ein einziges Umlenklager. - Die
2 und3 zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Hubelement, das sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch eine geänderte Anordnung der Zugmittel und der Antriebseinrichtung unterscheidet. - Eine Antriebseinrichtung
18a weist einen Elektromotor18b und ein nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe (nicht weiter dargestellt) auf; der Elektromotor18b ist an der unteren Lagerplatte4 des gestellfesten Hubteiles1 gehaltert; in der2 ist die Antriebseinrichtung18a lediglich angedeutet. - An der unteren Lagerplatte
4 des gestellfesten Hubteiles1 ist ein Umlenklager19 angeordnet. Ein als Kette ausgebildetes Zugmittel20 umschlingt die beiden Umlenklager16 und19 , so dass zwei freie Trümmer21 ,22 gebildet sind. Das Trum22 ist an der oberen Lagerplatte6 des ersten verfahrbaren Hubteiles2 befestigt. Im Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck die Kette geöffnet, wobei beide Kettenenden an der oberen Lagerplatte6 des ersten verfahrbaren Hubteiles1 befestigt sind. - An der unteren Lagerplatte
6 des ersten verfahrbaren Hubteiles2 ist ein Umlenklager23 angeordnet, das in einer Ausnehmung der unteren Lagerplatte6 angeordnet und in der2 nur teilweise zu erkennen ist. Ein als Kette ausgebildetes Zugmittel24 umschlingt die beiden Umlenklager18 und23 , so dass zwei freie Trümmer25 ,26 gebildet sind. Das Trum26 ist an der Lagerplatte9 des zweiten verfahrbaren Hubteiles3 befestigt. Im Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck die Kette geöffnet, wobei beide Kettenenden an der Lagerplatte9 des zweiten verfahrbaren Hubteiles1 befestigt sind. - Die Umlenklager sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Ritzel gebildet, die auf Lagerzapfen drehbar gelagert sind, wobei die Lagerzapfen an den zugeordneten Lagerplatten gehaltert sind.
- Die Wirkungsweise dieses Hubelementes entspricht der Wirkungsweise des ersten erfindungsgemäßen Hubelementes.
3 zeigt das eingefahrene Hubelement, wobei die verfahrbaren Hubteile2 ,3 weitgehend in das gestellfeste Hubteil1 eingetaucht sind. - Das zweite erfindungsgemäße Hubelement unterscheidet sich von dem ersten erfindungsgemäßen Hubelement wie beschrieben durch die geänderte Anordnung der Zugmittel. Bei dem ersten Hubelement erfolgt eine Abwärtsbewegung der Hubteile
2 ,3 unter dem Einfluss der Schwerkraft. Bei dem zweiten Hubelement erfolgt die Abwärtsbewegung auch bei horizontal ein fahrenden Hubteilen2 ,3 . Die beiden Zugmittel20 ,24 sind in sich geschlossen ausgeführt, so dass beide Trümmer der beiden Zugmittel20 ,24 Zugkräfte übertragen, je nach Drehrichtung der Antriebseinrichtung18a . Im Ausführungsbeispiel werden – bei horizontal angeordneter Hubachse – zum Einfahren des Hubelementes die beiden Trümmer22 und26 auf Zug belastet, die beiden anderen Trümmer21 und25 zugfrei sein können. Das Ritzel des Umlenklagers19 dreht entgegen dem Uhrzeigersinn. Zum Ausfahren des Hubelementes werden die beiden Trümmer21 und25 auf Zug belastet, die beiden anderen Trümmer22 und26 können zugfrei sein. Das Ritzel des Umlenklagers19 dreht mit dem Uhrzeigersinn. - Bei beiden erfindungsgemäßen Hubelementen verfahren die verfahrbaren Lagerteile
2 ,3 entlang der Hubachse, die parallel zu den Stabprofilen5 ,7 angeordnet ist. Die Hubteile1 ,2 ,3 sind in der beschriebenen Weise teleskopartig zueinander angeordnet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hubteil
- 2
- Hubteil
- 3
- Hubteil
- 4
- Lagerplatte
- 5
- Stabprofil
- 5a
- Präzisionswelle
- 6
- Lagerplatte
- 7
- Stabprofil
- 7a
- Präzisionswelle
- 8
- 9
- Lagerplatte
- 10
- Verlängerungsstück
- 11
- Lagerbuchse
- 12
- Lagerbuchse
- 13
- Antriebseinrichtung
- 14
- Elektromotor
- 15
- Zugmittel
- 16
- Umlenklager
- 17
- Zugmittel
- 18
- Umlenklager
- 18a
- Antriebseinrichtung
- 18b
- Elektromotor
- 19
- Umlenklager
- 20
- Zugmittel
- 21
- Trum
- 22
- Trum
- 23
- Umlenklager
- 24
- Zugmittel
- 25
- Trum
- 26
- Trum
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10114702 C1 [0002]
Claims (9)
- Hubelement, mit mehreren Hubteilen (
1 ,2 ,3 ), die teleskopartig zueinander angeordnet und entlang einer Hubachse zueinander verfahrbar sind, und mit einer Antriebseinrichtung (13 ,18a ) zum Verfahren der Hubteile (1 ,2 ,3 ) entlang der Hubachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13 ,18a ) ein Zugmittel (15 ,17 ,20 ,24 ) zum Verfahren der Hubteile (1 ,2 ,3 ) aufweist. - Hubelement nach Anspruch 1, bei dem je ein Zugmittel (
15 ,17 ,20 ,24 ) zwei Hubteile (1 ,2 ,3 ) miteinander verbindet. - Hubelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Zugmittel (
15 ,17 ,20 ,24 ) über ein Umlenklager (16 ,18 ,19 ,23 ) umgelenkt wird. - Hubelement nach Anspruch 1, bei dem das Hubteil (
1 ,2 ) zwei Umlenklager (16 ,18 ,19 ,23 ) für das Zugmittel (15 ,17 ,20 ,24 ) aufweist, wobei die Umlenklager (16 ,18 ,19 ,23 ) in Richtung der Hubachse auf Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei das Zugmittel (15 ,17 ,20 ,24 ) beide Umlenklager (16 ,18 ,19 ,23 ) umschlingt. - Hubelement nach Anspruch 1, bei dem das Hubteil (
1 ,2 ) jeweils zwei entlang der Hubachse voneinander beabstandet angeordnete Lagerplatten (4 ,6 ,9 ) aufweist, die mittels parallel zur Hubachse angeordneter Stabprofile (5 ,7 ) miteinander verbunden sind. - Hubelement nach Anspruch 4 und 5, bei dem das eine Umlenklager (
16 ,18 ,19 ,23 ) an der einen Lagerplatte (4 ,6 ,9 ) und das andere Umlenklager (16 ,18 ,19 ,23 ) an der anderen Lagerplatte (4 ,6 ,9 ) angeordnet ist. - Hubelement nach Anspruch 5, bei dem die Stabprofile (
5 ,7 ) des einen Hubteiles (1 ,2 ) zur Führung eines anderen Hubteiles (2 ,3 ) vorgesehen sind. - Hubelement nach Anspruch 7, bei dem eine der beiden Lagerplatten (
4 ,6 ,9 ) des einen Hubteiles (1 ,2 ,3 ) an den als Präzisionswellen (5a ,7a ) ausgebildeten Stabprofilen (5 ,7 ) des anderen Hubteiles (1 ,2 ,3 ) längsverschieblich gelagert ist. - Hubelement nach Anspruch 8, bei dem die Lagerplatte (
4 ,6 ,9 ) Lagerbuchsen (11 ,12 ) aufweist, durch die die Präzisionswellen (5a ,7a ) durchgeführt sind.
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