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Die
Erfindung betrifft einen Verstellantrieb für Möbel.
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Es
ist bekannt, Teile von z. B. Sitz- oder Liegemöbeln elektrisch
zu verstellen. Bei den verstellbaren Teilen dieser Möbel
handelt es sich insbesondere um Sitz-, Lehnen- oder Liegeflächen.
So lassen sich z. B. bei modernen Krankenhaus- und Pflegebetten die
Rückenteile und Ober- sowie Unterschenkelteile der Liegefläche
bzw. Matratzenauflagefläche verschwenken. Beispiele für
Möbelverstellantriebe finden sich in
DE 295 12 04 641 ,
DE 296 00 721 U1 und
DE 296 01 605 U1 .
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Es
gibt Situationen, in denen der verstellbare Teil eines Möbels
neben der normalen motorischen Verstellung auch manuell verstellbar
sein muss, um z. B. die Verstellung des Teils des Möbels
schneller als durch den Motor bewerkstelligen zu können.
Als Beispiel für einen derartigen Anwendungsfall sei ein motorisch
verstellbares Rückenteil einer Matratzenauflage- bzw. Liegefläche
eines Krankenbetts genannt, das sich schnell aus einer Schrägstellung
in die Horizontale überführen lassen muss. Dazu
wird der kraftschlüssige Antriebsstrang zwischen Motor und
Rückenteil über einen Hebel aufgehoben. Hierdurch
kann bei einem Spindelantrieb, bei dem ein axial verschiebbarer
Schieber über eine Spindelmutter mit einer drehend antreibbaren
Spindel in Eingriff steht, der Schieber axial verschoben werden,
ohne dass der Motor läuft bzw. die Spindel sich dreht.
In den oben angegebenen Schriften sind verschiedene Ausgestaltungen
von sogenannten Ausrückmechanismen beschrieben, die den
Kraftfluss eines Verstellantriebsstrangs gezielt aufheben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Verstellantrieb für Möbel,
insbesondere für Kranken- oder Pflegebetten zu schaffen,
bei dem der Mechanismus zur Unter brechung des kinematischen Kraftflusses des
Verstellantriebs kompakt und einfach ausgeführt ist.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verstellantrieb
für Möbel vorgeschlagen, der versehen ist mit
- – einem Motor,
- – einer von dem Motor drehend antreibbaren Spindel,
- – einer mit der Spindel in Gewindeeingriff stehenden
Spindelmutter und
- – einem bei Drehung der Spindel längs eines
Bewegungsweges insbesondere in Erstreckungsrichtung der Spindel
bewegbaren Schieber, der mit der Spindelmutter kraftschlüssig
verbunden und gegen Verdrehungen gesichert geführt ist,
- – wobei die kraftschlüssige Verbindung zwischen der
Spindelmutter und dem Schieber zwecks Bewegung des Schiebers, ohne
dass dieser von dem Motor antreibbar ist, wahlweise aufhebbar ist.
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Nach
der Erfindung lässt sich der Kraftfluss zwischen dem Schieber
und der im/am Schieber angeordneten Spindelmutter wahlweise aufheben. Hierzu
ist die Spindelmutter drehbar am oder im Schieber oder an/in einem
mit dem Schieber verbundenen Bauteil gelagert, wobei die Drehbarkeit
der Spindelmutter relativ zum Schieber blockiert werden kann (kraftschlüssige
Verbindung), so dass die Axialbewegung des Schiebers (und damit
die Verstellung des Teils des Möbels (z. B. Rückenlehne,
Rückenteil einer Liegefläche) motorisch erfolgen
kann, und freigegeben werden kann, so dass der Schieber durch manuelle
Bewegung des von ihm verstellbaren teils des Möbels erfolgen
kann, wobei sich die Spindelmutter dann frei drehen kann.
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Zur
wahlweisen Aufhebung des kinematischen Kraftflusses (d. h. der kraftschlüssigen
Verbindung) zwischen Spindelmutter und Schieber bzw. einem mit diesem
fest verbundenen Bauteil, in/an dem die Spindelmutter drehbar gelagert
ist, bietet sich jedwede Ausgestaltung von Sperr- oder Verriegelungselementen
wie z. B. Sperrbolzen, Verkeilelemente o. dgl. an, die zwischen
der Spindelmutter und dem Schieber angeordnet sind und in einem
Verriegelungszustand die Spindelmutter mit dem Schieber starr koppeln
und in einem Freigabezustand der Spindelmutter zwecks deren Verdrehung
relativ zum Schieber freigeben.
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Vorteilhaft
ist es, wenn man den Kraftfluss ähnlich wie bei z. B. einer
Reibkupplung ”dosiert” freigeben kann, also auf
den Grad der Aufhebung des Kraftflusses Einfluss nehmen kann. Dazu
kann z. B. ein Keil- oder Bremselement gezielt in den Kraftfluss zwischen
Spindel und Schieber eingebracht werden.
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Eine
andere einfache Konstruktion bezieht sich darauf, dass das Verriegelungselement
ein drehbar am Schieber angeordnetes Drehelement zum Mitdrehen durch
die Spindelmutter ist und dass eine an dem Schieber angeordnete,
lösbare Sperreinheit zum Sperren der Drehbewegung des Drehelements vorgesehen
ist. Durch Bremsen der Drehbewegung des Drehelements, was z. B.
durch eine manuell betätigbare Reibbremse erfolgen kann,
kann das Drehelement blockiert werden bzw. gezielt mehr oder weniger
stark gebremst werden, was die Handhabung bei (schneller) manueller
Verstellung des von dem Verstellantrieb verstellbaren Teils des
Möbels vereinfacht.
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Zweckmäßig
ist es, wenn die Spindelmutter eine Außenverzahnung aufweist
und das Drehelement als mit der Außenverzahnung der Spindelmutter
in Eingriff stehende Schnecke ausgebildet ist. Dabei ist mit Vorteil
vorgesehen, dass die Sperreinheit ein mit dem Drehelement verbundenes
erstes Reibelement und ein gegen dieses vorgespanntes zweites Reibelement
aufweist, wobei insbesondere das erste Reibelement eine konische
oder sphärische Außenreibflächen und
das zweite Reibelement eine dazu komplementäre Innenreibfläche
aufweist.
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Die
Betätigung der Sperreinheit bzw. des Verriegelungselements
zur wahlweisen Freigabe des Kraftflusses zwischen der Spindelmutter
und dem Schieber erfolgt z. B. durch Betätigung eines Lösehebels.
Der Betätigungsmechanismus (Betätigungsorgan)
für den Lösehebel sollte sich entlang dem Schieber
erstrecken, da sich dieser bei eingeschaltetem Motor längs
eines Bewegungsweges verschiebt und sich damit auch der Lösehebel
bewegt; denn die mechanische Verbindung zwischen Spindelmutter und
Spindel und damit die Sperreinheit verschiebt sich ebenfalls mit
dem Schieber.
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Im
einfachsten Fall kann die Sperreinheit durch z. B. Anheben des Lösehebels
erfolgen. Damit dies in jeder Verschiebeposition des Schiebers möglich
ist, handelt es sich bei dem Betätigungsorgan z. B. um
einen Stab, der um seine Längsachse drehbar ist und einen
Exzenter-Querschnitt aufweist. Alternativ ist ein längliches
Element mit winkelhebelähnlichem Querschnitt denkbar, das
um eine parallel zum Schieber verlaufende Achse drehbar ist. Ferner
kann ein längs des Schiebers verlaufender Arm vorgesehen
sein, der in einer zur Erstreckung des Schiebers parallelen Ebene
bewegbar ist. Bei dem Arm kann es sich um eine Strebe eines Parallelogramms
handeln, dessen winklig zueinander verlaufende Arme bzw. ihrer Winkelstellung
veränderbar sind. Letztendlich kann man als Betätigungsorgan
auch ein keilförmiges bzw. abschnittsweise keilförmiges
Element einsetzen, dass an einer bzw. mehreren Gegenkeilflächen
geführt wird, um eine in Erstreckung des Keilelements wirkende
Betätigungskraft in eine quer zur Erstreckung des Keilelements
gerichtete Komponente zur Einwirkung auf den Auslösehebel
umzusetzen. Dieses kinematische Prinzip liegt auch dem zuvor genannten
Arm bzw. Parallelogramm zu Grunde.
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Je
nach Konstruktion des Spindelantriebs kann sich der Schieber relativ
schnell manuell verschieben lassen. Damit die durch manuellen Eingriff hervorgerufene
Lateralbewegung des Schiebers nicht zu schlagartige und schnell
erfolgt, ist es von Vorteil, wenn eine Bremseinrichtung zu Abbremsen der
Verdrehung der Spindelmutter relativ zum Schieber existiert. Hierbei
kann die Bremseinrichtung ein drehbares Bremselement aufweisen,
das sich entlang einer Reibfläche bewegt und das von der
Spindelmutter bei Freigabe derselben drehbar ist. Vorteilhaft ist
es ferner, wenn die Spindelmutter eine weitere Außenverzahnung
aufweist, die mit einer Verzahnung des drehbaren Bremselements kämmt.
Bei der Bremseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Bremsmomenterzeugungseinheit,
die insbesondere als Rotationsbremsmomenterzeugungseinheit ausgebildet
ist.
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Damit
eine den Motor ansteuernde Elektronik eine Information darüber
erhält, in welcher Verstellposition sich ein von dem Verstellantrieb
verstellbares Teil des Möbels befindet, ist es vorteilhaft,
eine Lage- oder Weggebereinheit mit dem Schieber zu koppeln. Damit
erfasst die Elektronik auch dann die aktuelle Verschiebeposition
es Schiebers, wenn dieser infolge manueller Verstellung des Teils
des Möbels (Schnellverstellung) verschoben worden ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele
und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Im
einzelnen zeigen dabei:
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1 perspektivisch
ein Krankenhausbett mit Darstellung des Verstellmechanismus für
eine verstellbare Liegefläche bzw. Matratzenauflagevorrichtung,
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2 eine
ausschnittsweise seitliche Darstellung des Verstellmechanismus gemäß 1,
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3 eine
perspektivische Darstellung der wesentlichen Komponenten des Verstellantriebs
zur Verstellung eines Rückenteils der Liegefläche
bzw. Matratzenauflagevorrichtung,
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 3,
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5 eine
Schnittansicht entlang der Linie V-V der 3,
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6 eine
Seitenansicht des Verstellantriebs teilweise in Schnittansicht und
in Explosionsdarstellung,
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7 eine
Ansicht auf eine alternative Ausgestaltung des Verstellantriebs
gemäß 3,
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8 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren alternativ ausgestalteten
Verstellantriebs gemäß 3,
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9 eine
dritte perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels
für den Verstellantrieb gemäß 3 und
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10 eine
Draufsicht auf den Verstellantrieb gemäß einem
der Ausführungsbeispiele der 3 bzw. 7 bis 9 mit
Darstellung der Komponenten für die Positionsrückmeldung
des Verstellantriebs.
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In 1 ist
perspektivisch ein Krankenhausbett 10 gezeigt, das ein
in diesem Ausführungsbeispiel höhenverstellbares
Untergestell 12 und einen daran angebrachten Bettrahmen 14 aufweist.
Der Bettrahmen 14 weist zwei Seitenholme 16 sowie
an deren gegenüberliegenden Enden angebrachte Kopf- bzw.
Fußteile 18, 20 auf.
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Zwischen
den Seitenholmen 16 des Bettrahmens 14 befindet
sich eine Doppelantriebs-Verstelleinheit 22 zum Verschwenken
sowohl eines kopfteilseitigen Schwenkbügels 24 als
auch zweier fußteilseitiger Schwenkarme 26 (siehe
auch 2). Nicht in 1 gezeigt
ist, dass sich im Normalfall oberhalb der Doppelantriebs-Verstelleinheit 22 eine
Matratzenauflagevorrichtung befindet, die ein durch die Doppelantriebs-Verstelleinheit 22 verstellbares Rückenteil,
ein feststehendes Sitzteil, ein durch die Doppelantriebs-Verstelleinheit
verstellbares Oberschenkelteil und ein an diesem schwenkbar gelagertes,
z. B. lediglich manuell verstellbares Unterschenkelteil aufweist.
Der kopfteilseitige Schwenkbügel 24 dient der
Verstellung des Rückenteils der Matratzenauflagevorrichtung, während
dessen Oberschenkelteil durch die beiden Schwenkarme 26 verstellt werden
kann. Die Doppelantriebs-Verstelleinheit 22 weist zur Verstellung
dieser Elemente zwei Verstellantriebe 28, 30 auf,
die in einem Gehäuse 32 untergebracht sind.
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Auf
die Ausbildung des Verstellantriebs 28 für den
kopfteilseitigen Schwenkbügel 24 zur Verstellung
des Rückenteils der Matratzenauflagevorrichtung wird weiter
unten noch näher eingegangen.
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Bei
der Verschwenkung des Rückenteils eines Betts, insbesondere
eines Krankenhaus- bzw. Pflegebetts ist es mitunter erforderlich,
die motorische Verstellung aufzuheben, um das Rückenteil
von Hand und damit schneller als über den Verstellantrieb verschwenken
zu können. Zu diesem Zweck weist das Krankenhausbett 10 gemäß 1 einen
Kraftfluss-Aufhebemechanismus 34 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel über
zwei Handgriffe 36 manuell betätigbar ist. Über
ein mit den Handgriffen 36 verbundenes Gestänge 38 wird
dann, wie weiter unten beschrieben werden wird, der Kraftfluss (Antriebsstrang)
zwischen einem Motor und einem auf den kopfteilseitigen Schwenkbügel 24 einwirkenden Schieber
aufgehoben bzw. getrennt.
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Der
Aufbau des Verstellantriebs 28 für das Rückenteil
bzw. den kopfteilseitigen Schwenkbügel 24 ist
in den 3 bis 6 näher gezeigt. Bei
dem Verstellantrieb 28 handelt es sich um einen Spindelantrieb,
der einen Elektromotor 40 aufweist, welcher eine Spindel 42 drehend
antreibt. Die Spindel 42 steht in Gewindeeingriff mit einer
Spindelmutter 44, die wahlweise frei drehend oder verriegelt,
d. h. gegen Verdrehungen gesichert, in einem Bauteil 46 gelagert
bzw. angeordnet ist, welches mit einem konzentrisch zur Spindel 42 angeordneten
Schieber 48 bzw. Schieberrohr verbunden ist. Der Schieber 48 wirkt
nun auf einen Hebel 50 des kopfteilseitigen Schwenkbügels 24 ein,
um den Schwenkbügel 24 um eine Welle 52 zu
verschwenken, wobei die Welle 52 drehbar an den Seitenholmen 16 des
Bettrahmens 14 gelagert ist. Auf gleiche Weise verstellt
der ebenfalls als Spindelantrieb ausgebildete zweite Verstellan trieb 30 über
einen Hebel 54 eine ebenfalls zwischen den Seitenholmen 16 drehbar
gelagerte Welle 56, von der die Schwenkarme 26 abstehen
und mit der die Schwenkarme 26 starr verbunden sind.
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Wie
bereits oben erwähnt, befindet sich die Spindelmutter 44 in
dem Bauteil 46. Um bei Verdrehung der Spindel 42 den
Schieber 48 axial verfahren zu können, muss die
Spindelmutter 44 gegen Verdrehungen blockiert und damit
kraftschlüssig mit dem Schieber 48 gekoppelt (d.
h. direkt oder indirekt verbunden) sein. Die mechanische Verbindung
zwischen dem Schieber 48 und der Spindelmutter 44 erfolgt
in diesem Ausführungsbeispiel unter Zwischenschaltung des
Bauteils 46, das einerseits mit dem Schieber 48 verbunden
ist und andererseits die Spindelmutter 44 aufnimmt.
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Um
nun den Schieber 48 manuell, d. h. bei manueller Verstellung
des kopfteilseitigen Schwenkbügels 24 bzw. des
von diesem verstellten Rückenteils des Krankenhausbetts 10 verfahren
zu können, muss der Kraftfluss zwischen Motor 40 und
Schieber 48 gezielt unterbrochen bzw. aufgehoben werden können.
Dies erfolgt bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
durch gezielte Freigabe bzw. Blockade der in dem Bauteil 46 untergebrachten Spindelmutter 44.
Zu diesem Zweck weist das Bauteil 46 einen Aufnahmeraum 58 auf,
in dem eine Schnecke 60 als Drehelement 61 drehend
untergebracht ist, die mit einer ersten Verzahnung 62 der
Spindelmutter 44 in Gewindeeingriff steht. Die Drehbarkeit der
Schnecke 60 wird mit Hilfe einer Sperreinheit 64 gesteuert,
die in diesem Ausführungsbeispiel als Reibbremse arbeitet.
Die Schnecke 60 und die Sperreinheit 64 bilden
zusammen ein Verriegelungselement 65. Die Schnecke 60 weist
einen Reibkegel 66 mit Außenreibfläche 67 auf,
der in eine Reibglocke 68 mit Innenreibfläche 69 mehr
oder weniger weit eintaucht. Die Reibglocke 68 ist an einem
um eine Achse 70 schwenkbaren Lösehebel 72 gelagert,
der seinerseits am Bauteil 46 gelagert ist. Mit Hilfe einer
Feder 74 wird die Reibglocke 68 gegen den Reibkegel 66 vorgespannt,
wodurch die Schnecke 60 an einer Verdrehung innerhalb des
Aufnahmeraums 58 des Bauteils 46 gehindert ist.
In diesem Zustand ist also die Spindelmutter 44 drehfest
und damit blockiert im Bauteil 46 untergebracht, so dass
durch Ansteuerung des Motors 40 der Schieber 48 motorisch
vor oder zurück verfährt.
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Soll
nun der Schieber 48 schnell verfahren werden, so wird durch
Betätigung des Lösehebels 72 die Sperreinheit 64 deaktiviert,
was ”dosiert” erfolgen kann, indem durch mehr
oder weniger weites Anheben des Lösehebels 72,
d. h. durch mehr oder weniger weites Abrücken der Reibglocke 68 von
dem Reibkegel 66, die Reibung zwischen dem Reibkegel 66 und
der Reibglocke 68 beeinflusst werden kann.
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Bei
gelöster Sperreinheit 64 und damit frei drehbarer
Schnecke 60 im Bauteil 46 dreht sich die Spindelmutter 44,
wenn von außen in Bewegungsrichtung des Schiebers 48 Kräfte
wirken. Je nach Ausbildung des Spindelantriebs kann der mechanische
Widerstand, der einer Verstellung des Schiebers 48 bei
von außen einwirkenden Kräften entgegenwirkt,
nur gering sein, so dass die Verstellung des Rückenteils
bzw. kopfteilseitigen Schwenkbügels 24 zu schnell
erfolgt. Aus diesem Grunde ist es grundsätzlich bekannt,
Dämpfungseinrichtungen zu verwenden. Eine derartige Dämpfungseinrichtung
ist auch in Form der Reibbremseinrichtung 76 bei dem Ausführungsbeispiel
des Verstellantriebs gemäß 3 gegeben.
Bei der Bremseinrichtung 76 handelt es sich um eine Bremsmomenterzeugungseinheit und
insbesondere um eine Rotationsbremsmomenterzeugungseinheit. Die
Bremseinrichtung 76 weist ein Gehäuse 78 für
ein drehbares Bremselement 79 (siehe 5)
auf, das an einer Reibfläche des Gehäuses 78 entlang
bewegt wird. Das Bremselement 79 ist mit einem Ritzel 80 versehen,
welches mit einer zweiten Außenverzahnung 82 der
Spindelmutter 44 kämmt. Die zweite Außenverzahnung 82 ist
axial versetzt zur ersten Außenverzahnung 62 der
Spindelmutter 44 auf deren Umfangsseite angeordnet (siehe z.
B. 6).
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Beim
Verfahren des Schiebers 48 verfährt auch das Bauteil 46,
das mit dem Schieber 48 fest verbunden ist. Ein Betätigungsorgan 85 zum
Auslösen des Lösehebels 72 muss also
in sämtlichen Verfahrpositionen des Schiebers 48 bzw.
des Bauteils 46 auf den Lösehebel 72 einwirken
können. Dies wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 durch
einen Keilflächen aufweisenden Schieber 84 erreicht,
dessen Keilflächen 86 an Gegenkeilflächen 88 eines
relativ zum Schieber 48 feststehenden Führungselements 90 des
Verstellantriebs bzw. des Gehäuses 32 für
den Verstellantrieb geführt sind. Die Bewegung des Schiebers 84 (Betätigungsorgan)
erfolgt mit Hilfe einer Stange bzw. einem Stab 92, der
von dem Gestänge 38 vor- bzw. zurückbewegt
wird. Der Schieber 84 wird zum Auslösen des Lösehebels 72 gegen
eine Rückholfeder 94 bewegt, die nach Loslassen
des Handgriffs 36 den Schieber 84 wieder automatisch zurückschiebt.
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In 10 ist
der Verstellantrieb 30 von oben bei offenem Gehäuse 32 gezeigt.
Mit dem sich zusammen mit dem Schieber 48 bewegenden Bauteil 46 gekoppelt
ist ein Mitnehmer 96, der in Abhängigkeit von
der Bewegung des Bauteils 46 bzw. Schiebers 48 eine
Weggebereinheit 98 betätigt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Weggebereinheit 98 als Linear- oder Drehpotentiometer 100 ausgebildet.
Andere Weggeber, insbesondere optisch, induktiv oder kapazitiv arbeitende
Weggeber können ebenfalls eingesetzt werden. Durch die
Weggebereinheit 98 ist eine bei 102 angedeutete
Ansteuerelektronik stets darüber informiert, an welcher
Position sich der Schieber 48 befindet. Aus dieser Position
kann dann wiederum auf die Schrägstellung des Rückenteils des
Krankenhausbetts 10 geschlossen werden. Diese Möglichkeiten
bleiben beibehalten, und zwar unabhängig davon, ob der
Schieber 48 nun motorisch vor- oder zurückbewegt
oder manuell verschoben wird.
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In
den 7 bis 9 sind noch drei alternative
Ausführungsformen für das Betätigungsorgan 85 zum
Betätigen des Lösehebels 72 gezeigt.
Gemäß 7 ist das Betätigungsorgan
als Stab 104 ausgebildet, der über zwei Kniehebel 106 geführt
ist. Durch Einwirkung der Stange 92 auf den einen der beiden
Kniehebel 106 wird der Stab 104 angehoben, so
dass der Lösehebel 72 betätigt werden
kann. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß 3 verbleibt
der Lösehebel 72 in jeder Verfahrposition des
Schiebers 48 in Eingriff mit dem Betätigungsorgan 85,
da der Lösehebel 72 beim Verfahren des Schiebers 48 längs des
Stabes und über diesen bewegt wird.
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In 8 ist
das Betätigungsorgan 85 als oberer Hebel 108 einer
Parallelogrammführungsvorrichtung 110 ausgebildet.
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Im
Ausführungsbeispiel gemäß 9 weist das
Betätigungsorgan 85 einen drehbaren Exzenter-Stab 112 auf, über
dessen Außenfläche sich der Lösehebel 72 entlang
bewegt, wenn der Schieber 48 verfahren wird. Durch Drehung
des Exzenter-Stabes 112 kann dann, wie 9 zu
entnehmen ist, der Lösehebel 72 zum Aufheben der
Wirkung der Bremseinrichtung bzw. zur Steuerung der Bremswirkung der
Sperreinheit 64 betätigt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2951204641 [0002]
- - DE 29600721 U1 [0002]
- - DE 29601605 U1 [0002]