EP2741994A1 - Vorrichtung zum verfahren von lasten mit zumindest teilweisem gewichtsausgleich - Google Patents

Vorrichtung zum verfahren von lasten mit zumindest teilweisem gewichtsausgleich

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Publication number
EP2741994A1
EP2741994A1 EP11740585.2A EP11740585A EP2741994A1 EP 2741994 A1 EP2741994 A1 EP 2741994A1 EP 11740585 A EP11740585 A EP 11740585A EP 2741994 A1 EP2741994 A1 EP 2741994A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
trolley
unit
rail
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11740585.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Stuehrenberg
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2741994A1 publication Critical patent/EP2741994A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C17/00—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports

Definitions

  • the invention relates to a device for the in particular horizontal movement of loads under weight compensation
  • Devices for the method and in particular also for the lifting of loads are known in the form of cranes, in particular gantry cranes. With such cranes can transport a variety of loads.
  • devices for moving and lifting loads are also used in theaters and for show purposes.
  • Such facilities are also called airframes. These facilities are mostly operated manually.
  • Examples of the aforementioned devices can be found in DE-U-18 64 450, DE-U-19 30 936, DE-A-26 26 950, DE-U-89 00 981, DE-U-295 02 468, DE -U-295 13 936, DE-A-2 35 545 and DE-A-36 14 402.
  • the object of the invention is to provide a device for moving loads with at least partial weight compensation, which is simple in construction and only has a comparatively small overall height.
  • the invention intends to use such a device for therapeutic purposes and as an aid to persons restricted in their movement.
  • the device according to the invention should be able to be installed in particular in living spaces.
  • the invention proposes a device for moving loads with at least partial weight compensation, which is provided with
  • a trolley which can be moved within a travel path along the trolley track, with first rollers for a load rope,
  • a load-bearing unit having at least one first loose roller for receiving a load
  • a counter-force generating unit coupled to the load cable for at least partial weight compensation of the load
  • the invention has an apparatus for the one-dimensional method of a load with weight compensation.
  • the device has a (trolley) rail, ilves which a trolley is movable.
  • a load rope which is guided to first Umlenkroiien the trolley down to a load-receiving unit for receiving the load.
  • the load-bearing unit has one or more (eg two) so-called “loose” rollers, it being noted in this context that in the context of the invention with "loose roller” is not necessarily meant a roller body.
  • the load rope has a "loosely", which is suspended between the first pulleys of the trolley and about one or more roles, Bügei o.dgl. the load-bearing unit is guided.
  • the Lastseii can be attached at one end to the trolley rail or other relative to the trolley rail fixed element, while at the other end of the load rope outside the travel path of the trolley engages the counter-force generating unit.
  • the counterbalance is generated either by the generation of a corresponding weight force, ie by a counterweight, or else by a motor or in some other way, such as, for example, by spring force.
  • the trolley is displaced along the trolley rail, ie the load is not raised, then the counter-force generating unit and in particular when using a counterweight remains the counterweight even in its or its once occupied position. An up or down movement as a function of the trolley movement is thus not to be recorded according to the invention.
  • the load receiving unit at least a second loose RoNe and the running cat has a second Umlenkroile for Lastseii that the load rope on the trolley rail is guided around a pulley and runs along the trolley rail to form two parallel Tragseifabitese, the load rope in each of its load cable sections to the first and second Umlenkroilen the trolley and between this is guided around the first or second loose role of the load-bearing unit, and that both Tragseüenden are connected to the counter-force generating unit or both load cable ends are interconnected and the Endiosseil thus formed is coupled to the counter-force generating unit.
  • the load cable thus extends along two mutually parallel load cable sections along the trolley rail, wherein the rope is guided in each of its sections to at least two pulleys of the trolley around to a loose role or more (eg two) loose rollers of the load receiving unit.
  • the entire load rope may be formed as an endless rope, which then the formation of the counter-force generating unit as a counterweight to a loose Rolie, a bracket or the like. is guided on the counterweight. Due to the "double design" of the load rope, the load capacity of the entire device is increased
  • the device according to the invention can be used not only for the one-dimensional method of loads using weight compensation but also for the two-dimensional method of loads with the possibility of weight compensation.
  • this embodiment of the invention is provided
  • the trolley rail can be moved along its ends along two parallel support rails,
  • the trolley rail has at one end a deflection roller for deflecting the load rope to form two parallel load cable sections running along the trolley track, one of which is guided around the first deflection rollers of the trolley and between these around the first loose roller of the load suspension unit,
  • the load rope is fixed at one of its ends to the support rail or another fixed element and coupled at its other end to the counter-force generating unit, or
  • the load cable runs to form two DIN rail load cable sections, one of which comprises the two DIN rail load subsection sections, the two load cable ends being either coupled or interconnected to the counter force generating unit, the endless cable thus formed being coupled to the counter force generating unit.
  • the entire apparatus has a portaikranähn- fichen structure, wherein the support rails either supported by supports on a substrate or arranged hanging down from a building ceiling or attached to a building ceiling or building walls.
  • the load rope is designed as an endless rope.
  • the device according to the invention can in principle be operated manually; this means that the load can be moved manually.
  • the degree of weight balance ultimately determines the force required to raise or lower a load.
  • a first drive unit for automatically moving the trolley along the trolley rail and a second drive unit for automatically moving the trolley rail along the support rails may be provided. Through these drives, a movement of the trolley is mechanically supported in one or two dimensions.
  • a third drive unit is also to call, which serves the automatic raising or lowering of the load.
  • a drive unit for the first drive unit and / or, if present, for the second drive unit and / or, if present, for the third drive unit wherein the drive unit, the first drive unit and / or, if present, the second drive unit and / or, if present, the third drive unit is provided for automatic movement of the load along a trajectory extending in up to three dimensions from an initial position to a drawing position.
  • the drives can be controlled automatically, depending on the output signal of a sensor unit, which detects a load movement.
  • the sensor unit can recognize an initial movement of the running cat or of the trolley rail (on the mounting rails) induced by a manual displacement of the load in order to immediately control the load movement by automatic movement of the runner Track trolley or trolley track (on the mounting rails) nachumble.
  • the detection of an initial movement of the trolley or the trolley rail is not required if the sensor unit detects the deviation of a load section between the load receiving unit and the trolley from the vertical or another predetermined orientation. This can be done, for example, optically, magnetically or in other ways without contact or even under contact with the load rope section.
  • the drive units for the trolley or the trolley rail can expediently have one or more drive wheels, which are formed in engagement with or for engagement with the trolley rail or at least one of the support rails.
  • Examples here are friction wheels or gears, but alternatively it is also possible to realize the drives in the X and Y directions, ie the trolley drive or the trolley rail drive via cable drives, wherein such a cable drive comprises a drive cable between its ends, which are guided in the direction of the course of the trolley rail or one of the support rails facing, opposite sides of the trolley and the trolley rail, is guided on rollers, of which at least one is drivable
  • the third drive namely the drive in the direction of the Z-axis for raising and lowering the load, can expediently be designed as Lastseilinnverixe- tion unit.
  • the load load length is "added” to lower the load, so the load cable extended, while in the opposite case the Lastseii is shortened.
  • This can be realized for example by a winch or the like.
  • mutually movable tension rollers around which the load rope is alternately guided.
  • a pulley system which is integrated in the load train is suitable, in which the rollers of the upper ones can be changed in their intervals relative to those of the lower ones, which is expediently carried out by a motor.
  • the shortening or lengthening of the load cable for lifting or lowering the load is expediently carried out with the counter-force generating unit deactivated. If, for example, this is designed as a counterweight in its simplest form, then one could height-lock the counterweight to lock in this position of the counterweight then the Lastsei! for a lowering of the load and to shorten for a lifting of the load.
  • the invention relates in its most general form and according to various developments, an apparatus and a method for free and easy movement of a variable in its mass work weight (a load), which or directly by ropes and rollers or other mechanical So-weighted equipment is so connected that the working weight (the load) can move in up to three dimensions regardless of the weight balance.
  • the invention has a structural design, which has a special load cable guide that provides a working weight with a counterbalance that the working weight can be moved by light and fast manipulations manually or mechanically directly and quickly in all directions, while the Weight balance exclusively moved up and down, and then only when the working weight is lowered or raised. A movement of the weight balance in the other two dimensions when the working weight moves in a horizontal plane is thus prevented as a result of the cable guide according to the invention.
  • the working weight is thus compensated in whole or in part according to the invention by the use of a weight balance with full mobility of the working weight in all three spatial axes (X, Y and Z axes) over the entire base of the room with limited mobility of the weight balance.
  • the cable guide according to the invention connects the two weights with each other so that a variable l; l Equal weight or an adjustable weight inequality is possible.
  • the rope guide separates the possibility of movement of working weight and weight balance from each other such that the variable working weight is three-dimensionally free to move and the variable weight compensation receives only a one-dimensional movement possibility.
  • the working weight is movable in the direction of the X- and / or Y- and / or Z-axis, while the investigatedausgaeich is moved up and down exclusively in Z-axisrtchtung and thus does not affect the working weight by natural oscillations (oscillations).
  • the device has two parallel fixed cross members (rails or suspension cables), which are connected by a trolley (rail or driving rope) transversely so firmly on rollers that the trolley or the driving rope over the entire length the fixed trusses or the ropes can move freely through the entrained Lastseii.
  • a trolley rail or driving rope
  • the trolley On the truck traversing the trolley or the trolley, are arranged on the / umienkrollen. Under the carriage or the trolley hangs the working weight, which is received by a load-bearing unit, which in turn depends on the load rope on the trolley.
  • An essential feature of the invention is the free mobility of the working weight in the X and Y directions without any resonance (feedback) by the balance weight
  • the device according to the invention is particularly suitable for mounting heavy loads on structures (eg engines on aircraft). Furthermore, the invention can serve the transport of goods, for example, the transport of containers in container loading stations. Finally, the invention is also in theaters, studios or the like. can be used to namely to be able to move people in a stage area. Another application example is astronaut training, where people can learn how to handle weightlessness. Moreover, the device according to the invention can be used, for example, in veterinary clinics, namely to treat heavy animals such as horses, cows or the like. to carry or controlled to take off or (again) to transfer to the state. The device according to the invention can also be used for processing horizontal large areas deploy.
  • the entire device can be carried out mobile, so can spend at their place of use.
  • the device can be designed as a movable gantry crane and moved accordingly,
  • the device according to the invention can be installed in normal living spaces in which physically disabled persons can move with the aid of the device. These persons are given the opportunity by the weight compensation to move independently while applying only minimal forces standing.
  • the load force can be changed by adding load rope length or by motorized or motorized modification of the counter-force generating unit (counterweight), so that a relief of the legs of the person, e.g. when sitting down, the person is not raised again automatically.
  • the Lastseiugugabe or shortening is in the therapy application of the device according to the invention also to the extent advantageous in that the person moving with the help of the device according to the invention enter independently in a support frame and can get out of this.
  • the device according to the invention can be embodied in a wealth of different configurations: First, the device according to the invention can be present in a purely mechanical basic design, which can then have additional functions if desired. In the purely mechanical design, the invention provides For example, therapists have the opportunity to give their patients, who no longer eg 100 kg but z. B. weighs only 10 kg to take the hand and carry out a walking training with him. In other embodiments of the device according to the invention one is able to reduce the force of gravity, which acts on the person, as desired.
  • the bandwidth of possible users of the device according to the invention is exceptionally large.
  • the device according to the invention means the premiere of an upright position, which in addition makes it possible to be mobile in a certainly limited area but completely free.
  • the aim of the invention is first of all to reduce the effect of gravity on the patient and to differentiate them in such a way that the patient can again make larger movements with the least own muscle power and thus be able to do independently controlled exercise training.
  • tetraplegics are usually paralyzed on all four extremities, ie legs and arms, which results in the need for a special therapy in which the device according to the invention by servo motors (generally drive units) is to equip.
  • servo motors generally drive units
  • therapy should be tailored to the individual patient.
  • therapy with the device of the invention may not lead to measurable progress, but the upright posture enhancement of self-esteem is invaluable, which may help the patient and his or her environment to better deal with the disease , 2. Traumatic brain injury
  • leg muscles are strengthened the motivation for training is increased due to the absolute ease of training
  • MS Muitiple sclerosis
  • the therapy option is determined by the patient himself.
  • the suspended person can reach again by their own - possibly diminished -Bein force every point of the room.
  • a special feature of the invention is that the counterweight, due to the cable guide according to the invention does not participate in any horizontal movement, but constantly remains in the same place, thus avoiding unwanted oscillation and the associated unwanted feedback on the trolley and the horizontal movement of the person become.
  • two parallel rails that are hung, for example, on the ceiling or in a scaffold at any height.
  • Another rail which runs at a 90 ° angle to the two outer rails is connected by roller carriage with the outer rails.
  • roller carriage On this another roller carriage (trolley) runs, in which a fixture is hung, the e.g. by appropriate snap hooks, pulleys and a parachute spring strap enables a person within this area completely free in each direction up and down, back and forth to move and rotate, i. to move in four degrees of freedom.
  • a scenario can be A person closes all the doors and is completely private, all doors are closed: It is located in the device according to the invention, puts her Their favorite music moves, and slowly heaves to the music and may begin to dance for the first time in their lives.
  • the important aspect for the human sensibility and self-esteem of patients treated with the invention is to rediscover the world with joy and ease and without effort.
  • the result of a therapy with the aid of the device according to the invention is a great step in the direction of self-determination, quality of life and regained joy in life.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention in its application to the one-dimensional method of a load
  • FIG. 2 shows a variant of the first embodiment of the invention according to FIG. 1 with endless load transmission
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the invention, in which a load can be moved two-dimensionally
  • Fig. 4 shows a variant of the second embodiment of the invention with
  • 5 shows a further variation of the second embodiment of the invention, also with endless load cable guide
  • 6 shows a further exemplary embodiment of an apparatus for the 2D method of a load with endless load guide
  • FIG. 7 is a plan view and schematically another embodiment of the device according to the invention with auxiliary drives for a motorized method of the load and a Z-drive for the load,
  • Fig. 8 in plan view and schematically another(sbeispiei the device according to the invention with auxiliary drives for a motorized process of the load and a Z-drive for the load and
  • FIG. 9 schematically shows the representation of a scenario in which the device according to the invention is used for therapy purposes for the mobility support of persons, for example in the household.
  • Fig. 1 shows schematically a device 10 for one-dimensional movement of a load.
  • the device 10 has a trolley rail 12, on the rollers 14 a trolley 16 is movably guided.
  • the load cable 18 is guided around a guide roller 24 down.
  • a counterweight 30 is a counter-force generating unit 31 for a load to be traversed.
  • the trolley 16 is provided with a pair of first guide rollers 32 around which the parallel to the trolley rail 12 extending load cable section 34 is guided. Between the two Umienkrollen 32 the load rope 18 forms a loose or loop 36, which is around a loose roll 38 of a load receiving unit 40 GE. leads is.
  • the load-bearing unit 40 has a load receiver 42, which is rotatable about a vertical axis 44. On the load suspension 42 depends, for example on straps or the like. the load 46 to be moved.
  • FIG. 2 A variant of the device 10 according to FIG. 1 is shown in FIG. 2 as a device 10a.
  • the device 10a according to FIG. 2 differs from FIG. 1 in the design of the load nozzle 18 as an endless cable.
  • the load cable 18 comprises two load cable sections 28 extending to the counterweight 30 and two load cable sections 34 running parallel to the trolley rail 12.
  • Each of these two sections 34 is connected via a pair of first and second guide rollers 32, 33 to form a loose or loop 36, 37 led to at least one loose roll 38,39.
  • the two lots or loops 36,37 associated loose rollers 38,39 are connected to the load-bearing unit 40.
  • the Endios load rope! 18 is also guided by a loose roller on the counterweight 30.
  • FIG. 3 an embodiment of a device 10b is sketched for a two-dimensional method of a load.
  • the trolley rail 12 is guided at its two ends 20,22 on a support rail 50,52, as indicated in Fig. 3.
  • the load rope 18 runs along the trolley rail 12 along two load-part sections 34, which extend parallel to one another, wherein a load-part section 34 extends around two circumferential rollers 32 of the running gear.
  • a Umienkrolle 54 At the one end 20 of the trolley rail 12 is a Umienkrolle 54 around which the load rope 18 between its two LastseÜabbalden 34 led around (st.
  • FIG. 4 an alternative embodiment of the device 10b of Fig. 3 is shown.
  • the load rope is designed as an endless lock, in that the two ends of the load rope, which according to FIG. 3 are fastened to the support rail 52 or the counterweight 30, are connected, under the leadership of the load cable to the support rail 52 to the guide roller 72 along two support rail load cable sections 74 and Umlenkroilen 76 and a loose roller 78 on the counterweight 30th
  • FIG. 5 shows a variant of the devices 10b and 10c of FIGS. 3 and 4.
  • the device 10d of Fig. 5 differs from the variant of Fig. 4 by the formation of the load cable guide on the trolley rail 12 and the trolley 16 so, as shown in Fig. 2.
  • Fig. 6 shows a further modification of a device 10e.
  • This variant differs from the apparatus of FIG. 5 in that the Lastseti 18 is not deflected at the end 20 of the trolley rail 12 by 180 °, but via pulleys 80,82,84,86,88 and 90 of the support rail 50 back again is.
  • a device is shown lOf, which, as for the Lastseie Adjust, as shown in Fig. 6, is configured.
  • the device 10f has a drive unit 92 which has a cable drive with two drive cables 94,96.
  • This drive unit 92 is used for automatic movement of the trolley rail 12 in the direction of the double arrow 70.
  • Each drive cable 94,96 engages at its ends facing away from each other, pointing in the direction of the double arrow 70 opposite sides 98,100 of the trolley rail 12 and is to several pulleys 102, 104,106 and 108 and 110, 112, 114 and 116, respectively.
  • the guide roller 104 is driven by a motor, which is indicated by the drive 118. 7 ensures that the two ends 20 and 22 of the trolley rail 12 move synchronously, so it does not come to tilting o, the like, when the trolley rail 12 in the direction of the double arrow 70th shifts.
  • the Umlenkroilen for the drive cables 94 and 96 may be disposed on the support rails 50,52 or outside of these support rails.
  • a similar drive is provided in the form of the drive unit 120 for automatic movement of the trolley 16.
  • a drive cable 122 engages a drive cable 122 at its ends to opposite, but each pointing in the direction of extension of the trolley rail 12 sides 124,126 of the trolley 16, said drive cable 122 is guided between its ends via pulleys 128, 130,132, one of which (in the notedsbeispie! 130) is driven by a motor, which is indicated at 134.
  • the pulleys 128, 130 and 132 are provided on the trolley rail 12, at the ends 20 and 22. With the aid of the drive cable 122, it is possible to move the trolley by motor in the direction of the double arrow 48 along the trolley rail 12.
  • FIG. 7 also shows a further drive unit 136 which can be used in combination with the two aforementioned drive units, but does not necessarily have to be used.
  • a further drive unit 136 which can be used in combination with the two aforementioned drive units, but does not necessarily have to be used.
  • the two aforementioned drive units 92 and 120 it also applies that they do not necessarily have to be present in combination.
  • the drive unit 136 is ultimately a unit for the targeted raising and lowering of the hanging on the trolley 16 load.
  • the load cable 18 has a section 142 guided around several (tension) rollers 138, 140 in the manner of a pulley block.
  • the length of this load rope section 142 is variable by changing the distance of the rollers 138 relative to the rollers 140, which is done by motor 141. In this way, the length of the part of the load rope 18 extending from the trolley 16 to the load receiving unit 40 can be influenced in a targeted manner via the drive unit 136, independently of a raising or lowering of the counterweight 30.
  • the drive unit 136 is a load rope length change unit 144 which has at least one loose roll (namely, at least one roll 140) and at least two fixed rolls (namely, two of the deflection rolls 138), the distance between the loose roll and the Both fixed Umlenkrolien is changeable to make the rope length change.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention with a load rope length change unit 144 'which is alternative to FIG. 7 and which in this case is designed in the manner of a winch with a shaft 148 which can be driven in rotation by a drive unit 146 for a seed 150.
  • the X, Y, and Z drives, or only the X and Y drives, may be automatically controlled by an evaluation and drive unit 152 that receives signals from a sensor unit 154 which is X and / or Y. Movements of the trolley 16 or a load cable deflection detected below the trolley 16, wherein evaluation and control unit 152 controls the drives for tracking the trolley 16 and / or the trolley rail 12.
  • Fig. 9 shows a possibility of using a device 10g for assisting and moving a person 156, which represents the load of the devices according to the previous embodiments.
  • the person 156 can move in a living room.
  • the counterweight 30 does not necessarily have to be accommodated within the space in which the device 10g is disposed. By appropriate further cable guides, the counterweight 30 can be accommodated in a neighboring room. As an alternative, it is also advisable to place the counterweight 30 in one of the supports 158 with which the support rails 50, 52 can be supported when the device is supported against the ground.
  • the device 10g or its mounting rails 50,52 may also be attached to the wall or to the ceiling of the living space.
  • the invention can also for training purposes in RehabiUtations centers and / or fitness centers, as "lifters” in hospitals and nursing homes, for astronaut training and rehabilitation, for the camera work in the film and in the TV, in the theater, circus or at the Artis tfk, for manual fine assembly of heavy loads and for installation in hard to reach places.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Vorrichtung zum Verfahren von Lasten mit zumindest teilweisem Gewichtsausgleich ist versehen mit einer Laufkatzenschiene (12) und einer innerhalb eines Verfahrweges längs der Laufkatzenschiene (12) verfahrbaren Laufkatze (16) mit ersten Umlenkrollen (32) für ein Lastseil (18). Ferner weist die Vorrichtung mindestens eine erste lose Rolle (38, 39) aufweisenden Lastaufnahmeeinheit (40) zur Aufnahme einer Last (46) und ein Lastseil (18) auf, das längs der Laufkatzenschiene (12) verläuft und um die ersten Umlenkrollen (32) der Laufkatze (16) sowie zwischen diesen um die mindestens eine lose Rolle (38, 39) der Lastaufnahmeeinheit (40) geführt ist. Mit dem Lastseil gekoppelt ist eine Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) für einen zumindest teilweisen Gewichtsausgleich der Last (46). Das Lastseil (18) ist außerhalb des Verfahrweges der Laufkatze (16) mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31, 30) gekoppelt.

Description

Vorrichtung zum Verfahren von Lasten mit zumindest teiiweisem
Gewichtsausqleich
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum insbesondere horizontalen Verfahren von Lasten unter Gewichtsausgleich,
Vorrichtungen zum Verfahren und insbesondere auch zum Heben von Lasten sind in Form Kranen, insbesondere auch Portalkranen, bekannt. Mit derartigen Kranen lassen sich die verschiedensten Lasten transportieren. Darüber hinaus werden Vorrichtungen zum Verfahren und Heben von Lasten auch in Theatern und zu Show-Zwecken eingesetzt. Derartige Einrichtungen werden auch Flugwerke genannt. Diese Einrichtungen werden zumeist manuell bedient.
Beim Heben von Lasten ist es bekannt, durch Verwendung von Gegengewichten oder allgemein durch Gegenkrafterzeugungseinheiten für einen (zumindest teilweisen) Gewichtsausgleich zu sorgen, so dass die zum Heben und Senken der Last aufzubringenden Kräfte verringert sind. Je nach dem Grad des GeWichtsausgleichs können auch schwerere Lasten von Hand angehoben und verfahren werden. Nachteilig bei Vorrichtungen zum Heben von Lasten unter Ausnutzung eines Gewichtsausgleichs ist, dass sich das Gegengewicht und damit die Gegenkrafterzeugungseinheit nicht nur beim Heben und Senken der Last sondern auch beim Verschieben der Last, also beim Bewegen der Last in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene bewegt.
Beispiele für die zuvor genannten Vorrichtungen finden sich in DE-U-18 64 450, DE-U-19 30 936, DE-A-26 26 950, DE-U-89 00 981, DE-U-295 02 468, DE-U-295 13 936, DE-A- 2 35 545 und DE-A-36 14 402.
Wie sich aus den vorstehenden Schriften ergibt, ist ein Gewichtsausgleich bei einer Vorrichtung zum Verfahren von Lasten in zwei Dimensionen bisher noch nicht realisiert worden. Sofern Ausgleichsgewichte eingesetzt werden, werden hierzu Flaschenzüge, Elektrowinden oder Diagonaiseile verwendet, die mit oder ohne Gegengewichte, teilweise mit oder ohne Motorkraft arbeiten und die auch teilweise Diagonalverspannungen benötigen, weiche den Raum über der Last nahezu voll ausfüllen und damit für andere Aktionen unnutzbar machen. Insbesondere wird dabei der Raum, in dem die Vorrichtung zum Verfahren der Last eingesetzt wird, nicht optimal genutzt, da nämlich Hebevorrichtungen für Lasten dann, wenn sie motorisch angetrieben sind, Bauhöhe benötigen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verfahren von Lasten mit zumindest teilweisem Gewichtsausgleich zu schaffen, die einfach konstruiert ist und lediglich eine vergleichsweise geringe Bauhöhe aufweist. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu therapeutischen Zwecken und als Hilfestellung für in ihrer Bewegung eingeschränkte Personen zu verwenden. Insoweit soll die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere in Wohnräumen installiert werden können.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verfahren von Lasten mit zumindest teilweisem Gewichtsausgleich vorgeschlagen, die versehen ist mit
- einer Laufkatzenschiene,
einer innerhalb eines Verfahrweges längs der Laufkatzenschiene verfahrbaren Laufkatze mit ersten Umienkrollen für ein Lastseii,
einer mindestens eine erste lose Rolle aufweisenden Lastaufnahmeeinheit zur Aufnahme einer Last,
- einem Lastseil, das längs der Laufkatzenschiene verläuft und um die ersten Umlenkrollen der Laufkatze sowie zwischen diesen um die lose Rolle der Lastaufnahmeeinheit geführt ist, und
einer mit dem Lastseil gekoppelten Gegenkrafterzeugungseinheit für einen zumindest teilweisen Gewichtsausgleich der Last,
- wobei das Lastseil außerhalb des Verfahrweges der Laufkatze mit der Gegenkrafterzeugungseinheit gekoppelt ist. Die Erfindung weist in ihrer einfachsten und allgemeinsten Ausprägung eine Vorrichtung zum eindimensionalen Verfahren einer Last unter Gewichtsausgleich auf. Hierbei weist die Vorrichtung eine (Laufkatzen-)Schiene auf, iängs derer eine Laufkatze verfahrbar ist. Entlang der Schiene verläuft ein Lastseil, das um erste Umlenkroiien der Laufkatze nach unten zu einer Lastaufnahmeeinheit zur Aufnahme der Last geführt ist. Die Lastaufnahmeeinheit weist eine oder mehrere (z.B. zwei) sogenannte "lose" Rollen auf, wobei in diesem Zusammenhang angemerkt sein, dass im Sinne der Erfindung mit "loser Rolle" nicht notwendigerweise ein Rollenkörper gemeint ist. Vielmehr ist gemeint, dass das Lastseil eine "Lose" aufweist, die hängend zwischen den ersten Umlenkrollen der Laufkatze angeordnet und um eine oder mehrere Rollen, Bügei o.dgl. der Lastaufnahmeeinheit geführt ist. Das Lastseii kann an einem Ende an der Laufkatzenschiene oder an einem anderen relativ zur Laufkatzenschiene feststehenden Element befestigt sein, während an dem anderen Ende des Lastseils außerhalb des Verfahrweges der Laufkatze die Gegenkrafterzeugungseinheit angreift. In der Gegenkrafterzeugungseinheit wird der Gewichtsausgleich entweder durch die Erzeugung einer entsprechenden Gewichtskraft, also durch ein Gegengewicht, oder aber auch motorisch oder auf andere Weise wie beispielsweise durch Federkraft erzeugt.
Wird nun bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Laufkatze längs der Laufkatzenschiene verschoben, die Last also nicht angehoben, so bleibt die Gegenkrafterzeugungseinheit und insbesondere bei Verwendung eines Gegengewichts das Gegengewicht selbst in ihrer bzw. seiner einmal eingenommenen Position. Eine Auf- bzw. Abbewegung in Abhängigkeit von der Laufkatzenbewegung ist also erfindungsgemäß nicht zu verzeichnen. Erst wenn die Last abgesenkt oder angehoben wird, verändert sich die Position der Gegenkrafterzeugungseinheit, Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Applikation zum eindimensionalen Verfahren von Lasten ist vorgesehen, dass die Lastaufnahmeeinheit mindestens eine zweite lose RoNe und die Lauf- katze eine zweite Umlenkroile für das Lastseii aufweist, dass das Lastseil an der Laufkatzenschiene um eine Umlenkrolle geführt und unter Bildung zweier paralleler Tragseifabschnitte längs der Laufkatzenschiene verläuft, wobei das Lastseil in jedem seiner Lastseilabschnitte um die ersten bzw. zweiten Um- lenkroilen der Laufkatze und zwischen diesen um die erste bzw. zweite lose Rolle der Lastaufnahmeeinheit geführt ist, und dass beide Tragseüenden mit der Gegenkrafterzeugungseinheit verbunden sind oder beide Lastseilenden untereinander verbunden sind und das so gebildete Endiosseil mit der Gegenkrafterzeugungseinheit gekoppelt ist. Das Lastseil erstreckt sich also längs zweier parallel zueinander verlaufender Lastseilabschnitte entlang der Laufkatzenschiene, wobei das Seil in jedem seiner Abschnitte um jeweils mindestens zwei Umlenkrollen der Laufkatze herum bis zu einer losen Rolle oder mehreren (z.B. zwei) losen Rollen der Lastaufnahmeeinheit geführt ist. Das gesamte Lastseil kann als Endlosseil ausgebildet sein, das dann bei Ausbildung der Gegenkrafterzeugungseinheit als Gegengewicht um eine lose Rolie, einen Bügel o.dgl. am Gegengewicht geführt ist. Durch die "doppelte Ausführung" des Lastseils ist die Tragkraft der gesamten Vorrichtung erhöht
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich aber nicht nur zum eindimensio- nalen Verfahren von Lasten unter Ausnutzung eines Gewichtsausgleichs sondern auch für das zweidimensionale Verfahren von Lasten mit der Möglichkeit eines Gewichtsausgleichs nutzen. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Laufkatzenschiene an ihren Enden längs zweier paralleler Trag- schienen verfahrbar ist,
dass die Laufkatzenschiene an ihrem einen Ende eine Umlenkrolle zum Umlenken des Lastseils unter Bildung zweier paralleler längs der Laufkatzenschiene verlaufende Lastseilabschnitte aufweist, von denen einer um die ersten Umlenkrollen der Laufkatze und zwischen diesen um die erste lose Rolle der Lastaufnahmeeinheit geführt ist,
dass die Laufkatzenschiene an ihrem anderen Ende zwei Umlenkrollen für jeden Lastseilabschnitt zur Umienkung des Lastseils längs zweier entlang einer der Tragschienen aufeinanderfolgend verlaufender Tragschienen- Lastseilteilabschnitten aufweist und
dass das Lastseil an einem seiner Enden an der Tragschiene oder einem anderen feststehenden Element befestigt und an seinem anderen Ende mit der Gegenkrafterzeugungseinheit gekoppelt ist, oder
dass das Lastsei] unter Bildung zweier Tragschienen-Lastseilabschnitte, von denen einer die beiden Tragschienen-LastseÜteilabschnitte umfasst, verläuft, wobei die beiden Lastseilenden entweder mit der Gegenkrafterzeugungseinheit gekoppeit oder untereinander verbunden sind, wobei das so gebildete Endlosseil mit der Gegenkrafterzeugungseinheit gekoppelt ist.
Die gesamte Vorrichtung weist bei dieser Weiterbildung einen portaikranähn- fichen Aufbau auf, wobei die Tragschienen entweder über Stützen auf einem Untergrund abgestützt oder von einer Gebäudedecke herabhängend angeordnet oder aber an einer Gebäudedecke oder an Gebäudewänden angebracht sind.
Auch bei der zuvor genannten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass das Lastseil als Endlosseil ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich grundsätzlich manuell bedienen; das bedeutet, dass die Last manuell verfahren werden kann. Der Grad des Gewichtsausgleichs bestimmt ietztendlich die Kraft, die erforderlich ist, um eine Last anzuheben bzw. abzusenken.
Im Vorstehenden wurde die Erfindung anhand des Merkmals einer Schiene, entlang derer sich eine Laufkatze bewegt, beschrieben. Mit "Schiene" ist im Sinne der Erfindung aber nicht notwendigerweise ein starres Profi! gemeint. Vielmehr kann die Schiene auch durch ein Tragseil realisiert sein, auf dem dann die Laufkatze oder allgemein ein Laufwagen entlangfährt. Dem Begriff "Schiene" als dasjenige Element, an dem die Laufkatze bzw. der Laufwagen entlangfahren kann, kommt im Sinne der Erfindung also eine weitreichende Bedeutung zu.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können eine erste An- triebseinheit zum automatischen Verfahren der Laufkatze längs der Laufkatzenschiene und eine zweite Antriebseinheit zum automatischen Verfahren der Laufkatzenschiene längs der Tragschienen vorgesehen sein. Durch diese Antriebe wird eine Bewegung der Laufkatze in einer bzw. zwei Dimensionen maschinell unterstützt. Hierbei ist ferner noch eine dritte Antriebseinheit zu nennen, die dem automatischen Anheben bzw. Absenken der Last dient. Zweckmäßig ist es, wenn eine Ansteuereinheit für die erste Antriebseinheit und/oder, sofern vorhanden, für die zweite Antriebseinheit und/oder, sofern vorhanden, für die dritte Antriebseinheit, wobei die Ansteuereinheit die erste Antriebseinheit und/oder, sofern vorhanden, die zweite Antriebseinheit und/oder, sofern vorhanden, die dritte Antriebseinheit zur automatischen Bewegung der Last längs einer sich in bis zu drei Dimensionen erstreckenden Bewegungsbahn von einer Anfangsposition bis zu einer Zieiposition ansteuert, vorgesehen ist. Die Antriebe können automatisch angesteuert werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einer Sensoreinheit, die eine Lastbewegung erkennt. Soll also eine beispielsweise durch das Ausgleichsgewicht austarierte Last horizontal verfahren werden, so kann die Sensoreinheit eine durch eine manuelle Verschiebung der Last induzierte anfängliche Bewegung der Lauf- katze oder aber der Laufkatzenschiene (an den Tragschienen) erkennen, um sogleich die Lastbewegung durch automatische Bewegung der Laufkatze bzw. der Laufkatzenschiene (an den Tragschienen) nachzuführen. Alternativ bedarf es der Detektion einer anfänglichen Bewegung der Laufkatze bzw. der Laufkatzenschiene dann nicht, wenn die Sensoreinheit die Abweichung eines zwischen der Lastaufnahmeeinheit und der Laufkatze verlaufenden Lastseiiabschnitts von der Vertikalen oder einer anderen vorgegebenen Ausrichtung erfasst. Dies kann beispielsweise optisch, magnetisch oder auf andere Art und Weise berührungslos oder aber auch unter Kontakt mit dem Lastseilabschnitt erfolgen.
Die Antriebseinheiten für die Laufkatze bzw. die Laufkatzenschiene können zweckmäßigerweise ein oder mehrere Antriebsräder aufweisen, die in Eingriff mit bzw. zum Angreifen an der Laufkatzenschiene bzw. mindestens einer der Tragschienen ausgebildet sind. Beispiele sind hier Reibräder oder Zahnräder, Alternativ ist es aber auch möglich, die Antriebe in X- und Y-Richtung, also den Laufkatzenantrieb bzw. den Laufkatzenschienenantrieb über Seilantriebe zu realisieren, wobei ein derartiger Seilantrieb ein Antriebsseil umfasst, das zwischen seinen Enden, welche an in Richtung des Verlaufs der Laufkatzenschiene bzw. einer der Tragschienen weisenden, einander abgewandten Seiten der Laufkatze bzw. der Laufkatzenschiene befestigt sind, an Rollen geführt ist, von denen mindestens eine antreibbar ist
Der dritte Antrieb, nämlich der Antrieb in Richtung der Z-Achse zum Heben und Senken der Last kann zweckmäßigerweise als Lastseillängenverände- rungseinheit ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung wird also zum Absenken der Last Lastseillänge "zugegeben", das Lastseil also verlängert, während im umgekehrten Fall das Lastseii verkürzt wird. Dies kann realisiert werden beispielsweise durch eine Winde o.dgl. antreibbare (Wicke!-)We!!e, auf der z.B. eine Lastseillose mehr oder weniger stark aufgewickelt wird. Alternativ eignen sich auch gegeneinander verfahrbare Spannrollen, um die das Lastseil wechselweise geführt ist. Beispielsweise eignet sich ein in den Lastseiiveriauf inte- grierter Flaschenzug, bei dem die Rollen der oberen gegenüber denen der unteren Flaschen in ihren Abständen veränderbar sind, was zweckmäßigerweise motorisch erfolgt.
Die Verkürzung bzw. Verlängerung des Lastseils für das Anheben bzw. Absen- ken der Last erfolgt zweckmäßigerweise bei inaktivierter Gegenkrafterzeugungseinheit. Ist diese beispielsweise in ihrer einfachsten Form als Gegengewicht ausgeführt, so könnte man das Gegengewicht höhenarretieren, um in dieser Position des Gegengewichts dann das Lastsei! für eine Absenkung der Last zu verlängern und für ein Anheben der Last zu verkürzen.
In anderen Worten ausgedrückt betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Form sowie gemäß verschiedener Weiterbildungen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum freien und leichten Bewegen eines in seiner Masse veränderbaren Arbeitsgewichts (einer Last), welches bzw. welche auf direktem Wege über Seile und Rollen oder sonstige mechanische Einrichtungen mit einem in seiner Masse veränderbaren Gewichtsausgleich so verbunden Ist, dass sich das Arbeitsgewicht (die Last) in bis zu drei Dimensionen unabhängig vom Ge- wichtsausgleich bewegen kann. Hierzu weist die Erfindung eine Tragwerkskon- struktion auf, die über eine besondere Lastseilführung verfügt, die ein Arbeitsgewicht so mit einem Gewichtsausgleich versieht, dass das Arbeitsgewicht durch leichte und schnelle Manipulationen manuell oder maschinell unmittelbar und schnell in alle Richtungen bewegt werden kann, während sich der Ge- wichtsausgleich ausschließlich auf- und abbewegt, und zwar auch nur dann, wenn das Arbeitsgewicht abgesenkt bzw. angehoben wird. Eine Bewegung des Gewichtsausgieichs in den beiden anderen Dimensionen bei Bewegung des Arbeitsgewichts in einer Horizontalebene ist also infolge der erfindungsgemä- Ben Seilführung unterbunden.
Das Arbeitsgewicht wird also erfindungsgemäß durch den Einsatz eines Gewichtsausgleichs bei voller Beweglichkeit des Arbeitsgewichts in sämtlichen drei Raumachsen (X-, Y- und Z-Achsen) über die gesamte Grundfläche des Raumes bei eingeschränkter Beweglichkeit des Gewichtsausgleichs ganz oder teilweise ausgeglichen. Die erfindungsgemäße Seilführung verbindet beide Gewichte so miteinander, dass untereinander ein variabler l ; l-Gewichtsaus- gleich oder eine einstellbare Gewichtsungleichheit möglich ist. Die Seilführung trennt die Bewegungsmöglichkeit von Arbeitsgewicht und Gewichtsausgleich dergestalt voneinander, dass das variable Arbeitsgewicht dreidimensional frei beweglich ist und der variable Gewichtsausgleich lediglich eine eindimensionale Bewegungsmöglichkeit erhält. Das Arbeitsgewicht ist in Richtung der X- und/oder Y- und/oder Z-Achse beweglich, während der Gewichtsausgieich ausschließlich in Z-Achsenrtchtung auf- und abbewegbar ist und damit das Arbeitsgewicht durch Eigenschwingungen ( Pendelbewegungen) nicht beeinträchtigt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung zwei sich parallel gegenüberliegende Festtraversen (Schienen oder Tragseile) auf, die durch eine Fahrtraverse (Schiene oder Fahrtragseil) quer derart über Rollen fest miteinander verbunden sind, dass sich die Fahrtraverse oder das Fahrtragseil über die ganze Länge der Festtraversen oder der Tragseile durch das mitgeführte Lastseii frei bewegen kann. Auf der Fahrtraverse Säuft der Laufwagen bzw. die Laufkatze, an dem/der Umienkrollen angeordnet sind. Unter dem Laufwagen bzw. der Laufkatze hängt das Arbeitsgewicht, das von einer Lastaufnahmeeinheit aufgenommen ist, die wiederum über das Lastseil an der Laufkatze hängt.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist die freie Beweglichkeit des Arbeitsgewichts in X- und Y-Richtung ohne jegliche Resonanz (Feedback) durch das Ausgleichsgewicht
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Montage schwerer Lasten an Konstruktionen (z.B. Triebwerke an Flugzeugen). Ferner kann die Erfindung dem Transport von Gütern beispielsweise dem Transport von Containern in Containerverladestationen dienen. Schließlich ist die Erfin- dung auch in Theatern, Studios o.dgl. einsetzbar, um nämlich Personen in einem Bühnenraum bewegen zu können. Ein weiterer Anwendungsfall ist beispielsweise im Astronauten-Training zu sehen, bei dem Personen den Umgang mit der Schwerelosigkeit lernen können. Überdies lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielsweise Tierkliniken einsetzen, um nämlich zu ope- rierende schwere Tiere wie Pferde, Kühe o.dgl. zu tragen bzw. kontrolliert abzulegen bzw. (wieder) in den Stand zu überführen. Auch lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung horizontaler großflächiger Bereiche einsetzen. So könnte man beispielsweise mit Hilfe der Vorrichtung eine großflächige Hintergrundbemalung realisieren, die während ihrer Erstellung auf dem Boden liegt, während der Maier von der Vorrichtung getragen wird und über dem Gemalten schwebt. Ein weiterer derartiger Anwendungsfail ist bei- spielsweise der Zugang zu Modeliiandschaften (Modeileisenbahnen) von oben. Weitere Anwendungsgebiete der Erfindung liegen im Bergbau oder im Tiefbau, Die gesamte Vorrichtung kann mobil ausgeführt sein, lässt sich also an ihren Einsatzort verbringen. Auf einer größeren Fläche kann die Vorrichtung als verfahrbarer Portalkran ausgeführt und dementsprechend verfahren werden,
Ein weiterer wesentlicher Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Therapie-Anwendung zu sehen. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in normalen Wohnräumen verbaut sein, in denen sich körperlich behinderte Personen mit Hilfe der Vorrichtung bewegen können. Dabei wird diesen Personen durch den Gewichtsausgleich die Möglichkeit gegeben, sich selbstständig unter Aufbringung lediglich minimaler Kräfte stehend zu bewegen. Beim Absetzen beispielsweise auf einen Stuhl kann durch Zugabe von Lastseiliänge bzw. durch motorisches Verfahren oder motorische Veränderung der Gegenkrafterzeugungseinheit (Gegengewicht) die Gegenkraft ver- ändert werden, so dass eine Entlastung der Beine der Person, was z.B. beim Hinsetzen geschieht, die Person nicht etwa wieder automatisch angehoben wird. Die Lastseiizugabe bzw. -Verkürzung ist bei der Therapie-Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch insoweit von Vorteil, als dass die sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegende Person selbstständig in ein Tragegestell einsteigen bzw. aus diesem aussteigen kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer Fülle unterschiedlicher Ausgestaltungen ausgeführt sein : Zunächst kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer rein mechanischen Grundausführung vorliegen, die dann auf Wunsch weitere Zusatzfunktionen aufweisen kann. In der rein mechanischen Ausführung bietet die erfindungs- gemäße Vorrichtung beispielsweise Therapeuten die Möglichkeit, ihren Patienten, der nun nicht mehr z.B. 100 kg sondern z. B. nur noch 10 kg wiegt, an die Hand zu nehmen und mit ihm ein Gehtraining durchzuführen. In anderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist man in der Lage, die Schwerkraft, die auf den Menschen einwirkt, beliebig zu verringern. Das bedeutet, dass z.B. ein Astronauten-Training mit Schwerkraft 0 G, wie sie im Weltraum besteht, durchgeführt werden kann, dass eine Person ohne jeden Widerstand (also auch kein Wasserwiderstand, wie dies bei den bisherigen Trainingsmethoden für Astronauten der Fall ist) fliegen kann, während es zum Beispiel im Fitnesstraining gewünscht sein kann, eine beliebige Schwerkraft unterhalb von g 1 zu simulieren, damit Trainierende z.B. lange große weite Sprünge machen können, die beispielsweise noch leichter sind, als die Sprünge der Astronauten auf dem Mond. Das hierbei entstehende Glücks- gefühl motiviert den Trainierenden zusätzlich dadurch, dass es dieses Training beispielsweise ganz allein zu seiner Lieblingsmusik durchführen kann.
Die Bandbreite möglicher Anwender der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist außergewöhnlich groß.
Das liegt vor allen Dingen daran, dass das (bis zu 3D-)Flugwerk speziell für Menschen entwickelt wurde, die entweder nach einem Unfall mit Querschnitt- folge oder ähnlichem eine Lähmung ihrer Extremitäten erlitten haben, deren Lebensperspektive sich durch eine schwere oder finale Erkrankung völlig ver- ändert hat, (Parkinson, MS, Schlaganfall, Gehirnläsionen mit Paresen der Extremitäten etc.) oder die dabei sind, nach massiven Knochenbrüchen oder Gelenkstransplantationen neu laufen lernen zu müssen.
Dazu kommt eine außerordentlich wichtige Gruppe: Menschen, vor allen Din- gen Kinder, die noch nie in ihrem Leben haben laufen oder sich selbstständig bewegen können, deren eigene Kraft niemals ausreichen würde, ihnen zu erlauben, ihr eigenes Körpergewicht zu tragen. Eine andeutungsweise Schwerelosigkeit kann nur im Wasser erreicht werden. Im Wasser herrschen aber ganz andere Verhältnisse und andere Bedingungen, der Zustand der Schwerelosigkeit kann auch dort nicht erreicht werden. Mit der Erfindung besteht die Möglichkeit, in einem normalen Raum völlig selbst- ständig zu sein (was z. B. ein Motor ermöglicht, der fehlende Körperbewegungsfunktionen ersetzen kann).
Daraus ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten : Therapieeinrichtungen wie Rehakliniken, neurologische Therapiezentren und Krankengymnastikpraxen erlauben es behinderten Menschen, nicht nur ein angenehmes Lebensgefühl für den Augenblick zu erreichen, sondern auch und vor allen Dingen durch ein genaues Auskontern des Eigengewichts, was eine stufenlose Regulierung von 0 % bis 100% umfassen kann, die Möglichkeit zu schaffen, die noch bestehende eigene Kraft durch zunehmende Eigenleistung bei wiederholten Therapien wieder aufzubauen.
Für Kinder oder von Geburt an behinderten Menschen bedeutet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Premiere einer aufrechten Position, die es zu- sätzlich ermöglicht, in einem sicherlich begrenzten Areal, aber vollkommen frei, beweglich zu sein.
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass sich eine noch zu entwickelnde Therapie für neurologische Patienten (Kinder und Erwachsene) auf die Fähig- keit eines Menschen beziehen muss, Bewegungsmuster neu oder wieder zu erlernen.
Und wie alles Lernen am besten funktioniert, wenn es ständige Repetitionen gibt, sollen auch Gehbewegungen, die im Hirn des betroffenen Menschen nicht mehr oder noch nicht wieder programmiert sind, durch häufiges Wiederholen ein neues Bewegungsmuster schaffen. Im Rahmen therapeutischer Anwendungen ist bei der Erfindung davon ausgegangen worden, für den Patienten das höchstmögliche Optimum an freier Beweglichkeit zu finden, aus der heraus er allein oder mit Unterstützung durch einen Therapeuten oder auch unter Zuhilfenahme von anderen, altbekannten 5 Trainingsgeräten trainieren und ein selbstbestimmtes, möglichst - auch in den eigenen Wänden se!bstbestimmtes - Leben führen kann.
Eines der großen Probleme, mit denen viele Behinderte zu kämpfen haben, ist die Einschränkung der eigenen Beweglichkeit - ausgelöst durch psychische, i o physiologische oder neurologische Ursachen.
Die verminderte Funktionsfähigkeit der Muskulatur wird bei behinderten Menschen durch die Einwirkung der Schwerkraft noch beträchtlich verstärkt.
15 Ziel der Erfindung ist insoweit zunächst, die Einwirkung der Schwerkraft auf den Patienten zu vermindern und so zu differenzieren, dass der Patient selbst mit geringster eigener Muskelkraft wieder größere Bewegungen machen und somit ein selbstständig gesteuertes Bewegungstraining machen kann.
20 Die mit Hilfe der Erfindung angestrebte Bewegungsmöglichkeit des Patienten muss man sich in etwa so vorstellen, als wenn ein nicht behinderter Mensch sich stehend im Wasser befindet und in jede gewünschte Richtung gehen kann, wodurch die Schwerkraft, wie gesagt teilweise aufgehoben ist. Der Gen- Widerstand, den in diesem Falle das Wasser bildet, kann zum großen Teil ver-
25 nachlässigt werden.
Da ein gewisser Widerstand allerdings aus Trainingsgründen durchaus erwünscht sein kann, muss dieser Widerstand regelbar sein. Selbstverständlich ist es möglich, die unter Verwendung der Erfindung durchgeführte Therapie 30 durch traditionell bekannte Geräte wie beispielsweise einen RoNator oder Barren zu ergänzen. Mit der Erfindung sind aber auch vollkommen neue Therapien möglich und auch a!therbekannte gymnastische Übungen oder Therapien aus anderen Gebieten können möglicherweise wieder zum Einsatz kommen (beispielsweise ganz einfache Kniebeugen).
Ein weiterer Effekt, der bei der Arbeit auftreten kann, ist der folgende:
Durch lange, hohe Sprünge, wie sie zum Beispiel eingeschränkt auch auf dem Trampolin möglich sind, wird Euphorie erzeugt, welche die therapeutische Arbeit zum Spaß macht. Eine tänzerische Arbeit mit den Patienten bietet sich geradezu an.
Um zu verdeutlichen, weiche neuromuskulären Krankheitsbüder von einer Therapie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung profitieren werden, sollen hier die Krankheitsbilder im Einzelnen vorgestellt werden : 1. RUckenmarksverietzunqen
Eine Querschnittlähmung ist eine komplette oder inkomplette Schädigung des Rückenmarksquerschnitts, häufig ausgelöst durch einen Unfaii oder ais Folge einer Operation oder einer Erkrankung. Es treten motorische, sensible und vegetative Störungen auf, vorherrschend ist in der Regel eine Läsion der Extremitäten.
Es gibt Paraplegiker, deren Schädigung in Höhe der Brust- oder Lendenwirbelsäule vorliegt, was eine Schädigung der Rumpf- und Beinmuskulatur zur Folge hat.
Darüber hinaus sind Tetraplegiker in der Regel an alien vier Extremitäten, also Beine und Arme gelähmt, wodurch sich die Notwendigkeit einer speziellen Therapie ergibt, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Servomoto- ren (allgemein Antriebseinheiten) auszustatten ist. Es gibt einen Unterschied zwischen einer kompletten und einer inkompietten Querschnittlähmung, wobei die Therapie auf den Patienten individuell abgestimmt werden sollte. Bei einer kompletten Querschnittlähmung führt eine Therapie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglicherweise nicht unmit- telbar zu messbaren Fortschritten, aber die Steigerung des Selbstwertgefühls durch die aufrechte Körperhaltung ist von unschätzbarem Wert, was helfen kann, dass der Patient und sein Umfeld mit der Krankheit besser umgehen kann. 2. Schädel-Hirn-Trauma
Die nächste große Gruppe von Patienten, die Unfallfolgen verarbeiten müssen, sind Menschen mit einem so genannten Schädel-Hirn-Trauma. Dabei sind neben den motorischen Ausfällen vor allen Dingen auch Ausfälle zu verzeichnen, bei denen der Patient Aktivitäten des täglichen Lebens vollkommen neu erlernen muss (feinmotorisch, physiotherapeutisch und ergotherapeutisch). Weil unser Gehirn die wunderbare Plastizität besitzt, verloren gegangene Funktionen durch das Training neuer Hirnareale zu kompensieren, muss dieses Training leicht realisierbar sein ; da die erfindungsgemäße Vorrichtung es dem Körper erlaubt, Funktionen auf eine einfache Art wiederzuerlangen, wird der Kopf frei, um andere verloren gegangene Funktionen neu zu üben und zu ier- nen.
Das sind die Hauptmerkmale einer Therapie unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung:
die Spastizität wird vermindert
~ die Gehfähigkeit wird trainiert, wieder erlangt oder verbessert
die Beinmuskulatur wird gekräftigt die Motivation zum Training wird, bedingt durch die absolute Erleichterung der Trainingsmögüchkeit gesteigert,
3. Schlaqanfall
Die Auswirkungen eines Schlaganfalls sind vor allen Dingen die Halbseitigenlähmung, Gleichgewichts- und Sehstörungen, sowie Sprachstörungen und Wahrnehmungsstörungen. Es gibt selbstverständlich eine Vielzahl von Therapien, die in einem solchen Faü greifen.
Für die Arbeit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorrangig, die Gehfähigkeit und das Gleichgewichtsgefühl wiederherzustellen, um die ent- standenen Nervenausfälle zu kompensieren.
4. Multiple Sklerose
Die Muitiple Sklerose (MS) ist einer Erkrankung des Zentralnervensystems, bei der durch entzündliche Prozesse in Gehirn und Rückenmark vor allen Dingen die umhüllende Myelinschicht der Nervenfasern beschädigt ist, wodurch ganz unterschiedliche Nervenkomplexe betroffen sein können, da die MS ein sehr vielfältiges Erscheinungsbild hat. In einem relativ frühen Stadium der Erkrankung veriäuft MS oft schubförmig mit guten Remissionen, danach verläuft die Krankheit meist chronisch-progre- dient, was die Krankheit auch schon von Anfang an sein kann.
Es gibt einige Merkmale, die bei vielen MS-Patienten ähnlich sind: Kraftverlust, Gangunsicherheiten und Gleichgewichtsstörungen bis hin zum völligen Verlust der Gehfähigkeit, Sensibilitätsstörungen, wenn die Krankheit sehr fortgeschritten ist, kommt es zur Querschnittsymptomatik. 5. Cerebralparesen
Hierbei handelt es sich um das weite Feld der frühkindlichen oder embryonalen Hirnschädigung. Allgemein kann gesagt werden, dass es darum geht, wenn das Muster für das Gehen noch nicht im Gehirn verankert ist, funktionelle und strukturelle Veränderungen zu schaffen, die den Kindern (die entsprechenden Patienten sind in der Regel Kinder) ermöglichen, zum ersten Mal in ihrem Leben quasi auf eigenen Beinen zu stehen.
Kinder, die in ihrem Leben noch nie laufen konnten, können sich jetzt frei bewegen. Dadurch wird zusätzlich für alle die Lebensfreude gesteigert und ein Wiederaufbau der eigenen Muskulatur und Beweglichkeit gefördert. Der Spaßfaktor spielt hier eine wesentliche Rolle, die Patienten können sich quasi wie die Astronauten nach der Mondlandung durch große weite Sprünge bewegen. Diese Therapie macht Spaß.
Als weitere Therapiefelder sind die Orthopädie und die Epilepsie zu nennen, Es existieren vielfältige neue Anwendungsmöglichkeiten, und zwar z.B. in der Krankengymnastik, in Therapiezentren und Kliniken, im Fitnessstudio und natürlich auch zu Hause - die Entwicklung völlig neuer Therapien oder das neu Entdecken alter Übungen wie Kniebeugen ist jetzt möglich geworden. Das sind nur ansatzweise die Krankheitsbtlder, bei denen eine Therapie mit Hilfe der Erfindung sinnvoll ist. Zu beachten ist, dass, auch wenn Krankheits- bilder vergleichbar sind, jeder Mensch unterschiedliche Anforderungen hat und unterschiedlich belastbar ist.
Daraus folgt zwangsläufig, dass in der Therapie, wie es in der Heilpädagogik heißt, "jeder an dem Platz abgeholt werden muss, an dem er sich befindet" .
Die Therapiemöglichkeit bestimmt der Patient selbst.
Es ist, gerade bei neurologischen Erkrankungen, häufig, dass es zu starken Ausfällen kommt, bei denen es vor allen Dingen wichtig ist, um es dem Patienten so leicht wie möglich zu machen ( und natürlich so schwierig wie nötig), zusätzliche Hilfe in Form von Servomotoren einzubauen.
Die technischen Merkmale der Erfindung, die diese Therapiemöglichkeiten her- vorbringen, seien nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung kurz zusam mengefasst.
Ausgehend von der Konstru ktion eines Portalkrans ist es möglich, mit der eingebauten Laufkatze in einem Raum jeden Punkt des Fußbodens zu erreichen .
Wird nun in die Laufkatze eine Person eingehängt, so ist es durch die Erfindung möglich, diese Person mit Gegengewichten "auszukontern", d . h ., dass das Eigengewicht der Person je nach Wunsch vollständig oder teilweise aufgehoben wird .
Durch die erfindungsgemäße Seilführung ist es möglich, dass die Person sich wirklich dreidimensional voll kommen frei bewegen kann .
Die eingehängte Person kann also wieder durch ihre eigene - möglicherweise verminderte -Bein kraft jeden Punkt des Raumes erreichen. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass das Gegengewicht, bedingt durch die erfindungsgemäße Seilführung keinerlei horizontale Bewegung mitmacht, sondern ständig am selben Ort bleibt, womit ein unerwünschtes Hin- und Herschwingen und das damit verbundene ungewollte Feedback auf die Laufkatze und die Horizontalbewegung der Person vermieden werden.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung existieren, z.B. bei einer Grundfläche von 4 m x 4 m, zwei parallel zueinander verlaufende Schienen, die beispielsweise an der Zimmerdecke oder in einem Gerüst in beliebiger Höhe aufgehängt sind.
Eine weitere Schiene, die im 90°-Winkel zu den beiden äußeren Schienen verläuft, ist durch Rollenwagen mit den äußeren Schienen verbunden. Auf dieser läuft ein weiterer Rollenwagen (Laufkatze), in den eine Befestigung eingehängt wird, die z.B. durch entsprechende Karabinerhaken, Umlenkrollen und einen Fallschirmspringergurt einen Menschen in die Lage versetzt, sich innerhalb dieser Fläche vollkommen frei in jede Richtung auf- und abwärts, vor- und rückwärts zu bewegen und sich zu drehen, d.h. sich in vier Freiheitsgraden zu bewegen.
Durch eine besondere Seilführung ist ein Auskontern des Eigengewichts der Person durch ein entsprechend eingestelltes Gegengewicht gegeben, das sich stabil und ohne sich mit der Person hin- und herzubewegen an jeder beliebigen Position - auch extern, befindet. Dadurch ist die eingehängte Person in der
Lage, sich vollkommen frei dreidimensional - im Raum zu bewegen.
Ein Szenario kann z. B. das folgende sein: Eine Person schließt alle Türen und ist für sich völlig privat, alle Türen sind geschlossen : Sie befindet sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, legt ihre Lieblingsmusik auf, bewegt und wiegt sich langsam zur Musik und beginnt vielleicht zum ersten Mal in ihrem Leben zu tanzen.
Die Musik und die freie Bewegung fördern das LosSassen und es ist durchaus möglich, dass die Person danach schweißgebadet und völlig erschöpft ist, sie wird allerdings vielleicht zum ersten Mai im Leben eine absolute Befreiung erleben.
Der für das menschliche Empfinden und Selbstwertgefühl von mit der Erfindung therapierten Patienten wichtige Aspekt ist es, mit Freude und Leichtigkeit und ohne Mühe die Welt neu zu entdecken. Das Ergebnis einer Therapie mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein großer Schritt in Richtung Selbstbestimmung, Lebensqualität und wieder gewonnener Freude am Leben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in ihrer Anwendung zum eindimensionalen Verfahren einer Last,
Fig. 2 eine Variante der ersten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 1 mit Endlos-LastseÜführung,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Last zweidimensional verfahren werden kann,
Fig. 4 eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit
Endlos-Lastseilführung,
Fig. 5 eine weitere Variation des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und zwar ebenfalls mit Endlos-Lastseilführung, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum 2D-Verfah- ren einer Last mit Endlos-Lastseüführung,
Fig. 7 in Draufsicht und schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfsantrieben für ein motorisches Verfahren der Last und einem Z-Antrieb für die Last,
Fig. 8 in Draufsicht und schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfsantrieben für ein motorisches Verfahren der Last und einem Z-Antrieb für die Last und
Fig. 9 schematisch die Darstellung eines Szenarios, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zu Therapiezwecken für die Mobilitätsunterstützung von Personen beispielsweise im Haushalt eingesetzt wird.
Anhand von Fig. 1 wird nachfolgend das Grundprinzip erläutert, welches bei der Erfindung Anwendung findet.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 zur eindimensionalen Bewegung einer Last. Die Vorrichtung 10 weist eine Laufkatzenschiene 12 auf, an der über Laufrollen 14 eine Laufkatze 16 verfahrbar geführt ist. Entlang der Laufkatzenschiene 12 erstreckt sich ein Lastseil 18, das in diesem Ausführungsbeispiel an dem einen Ende 20 der Laufkatzenschiene 12 befestigt ist. Am anderen Ende 22 der Laufkatzenschiene 12 ist das Lastseil 18 um eine Umlenkrolle 24 nach unten geführt. Am Ende 26 dieses nach unten verlaufenden Lastseilabschnitts 28 befindet sich ein Gegengewicht 30 als Gegenkrafterzeugungseinheit 31 für eine zu verfahrende Last.
Die Laufkatze 16 ist mit einem Paar von ersten Umlenkrollen 32 versehen, um die der parallel zur Laufkatzenschiene 12 verlaufende Lastseilabschnitt 34 geführt ist. Zwischen den beiden Umienkrollen 32 bildet das Lastseil 18 eine Lose oder Schlaufe 36, die um eine lose Rolle 38 einer Lastaufnahmeeinheit 40 ge- führt ist. Die Lastaufnahmeeinheit 40 weist eine Lastaufnahme 42 auf, die um eine vertikale Achse 44 drehbar ist. An der Lastaufnahme 42 hängt, beispielsweise über Gurte o.dgl. die zu verfahrende Last 46, Eine Variante der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 als Vorrichtung 10a gezeigt. Die Vorrichtung 10a gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 durch die Ausführung des Lastseüs 18 als Endlosseil. Auf diese Weise umfasst das Lastseil 18 zwei zum Gegengewicht 30 verlaufende Lastseilabschnitte 28 und zwei parallel zur Laufkatzenschiene 12 verlaufende Lastseilabschnitte 34. Jeder dieser beiden Abschnitte 34 ist über ein Paar von ersten bzw. zweiten Umlenkrollen 32,33 unter Bildung einer Lose oder Schlaufe 36,37 um mindestens eine lose Rolle 38,39 geführt. Die den beiden Losen bzw. Schlaufen 36,37 zugeordneten losen Rollen 38,39 sind mit der Lastaufnahmeeinheit 40 verbunden. Das Endios-Lastsei! 18 ist überdies durch eine lose Rolle am Gegengewicht 30 geführt.
Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, dass im Rahmen dieser Erfindung mit "Lastseil" nicht notwendigerweise ein Seil, also ein Zugorgan mit im Wesentlichen kreisflächigem Querschnitt gemeint ist. Mit Lastseii im Rahmen dieser Erfindung kann beispielsweise auch ein Fiachband oder anderes Band, ein Riementriebband, ein Zahnriemen, ein Keilriemen o.dgl. gemeint sein. Ebenso sei an dieser Stelle hervorgehoben, dass mit "loser Rolle" nicht zwangsläufig ein Rolfenkörper gemeint ist. So kann eine lose Rolle im Sinne der Erfindung auch durch eine starre Stange o.dgl. Element, um das das Lastseil herumge- führt ist, realisiert sein.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10b für ein zweidimensionales Verfahren einer Last skizziert. Hierbei ist die Laufkatzenschiene 12 an ihren beiden Enden 20,22 an jeweils einer Tragschiene 50,52 geführt, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Das Lastseil 18 verläuft längs der Laufkatzenschiene 12 entlang zweier Lastteilabschnitte 34, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei ein Lastteilabschnitt 34 um zwei Umienkrollen 32 der Lauf- katze 16 geführt ist, und zwar unter Bildung einer um mindestens eine lose Rolle 38 geführten Lose oder Schlaufe 36, An dem einen Ende 20 der Laufkatzenschiene 12 befindet sich eine Umienkrolle 54, um die das Lastseil 18 zwischen seinen beiden LastseÜabschnitten 34 herumgeführt (st. Am anderen Ende 22 der Laufkatzenschiene 12 befinden sich zwei Umlenkroilen 56,58, um die jeweils ein anderer der beiden Lastseilabschnitte 34 herumgeführt ist, und zwar zur Bildung zweier in Längserstreckung der Tragschtene 52 verlaufender Lastseilteitabschnitte 60,62. Einer der beiden Teilabschnitte (im Ausführungsbeispiel der Teilabschnitt 60) ist dabei an einem Ende 64 der Tragschtene 52 befestigt, während der andere Lastseiiteilabschnitt 62 um eine am anderen Ende 66 der Tragschiene 52 angeordneten Umienkrolle 68 verläuft und das Lastseil an seinem anderen Ende mit einem Gegengewicht 30 verbunden ist. Durch Verfahren der Laufkatze 16 in Richtung des Doppelpfeils 48 kann die Last 46 bewegt werden, ohne dass das Gegengewicht 30 sich in seiner Höhe verändert oder andere Bewegungen erfährt. Selbiges gilt für eine Verschiebung der Laufkatzenschiene 12 in Richtung des Doppelpfeils 70,
In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltung der Vorrichtung 10b der Fig. 3 gezeigt. Der Unterschied der Vorrichtung 10c gemäß Fig. 4 gegenüber derjenigen nach Fig. 3 besteht darin, dass das Lastseil als Endlosseti ausgeführt ist, indem die beiden Enden des Lastseils, die gemäß Fig. 3 an der Tragschiene 52 bzw. dem Gegengewicht 30 befestigt sind, verbunden sind, und zwar unter Führung des Lastseils an der Tragschiene 52 um die Umlenkrolle 72 längs zweier Tragschienen-Lastseilabschnitte 74 und um Umlenkroilen 76 sowie um eine lose Rolle 78 am Gegengewicht 30.
Fig. 5 zeigt eine Variante zu den Vorrichtungen 10b und 10c der Fign. 3 und 4. Die Vorrichtung lOd der Fig. 5 unterscheidet sich gegenüber der Variante nach Fig. 4 durch die Ausbildung der Lastseilführung an der Laufkatzenschiene 12 und der Laufkatze 16 so, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung einer Vorrichtung lOe. Diese Variante unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 5 dahingehend, dass das Lastseti 18 an dem Ende 20 der Laufkatzenschiene 12 nicht um 180° umgelenkt ist, sondern über Umlenkrollen 80,82,84,86,88 und 90 der Tragschiene 50 wieder zurückgeführt ist.
In Fig. 7 ist eine Vorrichtung lOf gezeigt, die, was die Lastseiiführung betrifft, so, wie in Fig. 6 gezeigt, ausgestaltet ist. Zusätzlich weist die Vorrichtung lOf eine Antriebseinheit 92 auf, die einen Seilantrieb mit zwei Antriebsseilen 94,96 aufweist. Diese Antriebseinheit 92 dient der automatischen Bewegung der Laufkatzenschiene 12 in Richtung des Doppelpfeils 70. Jedes Antriebsseil 94,96 greift an seinen Enden an einander abgewandten, in Richtung des Doppelpfeils 70 weisenden gegenüberliegenden Seiten 98,100 der Laufkatzenschiene 12 an und ist um mehrere Umlenkrollen 102, 104,106 und 108 bzw. 110,112,114 und 116 geführt. Eine dieser Umlenkroilen, im Ausführungsbeispiel die Umlenkrolle 104, ist motorisch angetrieben, was durch den Antrieb 118 angedeutet ist. Durch die besondere Antriebsseil-Parallelführung gemäß Fig. 7 wird erreicht, dass sich die beiden Enden 20 und 22 der Laufkatzenschiene 12 synchron bewegen, es also nicht zu Verkantungen o,dgl, kommt, wenn die Laufkatzen- schiene 12 sich in Richtung des Doppelpfeils 70 verschiebt. Die Umlenkroilen für die Antriebsseile 94 und 96 können an den Tragschienen 50,52 oder aber auch außerhalb dieser Tragschienen angeordnet sein.
Ein ähnlicher Antrieb ist in Form der Antriebseinheit 120 für eine automatische Bewegung der Laufkatze 16 vorgesehen. Hier greift ein Antriebsseil 122 an seinen Enden an einander abgewandte, jedoch jeweils in Erstreckungsrichtung der Laufkatzenschiene 12 weisenden Seiten 124,126 der Laufkatze 16 an, wobei dieses Antriebsseil 122 zwischen seinen Enden über Umlenkrollen 128, 130,132 geführt ist, von denen eine (im Ausführungsbeispie! die Um!enk- rolle 130) motorisch angetrieben ist, was bei 134 angedeutet ist. Die Umlenkrollen 128,130 und 132 sind an der Laufkatzenschiene 12 vorgesehen, und zwar an den Enden 20 und 22. Mit Hilfe des Antriebsseils 122 ist es möglich, die Laufkatze motorisch in Richtung des Doppelpfeils 48 längs der Laufkatzenschiene 12 zu verfahren.
Neben den beiden X- und Y-Antriebseinheiten 92 und 120 ist in Fig. 7 noch eine weitere Antriebseinheit 136 gezeigt, die in Kombination mit den beiden zuvor genannten Antriebseinheiten eingesetzt werden kann aber nicht notwendigerweise eingesetzt werden muss. Auch bezügiich der beiden zuvor genannten Antriebseinheiten 92 und 120 gilt, dass diese nicht notwendigerweise in Kombination vorhanden sein müssen.
Alternativen für die zuvor beschriebenen X- und Y-Antriebe sind z. B. in Form von Antriebsrollen (mit entsprechenden Antriebseinheiten) denkbar, die direkt an der Laufkatze 16 oder der Laufkatzenschiene 12 angeordnet sind, wie dies in den Fign. 3 und 1 bei 92' bzw. 120' angedeutet ist.
Bei der Antriebseinheit 136 handelt es sich letztendlich um eine Einheit zum gezielten Anheben und Absenken der an der Laufkatze 16 hängenden Last. Hierzu weist das Lastseil 18 einen um mehrere (Spann-)Rollen 138,140 nach Art eines Flaschenzuges geführten Abschnitt 142 auf. Die Länge dieses Last- seilabschnittes 142 ist durch Veränderung des Abstandes der Rollen 138 gegenüber den Rollen 140 veränderbar, was motorisch bei 141 erfolgt. Damit kann über die Antriebseinheit 136 gezielt die Länge des von der Laufkatze 16 bis zur Lastaufnahmeeinheit 40 verlaufenden Teils des Lastseils 18 beeinflusst werden, und zwar unabhängig von einem Hoch- bzw. Herunterfahren des Gegengewichts 30.
Bei der Antriebseinheit 136 handelt es sich um eine Lastseillängenverände- rungseinheit 144, die mindestens eine lose Rolle (nämlich mindestens eine Rolle 140) und mindestens zwei feste Rollen (nämlich zwei der Umlenkrolien 138) aufweist, wobei dann der Abstand zwischen der losen Rolle und den beiden feststehenden Umlenkrolien veränderbar ist, um die Seillängenveränderung vorzunehmen. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer gegenüber Fig. 7 alternativen Lastseillängenveränderungseinheit 144', die in diesem Fall nach Art einer Winde mit einer über eine Antriebseinheit 146 drehend antreibbaren Welle 148 für eine Seiiiose 150 ausgebildet ist.
Die X-, Y- und Z-Antriebe oder lediglich die X- und Y-Antriebe können automatisch gesteuert sein, und zwar durch eine Auswerte- und Ansteuereinheit 152, die Signale von einer Sensoreinheit 154 empfängt, welche X- und/oder Y-Bewegungen der Laufkatze 16 oder eine Lastseilauslenkung unterhalb der Laufkatze 16 detektiert, wobei Auswerte- und Ansteuereinheit 152 die Antriebe zur Nachführung der Laufkatze 16 und/oder der Laufkatzenschiene 12 ansteuert.
Fig. 9 schließlich zeigt eine Möglichkeit des Einsatzes einer Vorrichtung 10g zum Unterstützen und Bewegen einer Person 156, die die Last der Vorrichtungen gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen darstellt. Mit Hilfe der Vorrichtung 10g, die beispielsweise so, wie in jeder der Fign. 3 bis 8 ausgestaltet sein kann, kann sich die Person 156 in einem Wohnraum bewegen. Das Gegengewicht 30 braucht nicht notwendigerweise innerhalb des Raums, in dem die Vorrichtung 10g angeordnet ist, untergebracht zu sein. Durch entsprechende weiterführende Seilführungen kann das Gegengewicht 30 auch in einem Nachbarraum untergebracht sein. Als Alternative bietet es sich an, das Gegengewicht 30 auch in einer der Stützen 158 unterzubringen, mit der sich die Tragschienen 50,52 bei Abstützung der Vorrichtung gegenüber dem Unter- grund stützen lassen. Die Vorrichtung 10g bzw. ihre Tragschienen 50,52 können auch an der Wand oder an der Decke des Wohnraums befestigt sein.
Neben der Anwendung als Mobtlisierungshilfe im Privatbereich oder Krankenhausbereich kann die Erfindung auch zu Trainingszwecken in RehabiÜtations- Zentren und/oder in Fitnesszentren, als "Lifter" in Krankenhäuern und Seniorenheimen, zum Astronauten-Training und zur -Rehabilitation, für die Kameraführung beim Film und im Femsehen, im Theater, Zirkus oder bei der Artis- tfk, zur manuellen Feinmontage von schwersten Lasten und zur Montage an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE Vorrichtung
a Vorrichtung
b Vorrichtung
c Vorrichtung
d Vorrichtung
e Vorrichtung
f Vorrichtung
g Vorrichtung
Laufkatzenschiene
Laufrollen der Laufkatze
Laufkatze
Lastseil
ein Ende der Laufkatzenschiene
anderes Ende der Laufkatzenschiene
Umlenkrolle an der Laufkatzenschiene ein Ende des Lastseils
zum Gegengewicht führender Lastseilabschnitt Gegengewicht
Gegenkrafterzeugungseinheit
ersten Umlenkroilen an der Laufkatze zweite Umlenkroilen an der Laufkatze
Lastseilabschnitt, Abschnitte, Lastteilabschnitte Tragseilschlaufe
Tragseilschlaufe
lose Rolle der Lastaufnahmeeinheit
!ose Roüe der Lastaufnahmeeinheit
Lastaufnahmeeinheit
Lastaufnahme der Lastaufnahmeeinheit Drehachse der Lastaufnahmeeinheit
Last Doppelpfeil für Lastbewegung
Tragschiene
Tragschiene
Umlenkrolle an der Laufkatzenschiene
Umienkroile an der Laufkatzenschiene
Umlenkrolle an der Laufkatzenschiene
erster Lastseilteilabschnitt längs der Tragschiene 52 zweiter Lastseilteilabschnitt längs der Tragschiene 52 an Tragschiene 52 befestigtes Ende des Lastseils am Gegengewicht befestigtes Ende des Lastseils Umienkroile an der Tragschiene 52
Doppelpfeil für Lastbewegung
Umlenkrolle an der Tragschiene 52
Lastseilabschnitte längs der Tragschiene 52
Umlenkrolle an der Tragschiene 52
lose Rolle am Gegengewicht
Umlenkrolle an der Tragschiene 50
Umlenkrolle an der Tragschiene 50
Umienkroile an der Tragschiene 50
Umlenkrolle an der Tragschiene 50
Umlenkrolle an der Tragschiene 50
Umlenkrolle an der Tragschiene 50
X-Antriebseinheit
Antriebsseil der X-Antriebseinheit
Antriebsseil der X-Antriebseinheit
eine Seite der Laufkatzenschiene
gegenüberliegende Seite der Laufkatzenschiene Umlenkrolle für Antriebsseil 96
Umlenkrolle für Antriebsseil 96
Umlenkrolle für Antriebssei! 96
Umlenkrolle für Antriebssei! 96
Umlenkrolle für Antriebssei! 94 112 Umlenkrolle für Antriebsseii 94
114 Umlenkrolle für Antriebsseii 94
116 Umlenkrolle für Antriebsseii 94
118 Antrieb für Umienkrolle 104
120 Y-Antriebseinheit
122 Antriebsseil der Y-Antriebseinheit
124 eine Seite der Laufkatze
126 gegenüberliegende Seite der Laufkatze
128 Umlenkrolle für Antriebsseil 122
130 Umlenkrolle für Antriebsseil 122
132 Umlenkrolle Für Antriebsseil 122
136 Z-Antriebseinheit
138 Rolle der Z-Antriebseinheit
140 Rolle der Z-Antriebseinheit
142 Lastseilabschnitt innerhalb der Z-Antriebseinheit
144 Lastseiüängenveränderungseinheit
144' Lastseillängenveränderungseinheit
146 Antriebseinheit
148 Welle/Winde
150 Seiilose
152 Ansteuer- und Auswerteeinheit
154 Sensoreinheit
156 Person
158 Stütze

Claims

ANSPRÜCHE
Vorrichtung zum Verfahren von Lasten mit zumindest teilweisem Gewichtsausgleich, mit
einer Laufkatzenschiene( 12),
einer innerhalb eines Verfahrweges längs der Laufkatzenschiene ( 12) verfahrbaren Laufkatze ( 16) mit ersten Umlenkrol!en (32) für ein Lastseil (18),
einer mindestens eine erste lose Rolle (38,39) aufweisenden Lastaufnahmeeinheit (40) zur Aufnahme einer Last (46),
einem Lastseii ( 18), das längs der Laufkatzenschiene (12) verläuft und um die ersten Umlenkrollen (32) der Laufkatze (16) sowie zwischen diesen um die mindestens eine lose Rolle (38,39) der Lastaufnahmeeinheit (40) geführt ist, und
einer mit dem Lastseii ( 18) gekoppelten Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) für einen zumindest teilwessen Gewichtsausgleich der Last (46),
wobei das Lastseil ( 18) außerhalb des Verfahrweges der Laufkatze (16) mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastaufnahmeeinheit (40) mindestens eine zweite lose Rolle (38,39) und die Laufkatze ( 16) zweite Umlenkrollen (33) für das Lastseil (18) aufweist, dass das Lastseil ( 18) an der Laufkatzenschiene (12) um eine Umlenkrolle (54) geführt und unter Bildung zweier paralleler Tragseilabschnitte (34) längs der Laufkatzenschiene (12) verläuft, wobei das Lastseii (18) in jedem seiner Lastseilabschnitte (34) um die ersten bzw. zweiten Umlenkrollen (32,33) der Laufkatze (16) und zwischen diesen um die mindestens eine erste bzw. zweite lose Rolle (38,39) der Lastaufnahmeeinheit (40) geführt ist, und dass beide Tragseilenden mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) verbunden sind oder beide Lastseilenden untereinander verbunden sind und das so gebildete Endiossei! mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt ist,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Laufkatzenschiene ( 12) an ihren Enden (20,22) längs zweier paralleler Tragschienen (50,52) verfahrbar ist,
dass die Laufkatzenschiene (12) an ihrem einen Ende (20) eine Um- lenkrolie (54) zum Umlenken des Lastseils (18) unter Bildung zweier paralleler längs der Laufkatzenschiene ( 12) verlaufender Lastseilab- schnitte (34) aufweist, von denen einer um die ersten Umlenkrollen (32) der Laufkatze (16) und zwischen diesen um die mindestens eine erste lose Rolle (38) der Lastaufnahmeeinheit (40) geführt ist, dass die Laufkatzenschiene (12) an ihrem anderen Ende (22) zwei Umlenkrollen (56,58) für jeden Lastseilabschnitt (34) zur Umlenkung des Lastseiis (18) längs zweier entlang einer der Tragschienen (52) aufeinanderfolgend verlaufender Tragschienen-Lastseilteiiabschnitte (60,62) aufweist und
dass das Lastseil (18) an einem seiner Enden (64) an der Tragschiene (52) oder einem anderen feststehenden Element befestigt und an seinem anderen Ende mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt ist, oder
dass das Lastseil (18) unter Bildung zweier Tragschienen-Lastseilabschnitte (74), von denen einer die beiden Tragschienen-Lastseilteüab- schnitte (60,62) umfasst, verläuft, wobei die beiden Lastseilenden entweder mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt oder untereinander verbunden sind, wobei das so gebildete Endiossei! mit der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine erste Antrtebseinheit ( 120) zum automatischen Verfahren der Laufkatze (16) längs der Laufkatzenschiene (12).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Antriebseinheit (92) zum automatischen Verfahren der Laufkatzenschiene (12) längs der Tragschienen (50,52).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Antriebseinheit (120,92) mindestens ein an der Laufkatze (16) bzw. der Laufkatzenschiene ( 12) angeordnetes Antriebsrad zum Eingriff mit und/oder zum Angreifen an der Laufkatzenschiene ( 12) bzw. an zumindest einer der Tragschienen (50,52) aufweist oder dass die erste und/oder die zweite Antriebseinheit (120,92) einen Seiian- trieb aufweist, der ein Antriebsseil (122,94,96) umfasst, das zwischen seinen Enden, weiche an in Richtung des Verlaufs der Laufkatzenschiene ( 12) bzw. einer der Tragschienen (50,52) weisenden, einander abgewandten Seiten ( 124,125,98,100) der Laufkatze ( 16) bzw. der Laufkatzenschiene ( 12) befestigt sind, an Rollen (.128 bis 130, 102 bis 118) geführt ist, von denen mindestens eine antreibbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine dritte Antriebseinheit (136) zum Anheben und zum Absenken der Lastaufnahmeeinheit (40).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Ansteuereinheit für die erste Antriebseinheit (120) und/oder, sofern vorhanden, für die zweite Antriebseinheit (92) und/oder, sofern vorhanden, für die dritte Antriebseinheit ( 136), wobei die Ansteuereinheit die erste Antriebseinheit (120) und/oder, sofern vorhanden, die zweite Antriebseinheit (92) und/oder, sofern vorhanden, die dritte Antriebseinheit (136) zur automatischen Bewegung der Last (46) längs einer sich in bis zu drei Dimensionen erstreckenden Bewegungsbahn von einer Anfangsposition bis zu einer Zielposition ansteuert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (154) zur Erkennung einer Lastbewegung mit einer paraüei zur Laufkatzenschiene ( 12) und/oder, sofern vorhanden, parallel zu den Tragschienen (50,52) gerichteten Komponente, wobei die Sensoreinheit ( 154) mit einer Auswerte- und AnSteuereinheit ( 152) verbunden ist und wobei die Auswerte- und Ansteuereinheit (152) die erste Antriebseinheit (120) und/oder, sofern vorhanden, die zweite Antriebseinheit (92) zur Nachführung der Laufkatze ( 16) längs der Laufkatzenschiene (12) und/oder der Laufkatzenschiene ( 12) längs der Tragschienen (50,52 in Richtung der Lastbewegung ansteuert,
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit eine Abweichung eines sich von der Laufkatze ( 16) bis zur Lastaufnahmeeinheit (40) erstreckenden Lastseilabschnitts (28) von der Vertikalen oder einer anderen vorgebbaren Ausrichtung erfasst.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Antriebseinheit (136) eine Lastseillängenveränderungseinheit (144) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Last- seillängenveränderungseinheit (144) eine Welle zum Aufwickein und/oder Abwickeln eines Lastseiiabschnitts oder eines losen Lastseilabschnitts aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Last- seillängenveränderungseinheit (144) gegeneinander verfahrbare Spannrollen ( 138, 140) aufweist, um die das Lastseil (18) wechselweise geführt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastseülängenveränderungseinheit ( 144) mit einer Blockie- reinheit zum Blockieren der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) gekoppelt ist und dass die Lastseülängenveränderungseinheit (144) die Länge des Lastseils ( 18) bei Blockierung der Gegenkrafterzeugungseinheit (31,30) verändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkrafterzeugungseinheit (31) ein einstellbares Gegengewicht (30), eine einstellbare mechanische Federspanneinheit oder eine elektromotorische oder elektromagnetische Einheit aufweist, wobei im Faüe des Gegengewichts (30) dieses mit dem Lastseil (18) gekoppeit ist und das Lastseil (18) gegebenenfalls über eine iose Rohe und/oder einen Hubflaschenzug zum Gegengewicht (30) geführt ist.
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