DE3328908C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Operationstisch gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bekannten Operationstischen ist es üblich, die Hydraulikeinheit
im Säulenfuß anzuordnen, der entweder
auf Rollen fahrbar oder ortsfest mit dem Fußboden verbunden
ist. Für die Druckmittelversorgung der mit der
Lagerfläche oder dem höhenverstellbaren Säulenkopf verbundenen
Arbeitszylinder sind flexible Druckmittelleitungen
erforderlich, die in der Regel schraubenförmig
gekrümmt sind, so daß sie der Auf- und Abbewegung
des Säulenkopfes und der Lagerfläche folgen können.
Entsprechend dem relativ hohen Arbeitsdruck sind
diese Druckmittelleitungen relativ dickwandig und damit
auch steif. Sie können nur mit einem relativ großen
Krümmungsradius gekrümmt werden, so daß diese Leitungen
einen relativ großen Raum in der Säule beanspruchen,
damit sie sich bei der Auf- und Abbewegung des Säulenkopfes
frei bewegen können. Ein großer Säulenquerschnitt
verringert jedoch den freien Raum unterhalb der
Lagerfläche und behindert damit beispielsweise das Einschieben
eines Röntgengerätes unter die Lagerfläche.
Aus der DE 30 16 387 A1 ist eine hydraulisch verstellbare
Behandlungsliege der im Oberbegriff des Anspruches 1
bezeichneten Art bekannt, bei der der Säulenkopf einstückig
mit einem höhenverstellbaren Säulenmantel ausgebildet
ist, an dem das Hydraulikaggregat für die Betätigung
der hydraulischen Hubvorrichtung und die Arbeitszylinder
zur Verstellung der Lagerflächenabschnitte angeordnet
ist. Damit können Druckmittelleitungen zwischen
Säulenkopf und Säulenfuß entfallen.
Um die Lagerfläche eines hydraulisch angetriebenen Operationstisches
in ihrer Höhe über den notwendigen großen
Bereich verstellen zu können, umfaßt die Hubvorrichtung
üblicherweise einen doppelt teleskopischen Arbeitszylinder,
bei dem in einem Zylinder ein erster
Kolben verschiebbar geführt und in diesem ein zweiter
Kolben koaxial verschiebbar geführt sind. Bei einem Anheben
der Lagerfläche wird dabei zunächst der erste
Kolben bis an einen Anschlag ausgefahren und anschließend
der zweite Kolben verschoben. Bei gleichbleibendem
Druckmittelzufluß pro Zeiteinheit wird dabei der zweite
Kolben mit einer höheren Geschwindigkeit als der erste
Kolben verschoben, so daß bei der Höhenverstellung der
Lagerfläche ein deutlicher Geschwindigkeitssprung auftritt,
der für die auf dem Operationstisch liegende
Person unangenehm ist und bei Höhenverstellungen, die
während einer Operation erforderlich sein können, den
Operateur behindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Operationstisch
der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß bei Erhaltung eines großen Verstellbereiches und
bei einer sehr kompakten Bauweise der Hubvorrichtung
mit geringem Aufwand eine Höhenverstellung der Lagerfläche
über den gesamten Bereich mit gleichförmiger Geschwindigkeit
erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Eine hydraulische Hubvorrichtung mit zwei antiparallel
nebeneinander angeordneten hintereinander geschalteten
Arbeitszylindern, bei denen die Druckmittelzufuhr durch
die Kolbenstange eines Arbeitszylinders erfolgt, ist
z. B. aus der US-PS 36 09 974 an sich bekannt.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bleiben die Druckmittelverbindungen
zwischen der Hydraulikeinheit und
den Zylindern fest, während sich die aus den beiden Zylindern
bestehende Einheit beim Ein- und Ausfahren der
beiden Kolbenstangen bewegt. Beim Ausfahren der Kolbenstangen
strömt das Druckmittel zunächst durch die mit
dem Säulenkopf verbundene Kolbenstange in den unten gelegenen
kolbenseitigen Zylinderraum dieses Hubzylinders
und von dort durch die vorstehend genannte Druckmittelleitung
zum oben gelegenen kolbenseitigen Zylinderraum
des anderen Hubzylinders, während das aus dem Ringraum
jeweils verdrängte Druckmittel am unteren Ende des
zweiten Hubzylinders austritt, über die zweite Druckmittelleitung
zum oberen Ende des Ringraumes des ersten
Hubzylinders geführt wird und über eine radiale Bohrung
im Kolben des ersten Hubzylinders und eine zweite Leitung
in der Kolbenstange des ersten Hubzylinders zurück
zur Hydraulikeinheit fließt. Durch die gleichen Innenquerschnitte
der beiden Hubzylinder ist eine absolut
gleichförmige Bewegung der Höhenverstellung der Lagerfläche
über den gesamten Stellbereich gewährleistet.
Wegen der Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels durch die
Kolbenstange des ersten Hubzylinders und die vorstehend
beschriebene Druckmittelverbindung zwischen den beiden
Hubzylindern benötigt man keine flexiblen Druckmittelleitungen.
Eine einfach herzustellende, stabile und kompakte Führung
der Lagerfläche des Operationstisches erhält man
bei einer Ausführungsform mit den Merkmalen des Anspruches 2.
Vorzugsweise besitzen die Führungsstangen einen rechteckigen
Querschnitt, so daß eine Unverdrehbarkeit der
Führungsstangen gegenüber dem Führungsblock gewährleistet
ist. Zur einfachen Herstellung hat der Führungsblock
dabei ein U-Profil mit rechteckigem Querschnitt,
das durch eine zu den U-Schenkeln parallele Trennwand
in zwei Führungskammern für die Führungsstangen unterteilt
und durch eine um U-Quersteg parallele Deckplatte
geschlossen ist. Der rechteckige Querschnitt der
Führungsstangen ermöglicht auch bei größeren Toleranzen
auf einfache Weise ein exaktes Einstellen des Spieles
der Führungsstangen in den Führungskammern. Hierzu wird
vorgeschlagen, daß auf beiden Seiten
der Trennwand Keilflächen ausgebildet sind, die mit
parallel zur Trennwand verstellbaren Keilen zur Einstellung
des Stangenspiels zusammenwirken. Zur Einstellung
des Stangenspiels in der zweiten Richtung genügt
eine einfache Andruckplatte, wobei sowohl letztere als
auch die Keile durch in dem Führungsblock angeordnete
Stellschrauben verstellbar sind.
Bei Operationstischen soll die Möglichkeit bestehen,
alle Arbeitszylinder des Operationstisches aus einer
bestimmten Entfernung anzusteuern, so daß diese Aufgabe
von einer Person durchgeführt werden kann, die sich
nicht im unmittelbaren sterilen Operationsbereich befindet.
Die Steuerung der Ventile der Arbeitszylinder
erfolgt bei den bisher bekannten Operationstischen entweder
direkt von Hand, pneumatisch oder über Magnetventile
elektrisch. Bei elektrischer Steuerung ist zusätzlicher
Aufwand erforderlich, um die Sicherheitsprobleme
zu lösen. Zudem benötigen Magnetventile relativ viel
Platz. Eine pneumatische Steuerung erfordert eine eigene
Druckluftanlage und benötigt relativ viel Energie.
Die manuelle Steuerung erfordert relativ starke Leitungen
und große Ventile, so daß man aus Gewichtsgründen
die Steuerleitungen und ein Bedienungspult an einem mit
der Säule verbundenen Arm angeordnet hat. Dies hat den
Nachteil, daß die Bewegungsfreiheit des Operateurs
durch diesen Arm u. U. behindert wird und in den sterilen
Operationsbereich eingegriffen werden muß.
Zur Beseitigung dieser Nachteile wird
ferner vorgeschlagen, daß die Hydraulikeinheit einen
Hochdruckkreis zur Betätigung der Arbeitszylinder sowie
der Hubvorrichtung und einen Niederdruckkreis zur Ansteuerung
der die Arbeitszylinder mit der Hydraulikpumpe
bzw. dem Druckmitteltank verbindenden Betätigungsventile
aufweist. Der Niederdruckkreis kann vom Hochdruckkreis
der Hydraulikeinheit abgezweigt werden und
ermöglicht die Verwendung eines aus der GB-PS 910 029
in Form eines Steuerkopfes an sich bekannten tragbaren
Handregisters, das sämtliche Steuerventile enthält und
durch flexible Steuerleitungen mit den Betätigungsventilen
der Arbeitszylinder verbunden ist. Vorzugsweise
umfassen die Steuerventile jeweils einen Steuerkolben,
der in einer durch eine flexible Membran verschlossenen
Bohrung eines Ventilgehäuses verschiebbar angeordnet
und aus einer Schließstellung gegen eine Rückstellkraft
in eine Offenstellung verschiebbar ist. Dieser Steuerkolben
kann durch direkten Druck auf die flexible Membran
aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung
verschoben werden. Aus Sicherheitsgründen muß die Rückstellkraft
relativ hoch gewählt werden, um eine Rückkehr
des Steuerkolbens in seine Schließstellung zu gewährleisten,
sowie die Membran losgelassen wird. Eine
hohe Rückstellkraft würde aber bedeuten, daß die Bedienungsperson
den Steuerkolben u. U. relativ lange Zeit
mit einer relativ hohen Kraft niederdrücken muß. Um das
Halten des Steuerkolbens in seiner Offenstellung zu erleichtern,
sind daher die Steuerventile
so ausgebildet, daß in der Offenstellung die vom Steuerdruck
im Sinne einer Ventilöffnung beaufschlagte Kolbenfläche
größer als die im Sinne einer Ventilschließung
beaufschlagte Kolbenfläche ist, wobei die Flächendifferenz
so gewählt ist, daß die beim Steuerdruck resultierende,
in Öffnungsrichtung wirkende Kraft kleiner
als die Rückstellkraft ist. Somit muß zwar beim Öffnen
des Steuerventils die volle Rückstellkraft überwunden
werden, jedoch braucht dann beim Halten des Steuerkolbens
in der Offenstellung nur eine relativ geringe Haltekraft
aufgebracht zu werden.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit
den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispieles. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des
erfindungsgemäßen Operationstisches
mit teilweise geöffneter Säule,
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der
Säule in Richtung des Pfeiles A in
Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der
Säule in Richtung des Pfeiles B in
Fig. 1,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Vertikalführungseinrichtung
längs Linie
IV-IV in Fig. 5,
Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch die
Vertikalführungseinrichtung längs
Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen die Zylinderachsen enthaltenden
Schnitt durch die Arbeitszylinder
der Hubvorrichtung,
Fig. 7 einen Horizontalschnitt durch die in
Fig. 6 dargestellte Anordnung längs
Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine schematische Darstellung der
Hydraulikeinheit und ihre Verbindung
mit den zur Höhenverstellung und zur
Neigung der Lagerfläche um ihre quer
zu ihrer Längsrichtung verlaufende
Achse bestimmten Arbeitszylindern,
Fig. 9 eine schematische Darstellung, der
Verbindung der Hydraulikeinheit mit
den zum Verstellen der Lagerflächenabschnitte
und zum Kanten der Lagerfläche
um ihre Längsachse bestimmten
Arbeitszylindern,
Fig. 10 einen Schaltplan für die in dem
Handregister untergebrachten Steuerventile
und
Fig. 11 einen vergrößerten, die Achse des
Steuerkolbens enthaltenden Schnitt
durch ein Steuerventil.
In Fig. 1 erkennt man einen schematisch dargestellten
Operationstisch mit einer Lagerfläche 10, die auf
einer allgemein mit 12 bezeichneten Säule ruht. Die
Säule 12 umfaßt einen Säulenfuß 14 und einen Säulenkopf
16, die durch eine Hubvorrichtung 18 und eine
Führungseinrichtung 20 miteinander verbunden sind.
Der Säulenkopf 16 umfaßt - wie in Fig. 2 dargestellt - eine rechteckige Grundplatte 22,
an deren Unterseite in einem geschlossenen quaderförmigen
Gehäuse eine Hydraulikeinheit 24 befestigt ist,
deren Aufbau später noch genauer erläutert wird.
Im folgenden soll anhand der Fig. 3, 6 und 7 der Aufbau
der Hubvorrichtung 18 näher beschrieben werden.
Sie umfaßt zwei Hubzylinder 26 und 28 die antiparallel
zueinander derart angeordnet sind, daß die Kolbenstange
30 des Hubzylinders 26 mit der Grundplatte 22 des
Säulenkopfes 16 und die Kolbenstange 32 des Hubzylinders
28 mit einer Grundplatte 34 des Säulenfußes 14
starr verbunden ist.
Die beidendig offenen Zylinderbüchsen 36 der Hubzylinder
26 und 28 sind - wie in Fig. 6 dargestellt - jeweils in eine Bohrung 38 eines
Blockes 40 eingeführt, wobei die beiden Blöcke 40 mit
Hilfe von Zugankern 42 (Fig. 3) starr miteinander verbunden
sind, so daß die Zylinderbüchsen 36 zwischen den Blöcken
40 eingespannt sind. Die beiden Blöcke 40 sind
identisch ausgebildet und enthalten jeweils Verbindungsbohrungen
44 und 46, welche die Aufnahmebohrungen
38 für die Enden der Zylinderbüchsen 36 jeweils
mit einer Druckmittelleitung 48 verbinden, welche
die beiden Blöcke 40 miteinander verbinden. Entgegen
der Darstellung in Fig. 6 liegen diese Verbindungsbohrungen
44 und 46 nicht in der die Zylinderachsen
enthaltenden Ebene, sondern beiderseits derselben,
wie man aus Fig. 7 erkennt. Die Anordnung der Verbindungsbohrungen
44 und 46 sowie der Verbindungsleitungen
48 zwischen den Blöcken 40 ist dabei so
getroffen, daß das untere Ende des Hubzylinders 26,
d. h. sein kolbenseitiger Zylinderraum 50 mit dem oberen
Ende, d. h. wiederum dem kolbenseitigen Zylinderraum
52 des Hubzylinders 28 verbunden ist, während
das untere Ende des Ringraumes 54 des Hubzylinders 28
mit dem oberen Ende des Ringraumes 56 des Hubzylinders
26 in Verbindung steht.
Die Kolbenstange 30 des Hubkolbens 26 ist von einem
Rohr gebildet, das an seinem unteren Ende durch den
Kolben 58 und an seinem oberen Ende durch einen
Stopfen 60 verschlossen ist, an dem sich zwei Druckmittelanschlüsse
62 und 64 befinden. Der Druckmittelanschluß
62 steht mit dem Innenraum 66 der rohrförmigen
Kolbenstange 30 in Verbindung, wobei dieser Innenraum
66 seinerseits über eine achsparallele Bohrung
68 und eine radiale Bohrung 70 im Kolben 58 mit dem
Ringraum 56 des Hubzylinders 26 verbunden ist.
In dem Innenraum 66 der Kolbenstange 30 ist ein weiteres
Rohr 72 angeordnet, das an seinem oberen Ende
in den Stopfen 60 eingeschraubt ist und mit dem Druckmittelanschluß
64 in Verbindung steht, während es
mit seinem unteren Ende in den Kolben 58 eingeschraubt
ist und über eine koxaiale Bohrung 74 im
Kolben 58 mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 50 in
Verbindung steht.
Sollen die Kolbenstangen 30 und 32 ausgefahren werden,
so strömt Druckmittel über den Druckmittelanschluß 64,
das Rohr 72, die Bohrung 74 im Kolben 58 in den kolbenseitigen
Zylinderraum 50 des Hubzylinders 26 und
drückt den Kolben 58 nach oben. Gleichzeitig strömt
das Druckmittel über die Verbindungsleitungen 44 und
48 in den oberen Block 40 und dort durch die entsprechende
Verbindungsbohrung 44 in den kolbenseitigen
Zylinderraum 52 des Hubzylinders 28 und drückt den
Kolben 76 des Hubzylinders 28 nach unten. Das aus dem
Ringraum 54 dabei verdrängte Druckmittel strömt über
die Verbindungsbohrung 46 und die Druckmittelleitung 48
zum oberen Ende des Ringraumes 56 des Hubzylinders 26
und von dort durch die Bohrungen 70 und 68 im Kolben 58
in den Innenraum 66 der Kolbenstange 30 und von dort
über den Druckmittelanschluß 62 zur Hydraulikeinheit 24
zurück. Beim Einfahren der Kolbenstangen 30 und 32
erfolgt der Druckmittelfluß in umgekehrter Richtung.
In der Praxis fährt zunächst der Kolben 58 an seinen
oberen Anschlag, bevor sich der Kolben 76 bewegt. Da
die Kolben jedoch gleichen Querschnitt besitzen, werden
die Kolbenstangen 30 und 32 mit derselben Geschwindigkeit
ausgefahren, so daß kein Geschwindigkeitssprung
beim Loslaufen des zweiten Kolbens erfolgt. Wie man
ferner erkennt, sind die Druckmittelanschlüsse 62
und 64 fest am Säulenkopf 16 installiert, so daß beim
Aus- und Einfahren der Kolbenstangen 30 und 32 die
Verbindungsleitungen zwischen der Hubvorrichtung 18
und der Hydraulikeinheit 24 nicht bewegt werden.
Zur Einleitung der auf die Lagerfläche 10 einwirkenden
horizontalen Kräfte und der von der Lagerfläche 10
ausgeübten Momente in den Säulenfuß 14 dient die
Führungseinrichtung 20 in der höhenverstellbaren Säule 12,
die nun im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert
werden soll. Die Führungsvorrichtung 20 umfaßt
eine erste Führungsstange 78, die mit der Grundplatte
22 des Säulenkopfes 16 starr verbunden ist, sowie
eine zweite Führungsstange 80, die mit der Grundplatte
34 des Säulenfußes 14 starr verbunden ist.
Beide Führungsstangen 78 und 80 weisen einen rechteckigen
Querschnitt auf und sind parallel zueinander
in zwei Führungskammern 82 eines Führungsblockes 84
verschiebbar geführt. Der Führungsblock 84 besteht
aus einer U-Profilschiene 86 mit rechteckigem Querschnitt,
deren Innenraum durch eine zu den U-Schenkeln
parallele Trennwand 88 in die beiden Führungskammern 82
unterteilt ist. Die U-Profilschiene 86 wird durch eine
Deckplatte 90 verschlossen, die mit der U-Profilschiene
86 verschraubt ist.
Zur Einstellung des Spiels der Führungsstangen 78 und 80
in den Führungskammern 82 weist die Trennwand 88 auf
beiden Seiten jeweils eine Keilfläche 92 auf, die mit
einem Keil 94 zusammenwirkt, der mittels einer durch
die Deckplatte 90 hindurch betätigbaren Stellschraube
96 verschiebbar ist und dabei das Spiel der Führungsstangen
78 und 80 in einer Richtung senkrecht zur
Trennwand 88 verändert, wie man dies insbesondere in
der Fig. 5 erkennen kann. Zur Einstellung des Spiels
parallel zur Trennwand 88 ist an der Innenseite der
Deckplatte 90 jeweils eine Stellplatte 98 angeordnet,
die mittels Schrauben 100 durch die Deckplatte 90
hindurch senkrecht zur Deckplatte 90 verstellt werden
kann. Die Stellplatten 98 und die Keile 94 bieten
die Möglichkeit, auch bei relativ großen Toleranzen
eine einwandfreie Führung der Führungsstangen 78 und 80
in dem Führungsblock 84 zu gewährleisten.
An der der Hubvorrichtung 18 zugewandten Außenseite
des Führungsblockes 84 ist eine Platte 102 befestigt,
die in den Raum zwischen den Blöcken 40 der Hubvorrichtung
18 eingreift, ohne daß die Hubvorrichtung und
die Führungseinrichtung miteinander verbunden wären.
Dadurch wird beim Anheben des Zylinderblockes der
Hubvorrichtung 80 der Führungsblock 84 mitgenommen.
Die Lagerfläche 10 ist an dem Säulenkopf 16 in an sich
bekannter Weise so gelagert, daß sie um eine quer zu
ihrer Längsrichtung gerichtete Achse geneigt und um
eine parallel zu ihrer Längsrichtung verlaufende Achse
verkantet werden kann. Hierzu ist an einem starr mit
der Grundplatte 22 des Säulenkopfes 16 verbundenen Lagerblock
104 ein erster Rahmen 106 um eine quer zur
Lagerflächenlängsrichtung gerichtete Neigungsachse 108
schwenkbar gelagert. Der erste Rahmen 106 weist eine
Gabel 110 auf, die mit der Kolbenstange 112 eines
Neigungszylinders 114 gelenkig verbunden ist. Der Neigungszylinder
114 ist unterhalb der Grundplatte 22
des Säulenkopfes 16 an zwei mit der Grundplatte starr
verbundenen Streben 116 schwenkbar gelagert, wobei
die Kolbenstange 112 durch eine nicht dargestellte
Durchbrechung in der Grundplatte 22 hindurchtritt.
Der Neigungszylinder 114 ist über Druckmittelleitungen,
von denen nur eine Druckmittelleitung 118 dargestellt
ist, mit der Hydraulikeinheit 24 verbunden.
In einer Lagerhülse 120 des ersten Rahmens 106 ist
um eine senkrecht zur Neigungsachse und parallel
zur Lagerflächenlängsrichtung verlaufende Kantachse
122 ein zweiter Rahmen 124 schwenkbar gelagert, mit
dem ein Mittelabschnitt 126 der Lagerfläche 10 starr
verbunden ist. Der zweite Rahmen 124 ist mit Hilfe
eines hydraulischen Arbeitszylinders 128 verstellbar,
der in einer mit dem ersten Rahmen 106 verbundenen Gabel
130 gelenkig angeordnet ist und mit seiner Kolbenstange
an einem U-förmigen Bügel 132 angreift, der
mit dem zweiten Rahmen 124 über Verbindungsstreben 134 gelenkig
verbunden ist. Die Druckmittelleitungen des
Stellzylinders 128 mit der Hydraulik 124 sind in den
Fig. 2 und 3 nicht dargestellt.
Die Lagerfläche 10 besteht neben dem bereits erwähnten,
starr mit dem zweiten Rahmen 124 verbundenen Mittelabschnitt
126 aus zwei Rückenabschnitten 136 und 138
(Fig. 1) sowie einem sich an der anderen Seite des
Mittelabschnittes 26 anschließenden Beinabschnitt 140.
Jeder Lagerflächenabschnitt besteht aus zwei Seitenholmen
142 (siehe Fig. 12), die von U-Profilen oder
Kastenprofilen gebildet sein können und auf denen Auflagepolster
144 angeordnet sind. Die jeweils auf einer
Seite der Lagerfläche 10 aneinandergrenzenden Seitenholme
142 sind jeweils in an sich bekannter Weise um
eine quer zur Lagerflächenlängsrichtung gerichtete
Achse 146 gelenkig miteinander verbunden und gegenüber
dem jeweils benachbarten Seitenholm 142 durch
einen Arbeitszylinder 148 verstellbar, dessen Zylinder
sich an dem einen Seitenholm abstützt und dessen
Kolbenstange an dem benachbarten Seitenholm angreift.
Der soweit beschriebene Aufbau der Lagerfläche 10 ist
an sich bekannt. Bei den bekannten Lagerflächen sind
jedoch die Seitenholme 142 starr durch einen Querholm
miteinander verbunden. Diese Querholme sind bei der
erfindungsgemäßen Lagerfläche entfallen. Um die Querholme
weglassen zu können, muß ein absoluter Gleichlauf
der Arbeitszylinder 148 gewährleistet sein,
welche die Seitenholme 142 desselben Lagerflächenabschnittes
verstellen. Wie dieser Gleichlauf der jedem
Lagerflächenabschnitt zugeordneten Arbeitszylinder
148 erreicht wird, wird weiter unten anhand der
Fig. 9 noch näher erläutert.
Im folgenden soll nun anhand der Fig. 8 bis 10 der
Aufbau der Hydraulikeinheit 24 und die Steuerung der
verschiedenen hydraulischen Arbeitszylinder näher erläutert
werden.
Gemäß Fig. 8 umfaßt die Hydraulikeinheit 24 einen Druckmitteltank
164 und eine Pumpe 166, die durch einen
Elektromotor 168 angetrieben wird. Die Pumpe erzeugt
an ihrem Ausgang einen Druck P1. Mit T1 ist die Rückflußleitung
zum Druckmitteltank 164 bezeichnet.
Unmittelbar an die Hydraulikeinheit 24 schließt sich
ein erster Ventilsteuerblock 170 an, der ein Druckbegrenzungsventil
172 enthält, welches den von der Pumpe
erzeugten Druck P1 im vorliegenden Fall auf 100 bar
einstellt. Dies ist der Arbeitsdruck zu Betätigung der
bei dem Operationstisch verwendeten Arbeitszylinder.
Ferner enthält der Ventilsteuerblock 170 die Betätigungsventile
174 und 176 für die Hubvorrichtung 18 bzw. den
Neigungszylinder 114. Die Stellungen der Ventile und
damit die Verbindung der Hubzylinder der Hubvorrichtung
18 und des Neigungszylinders 114 ergeben sich unmittelbar
aus den üblichen Hydrauliksymbolen. Die
Ventile 174 und 176 werden über Steuerleitungen X1, Y1
bzw. X2, Y2 von dem in der Fig. 10 dargestellten Steuerregister
178 betätigt, das weiter unten noch näher
erläutert wird.
An den ersten Ventilsteuerblock 170 schließt sich
ein zweiter Ventilsteuerblock 180 an, an dessen Eingang
ebenfalls der Druck P1 anliegt. Der Ventilsteuerblock
180 enthält zunächst die Betätigungsventile 182,
184, 186 und 188 für den Arbeitszylinder 128 zum Verkanten
der Lagerfläche 10 sowie die Stellzylinder 148
des Beinabschnittes 140, des ersten Rückenabschnittes
136 und des zweiten Rückenabschnittes 138 der
Lagerfläche 10. Die Ventile 182 bis 188 werden jeweils
über Steuerleitungen X3, Y3, X4, Y4, X5, Y5,
und X6, Y6 von dem Steuerregister 178 her gesteuert.
Sie verbinden wahlweise jeweils den kolbenseitigen
Zylinderraum und den Ringraum der ihnen zugeordneten
Arbeitszylinder mit der den Arbeitsdruck von 100 bar
führenden Druckleitung oder der Rückflußleitung zum
Druckmitteltank 164, wie sich dies aus den üblichen
Hydrauliksymbolen ohne weiteres ergibt.
Wie die Fig. 9 zeigt, sind die Stellzylinder 148 jedes
einzelnen Abschnittes der Lagerfläche 10 jeweils
in Reihe geschaltet, wobei der Ringraum des ersten
Stellzylinders 148 über eine Druckmittelleitung 190
mit dem kolbenseitigen Zylinderraum des nachgeschalteten
Stellzylinders 148 verbunden ist. Die Querschnittsabmessungen
der beiden in Reihe geschalteten Stellzylinder
jedes Abschnittes sind dabei so gewählt, daß
die Querschnittsfläche des Ringraumes des ersten Stellzylinders
gleich der Querschnittsfläche des kolbenseitigen
Zylinderraumes des nachgeschalteten zweiten
Stellzylinders ist, so daß bei einer Beaufschlagung
der Stellzylinders 148 eines Lagerflächenabschnitts
mit Drucköl die Kolben beider Stellzylinder um gleiche
Beträge verschoben werden.
Um die beiden Kolben eines Stellzylinderpaares in die
gleiche Ausgangsstellung bringen zu können, ist in die
Druckmittelleitung 190 jeweils ein Ventil 192
eingeschaltet, dessen Anschluß einerseits
über ein Druckmittelventil 194 mit der Druckseite der
Pumpe 166 und andererseits über ein Druckbegrenzungsventil
196 mit dem Druckmitteltank 164 verbunden ist.
Der Druck am Druckregelventil ist auf einen unterhalb
des Arbeitsdruckes liegenden Wert, im vorliegenden
Beispiel 30 bar, eingestellt. Der Druck am Druckbegrenzungsventil
ist auf einen zwischen dem Arbeitsdruck
und dem Druck am Druckregelventil 194 liegenden Wert,
im vorliegenden Beispiel 40 bar, eingestellt. Um die
beiden Kolben eines Stellzylinderpaares in die gleiche
Ausgangsstellung zu bringen, geht man folgendermaßen
vor, wobei auf das dem Beinabschnitt 140 zugeordnete
Zylinderpaar Bezug genommen wird.
Zunächst werden die beiden Stellzylinder 148 des Paares
über den Anschluß A4 oder B4 mit Druckmittel beaufschlagt,
bis einer der Kolben seine Endstellung erreicht
hat. Ist die Druckmittelsäule zwischen den beiden
Kolben so groß, so erreicht der - in Flußrichtung des
Druckmittels betrachtet - nachgeschaltete Kolben zuerst
seine Endstellung, während der erste Kolben diese
Endstellung nicht erreichen kann. In diesem Falle
wird nach dem Öffnen des Ventils 192 der
erste Kolben weiterhin mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt,
wobei das überschüssige Druckmittel aus der
zwischen den beiden Kolben liegenden Druckmittelsäule
über das Druckbegrenzungsventil 196 zum Druckmitteltank
164 abfließen kann, bis der erste Kolben ebenfalls
seine Endstellung erreicht hat. Nun befinden sich beide
Kolben in der gleichen Grundstellung. Das
Ventil 192 wird geschlossen und bei einer nachfolgenden
Betätigung des Zylinderpaares ist ein Gleichlauf
der beiden Kolben gewährleistet.
Für den Fall, daß die Druckmittelsäule zwischen den
beiden Kolben eines Zylinderpaares zu klein ist, erreicht
zunächst der - in Flußrichtung des Druckmittels
betrachtet - erste Kolben seine Endstellung, während
der nachgeschaltete Kolben diese Endstellung nicht
erreichen kann. In diesem Falle wird bei geöffnetem
Ventil 184 wiederum das Ventil 192 geöffnet, so daß
nun Druckmittel über das Druckregelventil 194 in die
Leitung 190 einströmen und den nachgeschalteten Kolben
in seine Endstellung drücken kann, so daß wiederum
beiden Kolben des Zylinderpaares die gleiche Grundstellung
einnehmen. Da der Druck am Druckbegrenzungsventil
196 oberhalb des am Druckregelventil 194 eingestellten
Druckes liegt, kann kein Druckmittel über
das Druckbegrenzungsventil 196 zum Tank abfließen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren hat den Vorteil,
daß die Einstellung des Gleichlaufes der Kolben eines
Zylinderpaares durch das Hydrauliksystem selbst erfolgen
kann, ohne daß dieses an irgendeiner Stelle geöffnet
werden muß. Dies ist im Hinblick auf die Reinheit
des Operationstisches von größter Bedeutung. Das
Hydrauliksystem selbst bleibt stets abgeschlossen. Das
vorstehend beschriebene Verfahren kann jederzeit wiederholt
werden.
Die Ansteuerung der Betätigungsventile 174, 176 und
182 bis 188 erfolgt ebenfalls hydraulisch in einem
Niederdruckkreis, der über ein Druckregelventil 198
in dem zweiten Ventilsteuerblock 180 von dem auf dem
Arbeitsdruck befindlichen Hochdruckkreis abgezweigt
wird. Im vorliegenden Beispiel wird ein Druck von 12 bar
für den Steuerkreis verwendet. Aufgrund des niedrigen
Steuerdruckes kann das als tragbares Handregisters ausgebildete
Steuerregister 178 über dünne Steuerleitungen
X1 bis X6 und Y1 bis Y6 mit den Betätigungsventilen 174,
176 und 182 bis 188 verbunden werden, wobei sich diese
dünnen Steuerleitungen zu einem flexiblen Strang 200
zusammenfassen lassen (Fig. 1), so daß der Operationstisch
von jeder beliebigen Stelle aus gesteuert werden
kann, wobei Beschränkungen lediglich durch die Länge
des Stranges 200 gegeben sind.
Das Steuerregister 178 enthält eine der Anzahl der Betätigungsventile
entsprechende Anzahl von Steuerventilpaaren,
wobei jedes Steuerventil 202 eines Paares
jeweils eine Arbeitsrichtung der doppelt wirkenden
Hydraulikzylinder steuert.
In Fig. 11 ist der Aufbau eines Steuerventiles 202
näher dargestellt. Es umfaßt jeweils ein Gehäuse 204
mit einem Anschluß 206 für die Niederdruckleitung (P2
in Fig. 10), einem Anschluß 208 für die Leitung zum
Druckmitteltank 164 (T2 in Fig. 10) und einen Steueranschluß
210 für die jeweilige Steuerleitung. Die Anschlüsse
206 bis 210 sind durch eine zentrale Bohrung
212 in dem Gehäuse 204 verbindbar, in der der Schaftteil
214 eines Steuerkolbens 216 verschiebbar geführt
ist und die an ihrem dem Anschluß 208 gegenüberliegenden
Ende durch eine flexible Membran 218 dicht abgeschlossen
ist.
Im Bereich des Steueranschlusses 210 erweitert sich die
zentrale Bohrung 212 zu einer Kammer 220, die von zwei
ringförmigen Ventilsitzen 222 und 224 begrenzt wird,
die ihrerseits durch den eigentlichen Kolbenabschnitt
226 des Steuerkolbens 216 dicht absperrbar sind. Der
Steuerkolben 216 wird durch eine Schraubendruckfeder
228 in Richtung auf die flexible Membran 218 und damit
in Richtung auf den Ventilsitz 222 vorgespannt. Die
Schraubendruckfeder 228 stützt sich dabei einerseits
an dem Kolbenabschnitt 226 des Steuerkolbens 216 und
andererseits an einer Schulter 230 des Ventilgehäuses
im Bereich des Anschlusses 208 ab. Durch Druck auf
die flexible Membran 218 kann der Steuerkolben 216 zwischen
den beiden Ventilsitzen 222 und 224 verschoben
werden.
In seiner Ruhestellung liegt der Steuerkolben 216 an
am Ventilsitz 222 an und verschließt damit die Verbindung
zwischen dem Druckanschluß 206 und dem Steueranschluß
210. In dem zwischen den beiden Anschlüssen 206
und 210 liegenden Abschnitt besitzt der Schaftabschnitt
des Steuerkolbens 216 einen gegenüber der Wand der Bohrung
212 geringeren Durchmesser, wobei jedoch die
hydraulisch wirksamen Flächen gleich groß sind, so
daß der ankommende Druck den Steuerkolben in keiner
Richtung bewegen kann. Diese Stellung des Steuerkolbens
216 ist in der rechten Hälfte der Fig. 11 dargestellt.
Wird nun der Steuerkolben 216 durch Druck auf die
flexible Membran 218 gegen die Rückstellkraft der
Feder 228 in Richtung auf den Ventilsitz 224 bewegt,
so treten der Druckanschluß 206 und der Steueranschluß
210 in Verbindung, bis der Kolbenabschnitt
226 den Ventilsitz 224 erreicht hat. Diese Stellung
ist in der linken Hälfte der Fig. 11 dargestellt.
Aus Sicherheitsgründen muß die Rückstellkraft der
Feder 228 relativ hoch gewählt werden, um eine sichere
Rückkehr des Steuerkolbens 216 in seine in der
rechten Hälfte der Fig. 11 dargestellte Stellung zu
gewährleisten. Um eine Ermüdung des Bedienungspersonals
durch das längere Niederdrücken des Steuerkolbens
216 zu vermeiden, wird bei der vorliegenden Konstruktion
des Steuerventils 202 die zum Halten des Steuerkolbens
216 in seiner unteren Stellung erforderliche
Haltekraft durch eine hydraulische Servowirkung gegenüber
der zur Überwindung der Rückstellkraft der Feder
228 anfänglich erforderlichen Kraft vermindert. Die
Differenz zwischen der anfänglich erforderlichen Betätigungskraft
und der Haltekraft ergibt sich daraus,
daß der Ventilsitz 224 einen gegenüber dem Ventilsitz
222 größeren Durchmesser aufweist. Dadurch ergibt sich
in dem Augenblick, in dem der Kolbenabschnitt 226 auf
dem Ventilsitz 224 aufsitzt, eine Differenz zwischen
den wirksamen Kolbenflächen auf der Oberseite und der
Unterseite des Kolbenabschnittes 226. Um eine bei dem
gegebenen Druck dieser Flächendifferenz entsprechende
Kraft ist die Haltekraft niedriger als jene Kraft, die
zunächst aufgewendet werden muß, um den Steuerkolben
216 in Richtung auf den Ventilsitz 224 zu bewegen.
Wie die obige Beschreibung des Aufbaus der Säule 12
zeigte, sind der Säulenfuß 14 und der Säulenkopf 16
nicht durch Hydraulikleitungen miteinander verbunden.
Im Säulenfaß 14 können jedoch die zur Speisung des
Elektromotors 168 der Hydraulikeinheit 24 erforderlichen
Anordnungen untergebracht sein, die mit dem
Elektromotor 168 über ein elektrisches Kabel 232 verbunden
sind. So sind in dem Säulenfuß beispielsweise
Batterien 234 angeordnet, die einen netzunabhängigen
Betrieb des Operationstisches erlauben. Ferner kann
der Säulenfuß 14 ein nicht dargestelltes Batterieladegerät
und ein ebenfalls nicht dargestelltes Netzgerät
enthalten, welches den Antrieb des Elektromotors 168
direkt über das Netz sowie das Auflagen der Batterien
234 ermöglicht. Schließlich ist in dem Säulenfuß 14
noch eine Kabeltrommel 236 für ein Netzkabel 238 angeordnet.
Claims (7)
1. Operationstisch, umfassend eine Lagerfläche (10)
mit einer Mehrzahl von Lagerflächenabschnitten
(126, 136, 138, 140), die mittels hydraulischer Arbeitszylinder
(148) relativ zueinander verstellbar
sind, eine Stützsäule (12) für die Lagerfläche (10)
mit einem Säulenkopf (16), an dem die Lagerfläche
(10) schwenkbar gelagert und mittels hydraulischer
Arbeitszylinder (114, 128) verstellbar ist, und mit
einem Säulenfuß (14), der mit dem Säulenkopf (16)
durch eine hydraulische Hubvorrichtung (18) verbunden
ist, und eine Hydraulikeinheit (24) zur Betätigung
der Arbeitszylinder (126, 136, 138, 140) und
der Hubvorrichtung (18) mit einer Hydraulikpumpe,
einem Pumpenmotor und einem Druckmitteltank, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinheit (24)
unmittelbar an dem Säulenkopf (16) angeordnet ist,
daß die Hubvorrichtung (18) zwei antiparallel nebeneinander
angeordnete Hubzylinder (26, 28) gleichen
Innenquerschnittes umfaßt, deren eine Kolbenstange
(30) mit dem Säulenkopf (16) und deren andere
Kolbenstange (32) mit dem Säulenfuß (14) verbunden
ist, wobei die beiden Hubzylinder (26, 28) hintereinander
geschaltet sind und der Druckmittelzu-
und -abfluß zu bzw. von den Hubzylindern (26, 28)
durch die mit dem Säulenkopf (16) verbundene Kolbenstange
(30) erfolgt, und daß die Hubzylinder
(26, 28) zwischen zwei durch Zuganker (42) miteinander
verbundenen Blöcken (40) eingespannt sind, in
denen Verbindungsbohrungen (44, 46) zur Druckmittelverbindung
der beiden Arbeitszylinder (26, 28)
ausgebildet sind, wobei die kolbenseitigen Enden
(50, 52) der beiden Hubzylinder (26, 28) einerseits
und die kolbenstangenseitigen Enden (54, 56) der
Hubzylinder (26, 28) andererseits jeweils über eine
die Blöcke (40) miteinander verbindende Druckmittelleitung
(48) in Verbindung stehen (Fig. 6, 1, 2).
2. Operationstisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Säule (12) eine Führungseinrichtung
(20) aufweist, umfassend eine mit dem Säulenkopf
(16) verbundene erste vertikale Führungsstange
(80) und eine parallel zu dieser gerichtete, mit
dem Säulenfuß (14) verbundene zweite vertikale Führungsstange
(78), die jeweils in einer von zwei in
einem Führungsblock (84) parallel zueinander ausgebildeten
Schiebeführungen (82) verschiebbar und gegenüber
dem Führungsblock (84) unverdrehbar geführt
sind, und daß der Führungsblock (84) mit den Hubzylindern
(26, 28) für eine Bewegung in vertikaler
Richtung gekoppelt ist (Fig. 4, 5, 1, 2).
3. Operationstisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsstangen (78, 80) einen
rechteckigen Querschnitt aufweisen und daß der Führungsblock
(84) ein U-Profil (86) mit rechteckigem
Querschnitt aufweist, das durch eine zu den U-Schenkeln
parallele Trennwand (88) in zwei Führungskammern
(82) für die Führungsstangen (78, 80) unterteilt
und durch eine zum U-Quersteg parallele
Deckplatte (90) geschlossen ist (Fig. 5).
4. Operationstisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden Seiten der Trennwand (88)
Keilflächen (92) ausgebildet sind, die mit parallel
zur Trennwand (88) verstellbaren Keilen (94) zur
Einstellung des Stangenspiels zusammenwirken (Fig. 5).
5. Operationstisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinheit
(24) einen Hochdruckkreis (P1) zur Betätigung der
Arbeitszylinder (114, 128, 148) und der Hubzylinder
(26, 28) und einen Niederdruckkreis (P2) zur Ansteuerung
der die Arbeitszylinder und die Hubzylinder
mit der Hydraulikpumpe (166) bzw. dem Druckmitteltank
(164) verbindenden Betätigungsventile (174,
176, 182 und 188) aufweist (Fig. 8, 9).
6. Operationstisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Niederdruckkreis (P2) eine Vielzahl
flexibler Steuerleitungen (X1 bis X6; Y1 bis
Y6) umfaßt, welche die hydraulischen Betätigungselemente
der Betätigungsventile (174, 176, 182 bis
188) mit Steuerventilen (202) verbinden, die in
einem tragbaren Handregister (178) zusammengefaßt
sind (Fig. 10, 1).
7. Operationstisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerventile (202) jeweils einen
Steuerkolben (216) umfassen, der in einer durch
eine flexible Membran (218) verschlossenen Bohrung
(212) eines Ventilgehäuses (204) verschiebbar angeordnet
und aus einer Schließstellung gegen eine
Rückstellkraft in eine Offenstellung verschiebbar ist, und daß in der Offenstellung die vom Steuerdruck
im Sinne einer Ventilöffnung beaufschlagte
Kolbenfläche größer als die im Sinne einer Ventilschließung
beaufschlagte Kolbenfläche ist, wobei die Flächendifferenz so gewählt
ist, daß die beim Steuerdruck resultierende,
in Öffnungsrichtung wirkende Kraft kleiner als die
Rückstellkraft ist (Fig. 11).
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