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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rettungsgerät zum Trennen von Strukturen, welches insbesondere bei der Bergung von Personen aus verunfallten Fahrzeugen durch entsprechend geschulte Einsatzkräfte genutzt werden kann. Das Rettungsgerät umfasst eine Antriebseinheit und eine angetriebene Trenneinheit mit Trennelementen, wobei die Trennelemente im Arbeitsmodus eine Trennbewegung ausführen. Ein solches Rettungsgerät eignet sich beispielsweise zum Zerschneiden von Metallträgern, wenn die Trennelemente als Schneidbacken ausgelegt sind. In abgewandelten Bauformen sind die Trennelemente stattdessen als Spreizarme gestaltet, um Strukturelemente voneinander wegzubewegen, beispielsweise Fahrzeugtüren zu öffnen oder schwere Bauelemente anzuheben. Nochmals andere Bauformen der hier interessierenden Rettungsgeräte können sowohl zum Spreizen als auch zum Schneiden von Strukturen verwendet werden, wozu lediglich die Bewegungsrichtung der Trennelemente umgeschaltet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Rettungsgerätes.
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Gattungsgemäße Rettungsgeräte werden heutzutage vor allem bei schweren Unfällen eingesetzt, um in den Strukturen eingeschlossene Personen möglichst schnell zu befreien. Solche Rettungsgeräte kommen regelmäßig zum Einsatz, wenn Kraftfahrzeuge in schwere Unfälle verwickelt und demzufolge deformiert sind. Ebenso sind die Einsatzkräfte mit Rettungsgeräten ausgerüstet, wenn es zu Unfällen mit Schienenfahrzeugen, Wasserfahrzeugen oder auch Flugzeugen gekommen ist. Die Rettungsgeräte werden üblicherweise durch hydraulische oder elektrische Antriebe angetrieben. Die zum Rettungsgerät gehörige Antriebseinheit ist entsprechend an das Energieversorgungsmedium angepasst.
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In jüngerer Zeit entsteht ein Problem beim Einsatz der Rettungsgeräte an modernen Fahrzeugkarosserien, die immer stabiler ausgelegt werden und schwer verformbare Trägerelemente aufweisen, die sich mit herkömmlichen Rettungsgeräten kaum noch zerschneiden oder verbiegen lassen. Um entsprechende Strukturen erfolgreich zu trennen, müssen die Rettungsgeräte an den richtigen Positionen angesetzt werden und die das Rettungsgeräte bedienenden Einsatzkräfte müssen rechtzeitig erkennen, wenn die Trennelemente keine ausreichend hohen Kräfte auf die zu trennenden Strukturen ausüben können, sodass entweder das Trennen zu lange dauert, nicht erfolgreich ist oder im schlechtesten Fall sogar zur Beschädigung des Rettungsgerätes führt. Insbesondere bei hohen auftretenden Trennkräften kann sich der Trennprozess über einen längeren Zeitraum erstrecken, innerhalb dessen die Einsatzkräfte mit bloßem Auge nicht mehr erkennen können, ob die Trennelemente noch in Bewegung sind und der Trennprozess daher erfolgreich verlaufen kann. Dadurch vergeht teils eine erhebliche Zeitspanne ungenutzt, die für die schnelle medizinische Versorgung verunfallter Personen nicht zur Verfügung steht.
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In der
DE 41 05 798 A1 ist ein Werkzeug für hydraulisch arbeitende Rettungsgeräte beschrieben. Die Arbeitsschenkel dieses Werkzeugs führen eine zangenartige Arbeitsbewegung aus, die von einem Antrieb hervorgerufen wird. Darüber hinaus ist ein zusätzlicher Wirkantrieb angegeben, der über hydraulisch arbeitende Impulsgeber die Arbeitsschenkel zu einer Schwingung oder Vibration veranlasst.
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Aus der
WO 2010/042966 A1 ist eine Bergeschere bekannt, die eine Antriebsvorrichtung in Form eines Fluidzylinders und ein mit der Antriebsvorrichtung verbundenes Schermesser umfasst. Das Schermesser wirkt gegen ein feststehendes Scherelement, welches in einem Rahmengrundkörper gehalten ist.
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Die
DE 10 2009 059 940 A1 offenbart ein Schermesser für Schneidgeräte, insbesondere in der Form von Rettungsscheren. Das Schermesser ist mit austauschbaren Schneideinsätzen ausgestattet, die aus einem besonders harten Material hergestellt sein können, sodass auf diese Weise hohe Scherkräfte ausgeübt werden können.
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In der
EP 1 328 321 B1 ist ein Rettungsgerät mit zwei an einem Kopfteil schwenkbar angeordneten Werkzeughälften beschrieben. Mindestens eine Arbeitsspitze der Werkzeughälften ist längs verschiebbar gelagert. Dieses Rettungsgerät eignet sich vor allem als Spreizgerät, kann aber gleichzeitig auch als Schneidgerät zum Einsatz kommen.
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Die
EP 0 746 525 B1 beschreibt eine tragbare Leichtbau-Rettungsvorrichtung mit Spreizarmen, wobei an wenigstens einem der Spreizarme ein mehrstufiges Übersetzungsgetriebe angeschlossen ist.
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Alle vorgenannten Rettungsgeräte lösen das oben genannte Problem bisher nicht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Rettungsgerät zum Trennen von Strukturen anzugeben, bei welchem automatisiert ermittelt wird, wann eine initiierte Trennbewegung der Trennelemente zum Erliegen kommt oder jedenfalls unter eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit absinkt, sodass der Trennvorgang nachfolgend von der das Rettungsgerät bedienenden Person oder automatisiert abgebrochen werden kann, um dann einen neuen Trennvorgang an einer anderen Position der Struktur zu starten.
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Die genannte Aufgabe wird durch ein Rettungsgerät gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines Rettungsgeräts gemäß dem beigefügten Anspruch 9 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Rettungsgerät zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Blockadesensor angeordnet ist, welcher die Trennbewegung erfasst und ein entsprechendes Sensorsignal an eine Steuereinheit liefert, die ihrerseits ein Blockadesignal abgibt, wenn die Trennbewegung zum Stillstand kommt oder zumindest unter eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit abfällt. Die Mindestgeschwindigkeit kann im einfachsten Fall auf Null vorbestimmt sein, sodass das Blockadesignal nur generiert wird, wenn keine Trennbewegung mehr detektiert wird.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Rettungsgeräts besteht darin, dass während des Trennvorgangs ohne nennenswerte Verzögerung vom Blockadesensor erfasst wird, wenn die Trennbewegung zum Erliegen kommt oder nur noch so langsam fortschreitet, dass der Trennvorgang insgesamt nicht in der gewünschten Zeit erfolgreich zum Abschluss gebracht werden kann. Durch das von der Steuereinheit generierte Blockadesignal lässt sich dann im einfachsten Fall der Bedienperson signalisieren, dass der Trennvorgang abzubrechen ist, um ihn an einer geeigneteren Position der Struktur erneut zu beginnen.
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Da die Trennbewegung der Trennelemente überwacht wird, lässt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung auch verhindern, dass die am Rettungsgerät aufgebrachte Kraft zu hoch gewählt wird, beispielsweise durch Erhöhung des Hydraulikdrucks, woraus andernfalls bei einer zum Stillstand gekommenen Trennbewegung die Zerstörung der Trennelemente oder des Rettungsgerätes resultieren könnte. Im umgekehrten Fall wird aber auch verhindert, dass die Bedienperson den Trennvorgang frühzeitig abbricht, in der Annahme, dass eine Trennbewegung nicht mehr vorliegt, wenn aber tatsächlich durch den Blockadesensor eine andauernde Trennbewegung noch festgestellt wird, die oberhalb der vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit liegt. Durch geeignete Wahl der Mindestgeschwindigkeit führt dies letztlich dazu, dass auch eine nur langsam fortschreitende Trennbewegung noch zu einem erfolgreichen Trennvorgang führt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinheit auch ein Speicherelement umfassen, in welchem die Daten jedes einzelnen Trennvorgangs, insbesondere die Geschwindigkeit der Trennbewegung sowie die jeweils aufgebrachten Kräfte aufgezeichnet werden. Diese Daten können nach einem entsprechenden Rettungseinsatz zur Auswertung herangezogen werden, beispielsweise um die Einsatzkräfte zu schulen oder das Rettungsgerät weiter zu verbessern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trenneinheit als eine Schneid- und/oder Spreizeinheit ausgeführt. Der Antrieb des Rettungsgerätes kann als hydraulischer Antrieb oder als elektrischer Antrieb gestaltet sein. Bevorzugt im Falle einer hydraulischen Antriebseinheit ist die Antriebseinheit mit der Trenneinheit über einen Arbeitskolben gekoppelt, über welchen die Antriebskraft zu den beweglichen Trennelementen übertragen wird.
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Je nach Ausführungsform kann der Blockadesensor die Trennbewegung unmittelbar oder mittelbar überwachen. Beispielsweise kann am Rettungsgerät ein optischer Wegmesssensor angeordnet sein, der einen an den Trennelementen angeordneten Maßstab erfasst, beispielsweise einen Strichcode, der innerhalb eines geschützten Bereichs einer Schneid- oder Spreizbacke angebracht ist. Ebenso lässt sich die Trennbewegung der Trennelemente unmittelbar mit magnetoresistiven, potenziometrischen oder vergleichbaren Sensoren erfassen.
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Eine indirekte Überwachung der Trennbewegung ist ebenfalls möglich, indem die Bewegung des Arbeitskolbens von einem dort angeordneten Blockadesensor erfasst wird. Bei dieser indirekten Messung besteht allerdings die Gefahr, dass der Arbeitskolben noch eine Bewegung ausführt, während die Trennelemente bereits zum Stillstand gekommen sind, sodass es zu unerwünschten Verformungen in den Kraft belasteten Einheiten des Rettungsgerätes kommen kann. In derartigen Ausführungsformen ist es daher zweckmäßig, wenn auftretende Kräfte und/oder Verformungen durch weitere Sensoren erfasst werden und an die Steuereinheit bereitgestellt werden.
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Bevorzugt kann der Druck im Hydrauliksystem von einem Drucksensor erfasst werden. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise mithilfe eines Dehnungsmessstreifens auftretende Verformungen an den Trennelementen erfasst werden, sodass eine Krafterhöhung derart gesteuert werden kann, dass diese Verformungen im reversiblen Bereich bleiben. In einer abgewandelten Ausführungsform wird ein Torsionssensor an den Trennelementen angeordnet, um dort auftretende, unerwünschte Torsionen zu ermitteln, die beispielsweise auftreten können, wenn das Rettungsgerät falsch angesetzt wurde oder es zu einer übermäßigen Verwindung an der aufzutrennenden Struktur kommt.
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Eine weitergebildete Ausführungsform des Rettungsgeräts besitzt außerdem einen Modussensor, mit welchem der vom Benutzer ausgewählte Arbeitsmodus erfasst und an die Steuereinheit geliefert wird. Vorzugsweise fragt der Modussensor die Stellung eines Totmannschalters ab, der üblicherweise an derartigen Rettungsgeräten zum Einsatz kommt. Der jeweils vom Benutzer ausgewählte Arbeitsmodus kann auf diese Weise in die Steuerung einbezogen werden, sodass beispielsweise ein Blockadesignal nicht ausgelöst wird, wenn der Trennvorgang vom Benutzer manuell abgebrochen wurde. Mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit kann die Steuereinheit den Trennvorgang dann auch automatisch beenden, wenn der Benutzer trotz signalisierter Blockadesituation den Trennvorgang nicht abbricht. Auf diese Weise lässt sich die Beschädigung des Rettungsgeräts vermeiden, selbst wenn der Benutzer beispielsweise aufgrund einer sehr unübersichtlichen Arbeitssituation das von der Steuereinheit generierte Blockadesignal nicht wahrnimmt.
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Die Energieversorgung des Blockadesensors, der Steuereinheit und ggf. weiterer Sensoren kann bei elektrisch angetriebenen Rettungsgeräten direkt aus der Hauptenergieversorgung erfolgen. Bei hydraulisch angetriebenen Rettungsgeräten ist es stattdessen zweckmäßig die genannten Einheiten aus einer Batterie bzw. einem Akkumulator mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei sich diese Energiespeicher ohne weiteres in den Handgriffen des Rettungsgerätes unterbringen lassen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Rettungsgerätes besitzt ein optisches Anzeigeelement und/oder ein akustisches Signalelement, die jeweils von der Steuereinheit angesteuert werden, wenn das Blockadesignal auftritt. Als Anzeigeelement kommt beispielsweise eine LED zum Einsatz, die in der Nähe der Trennelemente im Gehäuse des Rettungsgerätes angebracht ist, sodass sie in jedem Fall im Blickfeld des Benutzers liegt. Die aktivierte LED signalisiert dem Benutzer, dass der Trennvorgang abgebrochen werden muss, da die Trennbewegung unter das vorbestimmte Mindestmaß abgefallen ist. Natürlich können auch andere Anzeigeelemente verwendet werden, insbesondere wenn mehrere Betriebszustände signalisiert werden sollen. Ergänzend oder alternativ können beispielsweise piezoelektrische Schallwandler eingesetzt werden, die bei nur geringem Energiebedarf einen auch in Unfallsituationen ausreichend lauten Signalton abgeben, um den Benutzer darauf aufmerksam zu machen, dass die Trennbewegung zum Erliegen gekommen ist und der Trennvorgang abgebrochen werden sollte.
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Das durch die Erfindung bereitgestellte Verfahren zur Steuerung eines Rettungsgerätes zum Trennen von Strukturen, insbesondere zur Bergung von Personen aus verunfallten Fahrzeugen, umfasst mindestens die nachfolgend genannten Schritte: Im ersten Schritt wird eine Antriebseinheit des Rettungsgeräts aktiviert, um eine Trenneinheit anzutreiben und deren Trennelemente zu einer Trennbewegung zu veranlassen. Während die Antriebseinheit aktiviert ist, wird die Trennbewegung in einem weiteren Schritt mithilfe eines Blockadesensors überwacht, wobei der Blockadesensor ein Sensorsignal an eine Steuereinheit liefert, welches im einfachsten Fall lediglich signalisiert, ob eine Trennbewegung stattfindet oder ob diese zum Erliegen gekommen ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Überwachung der Trennbewegung derart, dass das bereitgestellte Sensorsignal ein Maß für die Geschwindigkeit der Trennbewegung ist.
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Schließlich wird in einem weiteren Schritt ein Blockadesignal generiert, wenn die Trennbewegung zum Stillstand kommt oder zumindest unter eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit absinkt.
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In nachfolgenden Schritten, die an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden können, kann das erzeugte Blockadesignal eine Anzeige generieren oder ein akustisches Signal ausgeben, um dem Benutzer des Rettungsgeräts den eingetretenen Blockadezustand zu signalisieren. Ebenso ist es möglich, die Antriebseinheit automatisch zu deaktivieren, wenn das Blockadesignal auftritt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Trennbewegung der Trennelemente nur dann überwacht, wenn eine hinreichende Kraft oberhalb eines vorbestimmten Trennkraftwertes an den Trennelementen festgestellt wird. Damit lässt sich die Generierung eines Blockadesignals unterdrücken, wenn der Trennvorgang noch nicht begonnen wurde oder in einer Phase verläuft, in welcher noch keine nennenswerten Trennkräfte auftreten.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Die einzige Figur zeigt in einer vereinfachten Längsschnittansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rettungsgerätes zum Trennen von Strukturen. Das Rettungsgerät umfasst eine Antriebseinheit 01 und eine Trenneinheit 02. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Antriebseinheit 01 um einen Hydraulikantrieb, der über hydraulische Versorgungsleitungen 03 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Die Trenneinheit 02 ist im dargestellten Beispiel als Schneidschere ausgebildet und umfasst zwei sich gegenüberliegende Trennelemente 04, welche im Arbeitsmodus eine aufeinander zugerichtete Trennbewegung ausführen. Die Trennelemente 04 sind an einem Zentralgelenk 05 drehbar gelagert und werden von einem axial verschiebbaren Arbeitskolben 06 zur Trennbewegung veranlasst. Weiterhin sind ein Bediengriff 07 sowie in dessen Nähe ein Totmannschalter 08 vorgesehen, wobei ein Benutzer das Rettungsgerät über den Totmannschalter 08 aktiviert bzw. deaktiviert.
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Zur Überwachung der Trennbewegung ist beispielsweise an der Position des Arbeitskolbens 06 ein Blockadesensor 10 angeordnet, der die axiale Bewegung des Arbeitskolbens erfasst. Der Blockadesensor 10 kann beispielsweise als Folienpotenziometer ausgeführt sein oder ein alternativ gestalteter Wegmesssensor sein. Der Blockadesensor 10 liefert sein Sensorsignal an eine Steuereinheit 11, die beispielsweise im Bereich des Gehäuses der Trenneinheit 02 angeordnet ist. Die Steuereinheit 11 generiert ein Blockadesignal, wenn die vom Blockadesensor 10 überwachte Trennbewegung zum Erliegen kommt oder eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit unterschreitet.
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Zur Überwachung des Hydraulikdrucks und der daraus resultierenden Trennkraft kann zusätzlich ein Drucksensor 12 im Bereich der Zuführung der Hydraulikflüssigkeit angeordnet sein. Ebenso ist es zweckmäßig, eine Modussensor 13 am Totmannschalter 08 anzuordnen, um den vom Benutzer ausgewählten Arbeitsmodus zu überwachen.
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Um einer Beschädigung der Trennelemente, insbesondere der daran angebrachten Schneidkanten vorzubeugen, ist bei der dargestellten Ausführungsform an den Trennelementen 04 weiterhin ein Dehnungssensor 14 angebracht, dessen an die Steuereinheit geliefertes Signal ein Maß für die auftretende Verformung an den Trennelementen 04 ist.
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Wenn die Steuereinheit die Unterschreitung der vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit durch die Trennbewegung feststellt, liefert sie ein Blockadesignal, welches bei der dargestellten Ausführungsform durch ein optisches Anzeigeelement 15, beispielsweise eine am Gehäuse der Trenneinheit 02 angebrachte LED, dem Benutzer das Auftreten des Blockadezustands anzeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Antriebseinheit
- 02
- Trenneinheit
- 03
- Versorgungsleitung
- 04
- Trennelement
- 05
- Zentralgelenk
- 06
- Arbeitskolben
- 07
- Bediengriff
- 08
- Totmannschalter
- 09
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- 10
- Blockadesensor
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Drucksensor
- 13
- Modussensor
- 14
- Dehnungssensor
- 15
- Anzeigeelement
