EP1732840B1 - Hebevorrichtung - Google Patents

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EP1732840B1
EP1732840B1 EP05729517A EP05729517A EP1732840B1 EP 1732840 B1 EP1732840 B1 EP 1732840B1 EP 05729517 A EP05729517 A EP 05729517A EP 05729517 A EP05729517 A EP 05729517A EP 1732840 B1 EP1732840 B1 EP 1732840B1
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EP
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lifting device
lifting
linkage
drive unit
bottom part
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Paul Weidner
Konrad Pieger
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/06Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
    • B66F7/065Scissor linkages, i.e. X-configuration
    • B66F7/0666Multiple scissor linkages vertically arranged

Definitions

  • the invention relates to a lifting device with an upper part and a lower part, with a lifting link connecting the upper part to the lower part with at least two sub-linkages interconnected via a central joint and with a drive unit for adjusting the height of the upper part.
  • Such lifting devices are known from the prior art. So shows, for example WO 98/46137 Such a lifting device for height adjustment of a patient bed.
  • Parallelogram constructions are used as lifting rods.
  • a disadvantage of the known constructions is that they require a relatively large amount of space.
  • particularly large forces are required for height adjustment, which are also not constant. Also occur in the height adjustment different traversing speeds.
  • the known solutions are in other words too large, too expensive to construct and require too complicated control.
  • the drive unit engages a center joint of a multi-part lifting linkage. This makes possible a particularly simple and compact design of the lifting device.
  • a scissors construction is used as a partial linkage.
  • the space required for the lifting device can be greatly minimized compared to known types. If the lifting linkage consists, for example, of two articulated scissor-type constructions, then a height adjustment of a patient couch provided on the upper scissors packet can be carried out in a confined space with this double scissors.
  • a triple or quadruple scissoring mechanism can be used, if required by the application. Due to the design, the use of a multiple scissors construction also results in a particularly high rigidity and deflection resistance in the absorption of laterally occurring forces.
  • the drive unit is designed for a rectilinear movement of the central joint in the vertical direction. This is preferably achieved in that the drive unit acts directly below the middle joint. This not only achieves a constant travel speed.
  • the device according to the invention is also characterized by almost constant effective forces and a particularly exact synchronization. Since preferably only a single drive unit is used, no separate synchronization control is required. An arcuate pivoting of the lifting linkage and an associated increased space requirements are avoided.
  • the drive unit has a spindle and a motor.
  • this type of drive unit is relatively low maintenance.
  • a particularly advantageous in this context has a Arrangement proven in which a vertically extending spindle is driven via a corresponding gear by an electric motor whose axis of rotation is perpendicular to the spindle axis. As a result, a particularly space-saving construction of the lifting device is possible.
  • the spindle is preferably a trapezoidal spindle is used. Instead of this self-locking spindle type other spindles, such as ball screws can be used.
  • Spindle, motor and gear are preferably designed such that the spindle flanks are always under load. In contrast to hydraulic cylinders whose working distances vary during operation, the present drive unit is therefore backlash-free, i. there is no return game.
  • the motor is attached to the lower part, for example on a base plate. This has the advantage that there is sufficient space above the engine for the engine control. In addition, no moving cable guide is required.
  • a movable motor is provided in an alternative embodiment, which is fixed to the center joint and on the spindle moves up and down.
  • the lifting device 1 essentially consists of a lower part in the form of a base plate 2, an upper part in the form of a patient couch 3 and a lifting linkage, cf. FIG. 1 ,
  • the lifting linkage is designed as a double scissor mechanism or double scissors 4. In other words, it comprises two scissor packs 5, 6 as partial linkages, which are articulated to one another.
  • the lower scissors package 6 is pivotally connected with its front scissor feet 7 with the bottom plate 2.
  • the rear scissor feet 8 of the lower pair of scissors 6 are connected to each other via a runner 9, which when opening and closing the double scissors 4 on a fixed to the bottom plate 2 running rail 10 in the running direction 11 reciprocates (see. FIG. 2 ).
  • a horizontally arranged electric motor 12 is mounted on the bottom plate 2.
  • a hand crank for the emergency operation of the lifting device 1 can be recognized (not shown).
  • the axis of rotation 13 of the electric motor 12 runs parallel to the running direction 11 of the rotor 9.
  • Above the electric motor 12 is sufficient space for the arrangement of a motor controller (not shown).
  • a gear transmission 14 which converts the rotational movement of the electric motor 12 into a linear movement of a perpendicular to the axis of rotation 13 of the electric motor 12 extending telescopic spindle 15, which is between the front scissor feet 7 and below the front center joint 16 of the double scissors is arranged.
  • the telescopic spindle 15 is formed as a trapezoidal screw spindle (ACME spindle) and hinged to its spindle head via a transverse connection 17 with the front center joint 16 of the double shear 4.
  • the electric motor 12 is turned on and the telescopic spindle 15 extended or retracted.
  • the center joint 16 of the double scissors 4 performs a rectilinear movement in the vertical direction 18 at a constant travel speed, while the rotor 9 moves in the running direction 11.
  • the axis of rotation 13 of the electric motor 12 extends perpendicular to the spindle axis.
  • the transmission 14 is a self-locking transmission.
  • the spindle flanks are always under load, so that the telescopic spindle 15 has no return play.
  • the absolute encoder of a measuring system is mounted directly on the telescopic spindle 15 (not shown).
  • a movable motor 19 is provided, cf. FIG. 2 ,
  • the electric motor 19 is fixed to the center joint 16 of the double shear 4 and moves when opening and closing the double scissors 4 on a fixed to the bottom plate 2 screw 20 up and down.
  • this embodiment is consistent with the embodiment described above, in particular with regard to the principles of action.
  • FIG. 3 In which a top view is shown on a lifting device without the upper part.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung (1) mit einem Oberteil (3) und einem Unterteil (2), mit einem das Oberteil (3) mit dem Unterteil (2) verbindenden Hubgestänge (4) mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundenen Teilgestängen (5, 6) und mit einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) zur Höhenverstellung des Oberteils (3). Um eine besonders einfache Hebevorrichtung bereitzustellen, wird eine Hebevorrichtung (1) vorgeschlagen, bei der die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk (16) angreift.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung mit einem Oberteil und einem Unterteil, mit einem das Oberteil mit dem Unterteil verbindenden Hubgestänge mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk miteinander verbundenen Teilgestängen und mit einer Antriebseinheit zur Höhenverstellung des Oberteils.
  • Derartige Hebevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise WO 98/46137 eine derartige Hebevorrichtung zur Höhenverstellung einer Patientenliege. Dabei werden Parallelogrammkonstruktionen als Hubgestänge verwendet. Von Nachteil bei den bekannten Konstruktionen ist es, dass diese einen verhältnismäßig großen Bauraum benötigen. Darüber hinaus sind zur Höhenverstellung besonders große Kräfte erforderlich, die zudem nicht konstant sind. Auch treten bei der Höhenverstellung verschiedene Verfahrgeschwindigkeiten auf. Die bekannten Lösungen sind mit anderen Worten zu groß, konstruktiv zu aufwändig und erfordern eine zu komplizierte Steuerung.
  • Weitere Hebevorrichtungen zur Höhenverstellung einer Patientenliege sind bespielsweise aus der FR 2 780 638 A1 , der DE 201 18 952 U1 und der US 2, 975, 868 bekannt. In allen Dokumenten sind Vorrichtungen beschrieben, bei denen eine Antriebseinheit an einem Scherengelenk mittig eines Hubgestänges angreift.
  • Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders einfache Hebevorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit einer Hebevorrichtung nach Anspruch 1 bzw. einem Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.
  • Danach ist es eine Grundidee der Erfindung, die Hebevorrichtung derart zu gestalten, die Antriebseinheit an einem Mittelgelenk eines mehrteiligen Hubgestänges angreift. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kompakte Bauform der Hebevorrichtung.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Scherenkonstruktion als Teilgestänge verwendet. Dadurch lässt sich der für die Hebevorrichtung benötigte Bauraum gegenüber bekannten Bauformen stark minimieren. Besteht das Hubgestänge beispielsweise aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Scherenkonstruktionen, so kann mit dieser Doppelschere eine Höhenverstellung einer auf dem oberen Scherenpaket vorgesehenen Patientenliege auf engstem Raum erfolgen.
  • Anstelle eines zweifachen Scherenpaketes kann auch ein drei - oder vierfacher Scherenmechanismus verwendet werden, sofern dies die Anwendung erfordert. Konstruktionsbedingt ergibt sich beim Einsatz einer Mehrfachscherenkonstruktion zudem eine besonders hohe Steifigkeit und Durchbiegungsfestigkeit bei der Aufnahme seitlich auftretender Kräfte.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es besonders vorteilhaft , wenn die Antriebseinheit für eine geradlinige Bewegung des Mittelgelenkes in vertikaler Richtung ausgebildet ist. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Antriebseinheit direkt unterhalb des Mittelgelenkes angreift. Hierdurch wird nicht nur eine konstante Verfahrgeschwindigkeit erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich auch durch nahezu konstante Wirkkräfte sowie einen besonders exakten Gleichlauf aus. Da vorzugsweise nur eine einzige Antriebseinheit verwendet wird, ist keine separate Gleichlaufsteuerung erforderlich. Ein bogenförmiges Verschwenken des Hubgestänges und ein damit verbundener erhöhter Platzbedarf werden vermieden.
  • Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Antriebseinheit eine Spindel und einen Motor aufweist. Gegenüber bekannten Lösungen, die vor allem mit wartungsintensiven hydraulischen Zylindern arbeiten, ist diese Art der Antriebseinheit vergleichsweise wartungsarm. Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang eine Anordnung erwiesen, bei der eine vertikal verlaufende Spindel über ein entsprechendes Getriebe von einem Elektromotor angetrieben wird, dessen Drehachse senkrecht zur Spindelachse verläuft. Hierdurch ist ein besonders platzsparender Aufbau der Hebevorrichtung möglich.
  • Als Spindel kommt vorzugsweise eine Trapezspindel zum Einsatz. Anstelle dieses selbsthemmenden Spindeltyps können auch andere Spindeln, beispielsweise Kugelumlaufspindeln verwendet werden. Spindel, Motor und Getriebe sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Spindelflanken stets unter Last sind. Im Gegensatz zu hydraulischen Zylindern, deren Arbeitswege im Laufe des Betriebs bauartbedingt variieren, ist die vorliegende Antriebseinheit daher spielfrei, d.h. es tritt kein Rückkehrspiel auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Motor am Unterteil befestigt, beispielsweise auf einer Bodenplatte. Dies hat den Vorteil, dass oberhalb des Motors ausreichend Platz für die Motorsteuerung vorhanden ist. Darüber hinaus ist keine bewegliche Kabelführung erforderlich.
  • Anstelle eines solchen festen Motors ist in einer alternativen Ausführungsform ein beweglicher Motor vorgesehen, der am Mittelgelenk befestigt ist und auf der Spindel hoch und runter fährt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
  • FIG 1
    eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfüh- rungsform der Erfindung,
    FIG 2
    eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung,
    FIG 3
    eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform.
  • Die erfindungsgemäße Hebevorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Unterteil in Form einer Bodenplatte 2, einem Oberteil in Form einer Patientenliege 3 und einem Hubgestänge, vgl. FIG 1. Das Hubgestänge ist dabei als doppelter Scherenmechanismus oder Doppelschere 4 ausgestaltet. Es umfasst mit anderen Worten zwei Scherenpakete 5, 6 als Teilgestänge, die gelenkig miteinander verbunden sind.
  • Das untere Scherenpaket 6 ist mit seinen vorderen Scherenfüßen 7 gelenkig mit der Bodenplatte 2 verbunden. Die hinteren Scherenfüße 8 des unteren Scherenpakets 6 sind über einen Läufer 9 miteinander verbunden, der beim Öffnen und Schließen der Doppelschere 4 auf einer an der Bodenplatte 2 befestigen Laufschiene 10 in Laufrichtung 11 hin und her läuft (vgl. FIG 2).
  • Zwischen den vorderen und den hinteren Scherenfüßen 7, 8 des unteren Scherenpakets 6 ist ein horizontal angeordneter Elektromotor 12 auf der Bodenplatte 2 befestigt. An dem den hinteren Scherenfüßen 8 zuweisenden Ende des Elektromotors 12 kann eine Handkurbel für den Notbetrieb der Hebevorrichtung 1 angesetzt werden (nicht dargestellt). Die Drehachse 13 des Elektromotors 12 verläuft dabei parallel zur Laufrichtung 11 des Läufers 9 . Oberhalb des Elektromotors 12 ist ausreichend Platz für die Anordnung einer Motorsteuerung (nicht abgebildet). Zwischen den vorderen Scherenfüßen 7 befindet sich ein Zahnradgetriebe 14, welches die Drehbewegung des Elektromotors 12 in eine Linearbewegung einer senkrecht zur Drehachse 13 des Elektromotors 12 verlaufenden Teleskop-Spindel 15 umwandelt, die zwischen den vorderen Scherenfüßen 7 und unterhalb des vorderen Mittelgelenkes 16 der Doppelschere 4 angeordnet ist. Die Teleskop-Spindel 15 ist als Trapez-Schraubenspindel (ACME-Spindel) ausgebildet und mit ihrem Spindelkopf über eine Querverbindung 17 mit dem vorderen Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 gelenkig verbunden.
  • Für eine Höhenverstellung der Patientenliege 3 wird der Elektromotor 12 angeschaltet und die Teleskop-Spindel 15 ausgefahren bzw. eingefahren. Dabei vollführt das Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 eine geradlinige Bewegung in vertikaler Richtung 18 mit konstanter Verfahrgeschwindigkeit, während der Läufer 9 sich in Laufrichtung 11 bewegt. Die Drehachse 13 des Elektromotors 12 verläuft dabei senkrecht zur Spindelachse. Aus Sicherheitsgründen handelt es sich bei dem Getriebe 14 um ein selbsthemmendes Getriebe. Die Spindelflanken sind stets unter Last, so dass die Teleskop-Spindel 15 kein Rückkehrspiel aufweist. Der Absolutwertgeber eines Messsystems ist direkt an der Teleskopspindel 15 angebracht (nicht abgebildet) .
  • In einer alternativen Ausführungsform ist ein beweglicher Motor 19 vorgesehen, vgl. FIG 2 . Der Elektromotor 19 ist dabei am Mittelgelenk 16 der Doppelschere 4 fixiert und fährt beim Öffnen und Schließen der Doppelschere 4 auf einer an der Bodenplatte 2 fixierten Schraubenspindel 20 hoch und runter. Davon abgesehen stimmt diese Ausführungsform mit der oben beschriebenen Ausführungsform überein, insbesondere hinsichtlich der Wirkprinzipien.
  • Gegenüber herkömmlichen Standflächen ist mit der Erfindung eine Hebevorrichtung 1 möglich, die eine besonders geringe Basisfläche erfordert, vgl. FIG 3 , in der eine Draufsicht auf eine Hebevorrichtung ohne Oberteil abgebildet ist.

Claims (7)

  1. Hebevorrichtung (1)
    - mit einem Oberteil (3) und einem Unterteil (2),
    - mit einem das Oberteil (3) mit dem Unterteil (2) verbindenden Hubgestänge (4) mit wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundenen und als Scherenkonstruktionen ausgebildeten Teilgestängen (5, 6) und
    - mit einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) zur Höhenverstellung des Oberteils (3),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk (16) derart angreift, dass dieses und damit das Hubgestänge (4) in vertikaler Richtung verfahrbar ist, wobei das Hubgestänge (4) sich mit voneinander beabstandeten Scherenfüßen (7,8) des unteren Teilgestänges (6) auf dem Unterteil (2) abstützen.
  2. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) eine am Mittelgelenk (16) befestigte Spindel (15) und einen Motor (12, 19) aufweist.
  3. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (15) eine Trapezspindel ist.
  4. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (12) am Unterteil (2) befestigt ist.
  5. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (19) am Mittelgelenk (16) befestigt ist.
  6. Hebevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Anspruche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Teilgestänge (6) mit seinen vorderen Scherenfüßen (7) gelenkig mit dem Unterteil (2) verbunden ist und mit seinen hinteren Scherenfüßen (8) derart auf dem Unterteil (2) befestigt ist, dass sie beim Verstellen der Höhe des Oberteils (3) auf dem Unterteil (2) laufen.
  7. Verfahren zur Höhenverstellung eines Oberteils (3) einer Hebevorrichtung (1) mittels einer Antriebseinheit (12, 14, 15, 19), wobei das Oberteil (3) über ein Hubgestänge (4) mit einem Unterteil (2) verbunden ist und das Hubgestänge (4) wenigstens zwei über ein Mittelgelenk (16) miteinander verbundene und als Scherenkonstruktionen ausgebildete Teilgestänge (5, 6) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12, 14, 15, 19) an dem Mittelgelenk (16) derart angreift, dass dieses und damit das Hubgestänge (4) in vertikaler Richtung verfahrbar ist, wobei das Hubgestänge (4) sich mit voneinander beabstandeten Scherenfüßen (7,8) des unteren Teilgestänges (6) auf dem Unterteil (2) abstützen.
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