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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung des Scherenplattform-Typs, die einen Bodenrahmen
mit langen Seiten und kurzen Seiten und einen oberen Rahmen aufweist,
der von Paaren parallel ausgerichteter Scherenarme getragen wird, wovon
jedes einen inneren Scherenarm und einen äußeren Scherenarm aufweist,
wobei die Scherenarme so angeordnet sind, dass sie unter der Wirkung eines
Aktors mit hauptsächlich
horizontaler Ausrichtung zusammenklappen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Eine
derartige Hubvorrichtung ist aus WO 00/21478 bekannt, bei der beide
Scherenarme durch Druck- und Zugstäbe mit dem gleichen Punkt an
einem Hebelstab an einer Drehwelle verbunden sind, die in einem
Bodenrahmen quer aufgehängt
ist und über
einen motorgetriebenen Aktor mit einem hauptsächlich horizontalen Wirkbereich
betrieben wird.
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Die
Hubvorrichtung an sich ist gut bekannt, und ihr Vorteil liegt in
einer kleineren Bauhöhe
verglichen mit einem relativ großen Abstand zwischen einer
geringsten und einer größten Hubhöhe in Verbindung
mit einem beträchtlichen
Hubvermögen.
Der Nachteil dieser bekannten Hubvorrichtung besteht jedoch darin,
dass die Druck- und Zugstäbe
zwischen dem Hebelstab und den Scherenarmen hohe Anforderungen an
die Genauigkeit der Kreisbogenbewegung des Punkts stellen, bei dem
sich Zug- und Druckstäbe
treffen, damit während
des Hub-Senk-Verfahrens mit der Hubvorrichtung keine entgegengesetzt
gerichteten Kräfte
entstehen. Ferner bedeutet das Vorhandensein der Druck- und Zugstäbe, dass
die Möglichkeiten
einer Anordnung der Scherenarme relativ eingeschränkt sind,
was manchmal die Anwendungsbereiche für diesen Typ einer Hubvorrichtung
einschränken
kann, z. B. in Verbindung mit Rollstühlen.
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Weitere
Hubplattformen sind von der Patentanmeldung
GB 2 267 695 , von
US 3 472 183 und von der Patentanmeldung
RU 75 17 92 bekannt. Das Dokument
WO-A-99 62813 offenbart eine Hubvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
1.
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Keine
der Hubvorrichtungen des Stands der Technik hebt sich dadurch hervor,
dass sie einen einfachen Aufbau hat, sehr kompakt ist und gleichzeitig eine
große
Hubdynamik besitzt.
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Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist folglich die Aufgabe der Erfindung, eine Hubvorrichtung zu zeigen,
deren Aufbau relativ einfach ist und die eine bestimmte Flexibilität in Bezug
auf eine Anordnung des Hubsystems ermöglicht, und die kompakt ist
und gleichzeitig eine große
Hubdynamik besitzt.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Hubvorrichtung des Scherenplattform-Typs
gelöst,
die einen Bodenrahmen und einen oberen Rahmen aufweist, der von einem
ersten Paar paralleler Scherenarme und von einem zweiten Paar paralleler
Scherenarme getragen wird, wobei das erste Paar Scherenarme mit dem
zweiten Paar Scherenarme an einem drehbaren Kreuzgelenk verbunden
ist, so dass die Scherenarme so angeordnet sind, dass sie eine Scherbewegung
ausführen,
wenn der obere Rahmen angehoben und abgesenkt wird. Das Anheben
und Absenken des oberen Rahmens erfolgt unter der Wirkung eines
Aktors, der mit nur einem Paar der Scherenarme verbunden ist. Die
Verbindung zwischen dem Aktor und den Scherenarmen umfasst ein V-förmiges Kniegelenk,
wobei das Kniegelenk einen Betätigungsarm,
der mit dem Aktor drehbar verbunden ist, und einen Hubarm, der unter
einem Winkel zu dem Betätigungsarm
befestigt und mit dem ersten Paar Scherenarme über eine Stabverbindung drehbar
verbunden ist, umfasst. Die Hubvorrichtung zeichnet sich ferner
dadurch aus, dass die Stabverbindung zwischen dem Hubarm und den
Scherenarmen mit den Scherenarmen an einer Position zwischen dem Kreuzgelenk
und dem unteren Drehgelenk der Scherenarme drehbar verbunden ist.
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Durch
die Hubvorrichtung gemäß der Erfindung
wird unter anderem der Vorteil erzielt, dass die Vorrichtung zum
Aufwärtsdrücken der
Scherenarme auf eine einfache Weise konstruiert sein kann. Da nur ein
Paar Scherenarme gedrückt
wird, ist es nicht erforderlich, eine Vorrichtung sowohl mit Druckstäben als
auch mit Zugstäben
zu konstruieren, bei der der Punkt, an dem sich Zug- und Druckstäbe treffen,
einem kreisförmigen
Verlauf kritisch genau folgen muss. Ferner kann der Verlauf der
Verbindungspunkte frei gewählt
werden, wodurch es sich ergibt, dass die Länge des V-förmigen Kniegelenks und des
Verbindungsstabs beide keine kritischen Abmessungen mehr sind. Ein
weiterer Vorteil ist eine relativ große Hubdynamik, d. h. der Abstand
zwischen der untersten Position des oberen Rahmens und der höchsten Position
ist relativ groß.
Dies beruht vor allem darauf, dass der Betätigungspunkt zwischen der Stabverbindung
und dem ersten Paar Scherenarme zwischen der Drehverbindung für die Scherenarme
und dem unteren Drehgelenk für
das erste Paar Scherenarme positioniert ist.
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Die
Hubvorrichtung kann ferner so angeordnet sein, dass ein erstes Paar
Scherenarme zwischen dem zweiten Paar Scherenarme angeordnet ist,
so dass das erste Paar Scherenarme ein inneres Paar Scherenarme
wird und dass das zweite Paar Scherenarme das äußere Paar Scherenarme wird.
In diesem Fall kann das V-förmige
Kniegelenk zwischen diesen inneren Scherenarmen positioniert und
mit einer Querachsenverbindung verbunden sein, die in den Längsseiten
in dem Bodenrahmen durch eine Drehverbindung drehbar aufgehängt ist,
wobei die Achsenverbindung mit zwei radial vorstehenden Hubarmen
verbunden ist, die in der Nähe
einander zugewandter Seiten der inneren Scherenarme angeordnet sind,
wobei jeder Hubarm mit einem der inneren Scherenarme über eine
Stabverbindung verbunden ist.
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Anstelle
einer langen Querstabverbindung zwischen den äußeren Enden der Betätigungsarme kann
dadurch einfach eine kurze Querstabverbindung gewählt werden,
indem die Betätigungsarme
in der Nähe
jeder Seite des Aktorkolbens angeordnet werden. Dies bedeutet, dass
dort nicht so große
Anforderungen an die Festigkeitseigenschaften des Querstabs gestellt
werden.
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Ferner
wird eine Anordnung der Hubvorrichtung der Scherenhubvorrichtung
in dem Bereich zwischen den inneren Scherenarmen ermöglicht,
da eine Verbindung zwischen dem Hubarm und dem äußeren Scherenarm nicht erforderlich
ist, was bedeutet, dass die Hubvorrichtung sehr kompakt konstruiert
werden kann, und die minimale Höhe
der Hubvorrichtung kann im Vergleich zu bekannten Hubvorrichtungen
verringert werden. Dies kann insbesondere erzielt werden, wenn der
Aktor auf einer Höhe über der
Unterkante des Bodenrahmens vorgesehen ist, was eben möglich ist,
da er bei einer Position zwischen den inneren Scherenarmen angeordnet
werden kann.
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Mit
dem Ziel, ein entsprechend großes
Drehmoment, bzw. eine entsprechend große Kraft zum Anheben der Scherenarme
an den Hubarmen zu erzielen, ist der radiale Fortsatz der Betätigungsarme von
der Drehachse größer als
der radiale Fortsatz der Hubarme, und dadurch wird eine Erhöhung der Drehmomentwirkung
erzielt, die von dem Aktor kommt.
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Mit
dem Zweck, eine optimale Verteilung der Kraft zu erzielen, die in
Verbindung mit einem Anheben der Scherenhubvorrichtung auf die Hubarme ausgeübt wird,
wofür die
größte Kraft
bei dem Beginn des Anhebens der Hubvorrichtung erforderlich ist, können die
Betätigungsarme,
die von der Drehachse der Drehverbindung radial vorstehen, eine
Winkelverschiebung relativ zu den radial vorstehenden Hubarmen aufweisen,
wobei der Winkel ein spitzer Winkel ist und wobei sich die Winkelverschiebung
in Abhängigkeit
von der erwünschten
Verteilung der Kraft, die wunschgemäß durch die Hubarme ausgeübt werden
soll, ändern
kann. Ein Winkel zwischen dem Betätigungsarm und den Hubarmen
liegt vorteilhaft zwischen 30 und 60 Grad, vorzugsweise zwischen
40 und 50 Grad.
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Eine
bevorzugte Verwendung einer Hubvorrichtung gemäß der Erfindung besteht für Rollstühle. Die
Erfindung ist jedoch recht allgemein und kann vorteilhaft auch in
anderen Gebieten angewendet werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung ausführlicher
erklärt,
in der:
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1A–1E Seitenansichten einer Hubvorrichtung
gemäß der Erfindung
sind, während
die Hubvorrichtung von einer niedrigsten Anfangsposition (1A) in eine vollständig angehobene Position (1E) angehoben wird;
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2 eine
seitliche Schnittansicht der in 1 gezeigten
Hubvorrichtung ist;
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3 eine
Draufsicht der in 1 gezeigten Hubvorrichtung ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Hubvorrichtung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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1A bis 1E zeigt
Seitenansichten einer Ausführungsform
einer Hubvorrichtung 2 gemäß der Erfindung, wobei sich
die Hubvorrichtung in 1A in ihrer
niedrigen Anfangsposition (vollständig zusammengeklappt) befindet,
bis zu einer Position, in der die Hubvorrichtung vollständig angehoben
ist. 4 zeigt die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht.
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Die
Hubvorrichtung 2 umfasst einen Bodenrahmen 4 mit
langen Seiten 6 und kurzen Seiten 8 und einen
oberen Rahmen 10 ebenfalls mit langen Seiten 6' und mit kurzen
Seiten 8',
wie es aus 2 am deutlichsten hervorgeht.
Wie es aus 1 hervorgeht, wird der obere
Rahmen 10 von parallel verlaufenden Scherenarmen getragen,
die innere Scherenarme 14 und äußere Scherenarme 16 umfassen, wobei
die Scherenarme 14, 16 durch eine Drehverbindung 15 miteinander
verbunden sind. Die langen Seiten 6, 6' im Bodenrahmen 4 und
im oberen Rahmen (8, 8') sind aus seitwärts angeordneten
U-Abschnitten gebildet.
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Bei
ihren jeweiligen Enden sind die inneren Scherenarme 14 mit
dem Bodenrahmen 4 bei einer Verbindung 40 drehbar
verbunden und sie sind in dem oberen Rahmen 10 bei einer
Verbindung 42 jeweils schwenkbar-gleitend aufgehängt, wobei
die Verbindung 42 in den seitwärts positionierten U-Abschnitten in dem
oberen Rahmen 10 durch Anheben und Absenken der Hubvorrichtung
gleitet, wie es aus 1A–1E hervorgeht.
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Bei
ihren jeweiligen Enden sind die äußeren Scherenarme 16 mit
dem oberen Rahmen 10 durch ein Drehgelenk 44 schwenkbar
verbunden und sie sind durch das Gelenk 46 in dem Bodenrahmen 4 schwenkbar-gleitend
aufgehängt,
wobei das Gelenk 46 in dem seitwärts angeordneten U-Abschnitt
in dem Bodenrahmen 4 gleitet, wenn die Hubvorrichtung angehoben
und abgesenkt wird, wie es aus 1A–1E hervorgeht.
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Ein
Anheben und Absenken des oberen Rahmens 10 erfolgt hauptsächlich durch
einen horizontal ausgerichteten Aktor (nur in 1b gezeigt), dessen
erstes Ende durch eine Drehverbindung 48 an dem Bodenrahmen 4 befestigt
ist, und dessen anderes Ende durch eine Drehverbindung 50 mit
den inneren Scherenarmen 14 über eine V-förmige Kniegelenkverbindung 22 verbunden
ist, die durch eine Drehverbindung 24 an dem Bodenrahmen 4 befestigt ist.
Die V-förmige
Kniegelenkverbindung 22 umfasst einen vorstehenden Betätigungsarm 26,
der von der Drehverbindung 22 radial vorsteht, und bei
dem freien Ende des Arms 26 ist der Aktor 18 mit
der Drehverbindung 50 verbunden. Die V-förmige Kniegelenkverbindung
umfasst außerdem
einen Hubarm 30, der über
eine Stabverbindung 32 zwischen der Drehverbindung 52, 54 jeweils
mit dem freien Ende des Hubarms 30 und des inneren Scherenarms 14 verbunden
ist, und nur dies bedeutet, dass die Scherenarme 14, 16 an
der Hubvorrichtung 2 so sehr zusammengeklappt werden können, dass
die Anfangshöhe
der Hubvorrichtung gemäß der Erfindung
der Gesamtbreite jeweils des Bodenrahmens 4 und des oberen Rahmens 10 entspricht,
wie es in 1A gezeigt ist.
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Es
geht aus 1A–1E hervor,
wie der obere Rahmen 10 der Hubvorrichtung 2 von
der Anfangsposition in eine vollständig angehobene Position durch
Verschieben des Aktors 18 angehoben wird.
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Der
Aktor 18 verschiebt das Drehgelenk 50, wodurch
der Betätigungsarm 26 und
der Hubarm 30, die daran befestigt sind, verschoben werden,
wodurch folglich die Stabverbindung 32, die mit dem Hubarm 30 drehbar
verbunden ist, und dadurch die inneren Scherenarme 14 in
die Aufwärtsrichtung
verschoben werden. Über
die Drehverbindung 15 zwischen den inneren und äußeren Scherenarmen 14, 16,
werden Kräfte übertragen,
die z. B. mittels Rollen in dem Rahmen jeweils eine Verschiebung
der drehbar-gleitend aufgehängten
Enden 43, 46 in dem U-Abschnitt der inneren Scherenarme 14 und
der äußeren Scherenarme 16 bewirken.
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Durch
die Hubvorrichtung gemäß der Erfindung
wird unter anderem der Vorteil erzielt, dass die Vorrichtung zum
Aufwärtsdrücken der
Scherenarme 14, 16 auf eine einfache Weise konstruiert
sein kann. Da nur ein Paar Scherenarme 14 gedrückt wird, muss
keine Vorrichtung sowohl mit Druckstäben als auch mit Zugstäben konstruiert
werden, bei der der Punkt, an dem sich Druckstäbe und Zugstäbe treffen, einem
Kreispfad kritisch genau folgen muss. Ferner kann der Pfad für die Verbindungspunkte 50, 52 weitgehend
frei gewählt
werden, wodurch es sich ergibt, dass die Länge des V-förmigen Kniegelenks 22 und des
Verbindungsstabs 32 beide keine kritischen Abmessungen
sind.
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Ferner
ist die Anordnung der Hubvorrichtung 22, 24, 26 der
Scherenhubvorrichtung in dem Bereich zwischen den inneren Scherenarmen 14 möglich, da eine
Verbindung zwischen dem Hubarm 30 und dem äußeren Scherenarm 16 nicht
notwendig ist, was bedeutet, dass die Hubvorrichtung sehr kompakt
konstruiert werden kann, und die minimale Höhe der Hubvorrichtung kann
im Vergleich zu Hubvorrichtungen des Stands der Technik verringert
werden. Bei der gezeigten Ausführungsform
wird die minimale Höhe
der Hubvorrichtung folglich durch die Höhe eines Scherenarms bestimmt,
der, wie es in 3 gezeigt ist, der Gesamthöhe der zwei
Rahmen 4, 10 entspricht, wenn sie aufeinander
ruhen. Die Anordnung der Scherenarme 14, 16 relativ
zu den langen Seiten 6 an dem Bodenrahmen 4 und
an dem oberen Rahmen 10 kann folglich auch freier gewählt werden, da
bei der Konstruktion nur eine einzige Stabverbindung 32 zwischen
dem Hubarm 30 des Kniegelenks 22 und den inneren
Scherenarmen 14 besteht.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der relativ großen Hubdynamik, d. h. dem Abstand
zwischen der untersten Position des oberen Rahmens 10 und
der höchsten
Position ist relativ groß.
Dies beruht vor allem darauf, dass der Betätigungspunkt 54 zwischen
der Stabverbindung 32 und dem inneren Hubarm 14 zwischen
der Drehverbindung 15 für
die Scherenarme 14, 16 und dem Drehgelenk 40 für die inneren
Scherenarme 14 positioniert ist.
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Mit
der Erfindung wurden folglich mehrere vorteilhafte Aspekte für Hubvorrichtungen
geschaffen, und zwar eine große
Hubdynamik gleichzeitig mit einer sehr kompakten Konstruktion, die
ferner eine größere Freiheit
in Bezug auf die Anordnung der Scherenarme 14, 16 ermöglicht.
Zu der äußerst kompakten
Konstruktion trägt
die Tatsache bei, dass der Aktor 18 zwischen den inneren
Scherenarmen 14 und über
der Bodenhöhe
des Bodenrahmens 4 angeordnet ist.