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Rückenlehnen-Verstellvorrichtung für Krankenbetten Die Erfindung betrifft
eine Rückenlehnen-Verstellvorrichtung für Krankenbetten, bei der eine mit der Rückenlehne
gelenkig verbundene Zahnstange mit einem Stirnrad eines unter der Matratze gelagerten
und vom Bettseitenrand her zu betätigenden Triebwerks kämmt.
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Eine bekannte Vorrichtung dieser Art arbeitet mit Schnecke und Schneckenrad
als Triebwerk. Sowohl bei dieser Antriebsart wie auch bei der bekannten Anwendung
einer Schraubenspindel als Antrieb gehen infolge der an sich wünschenswerten Selbsthemmung
50 bis 70°/o der aufgewandten Antriebsenergie verloren. Dabei sind 80 bis 100 Kurbelumdrehungen
erforderlich, um die Rückenlehne um einen Winkel von etwa 700 zu verstellen. Soll
der Patient selbst, vor allem im liegenden Zustand, die Verstellung vornehmen können,
so beträgt der zumutbare Kraftansatz 2 bis 3 kg bei einem Kurbelarm von 10 cm.
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Die bisher erreichten Wirkungsgrade bewegen sich dementsprechend um
etwa 100/o.
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Mit der Rückenlehnen-Verstellvorrichtung nach der Erfindung werden
diese Mängel ausgeräumt, und zwar dadurch, daß das Triebwerk aus einem untersetzten
Stirnradgetriebe besteht, das in an sich bekannter Weise über eine biegsame Welle
betätigbar ist. Wird die Untersetzung entsprechend groß gewählt, so tritt Selbsthemmung
ein, wobei sich wegen der sehr geringen Zahnverlustleistung an Stirnradgetrieben
ein Wirkungsgrad von 0,7 bis 0,8 nachweisen läßt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich, wenn bei einem an sich noch nicht selbsthemmend wirkenden Untersetzungsverhältnis
von etwa 1 : 5, das also noch sehr gefällige Getriebeabmessungen erlaubt und etwa
nur 16 Kurbel umdrehungen erfordert, in den Antrieb, vorzugsweise an der biegsamen
Betätigungswelle, eine in beiden Drehsinnen selbsthemmend wirkende Bremse an sich
bekannter Art eingeschaltet ist.
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Es liegt in der Natur der Sache, daß das Aufrichten jeder Rückenlehne
dem darauf ruhenden Patien ten mehr Kraftaufwand abverlangt als das Absenken.
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Der Antrieb der Zahnstange durch éin Stirnradgetriebe nach der Erfindung
öffnet den Weg zu einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dergestalt,
daß ein Kräftespeicher eingefügt wird, der einen Ausgleich des Kraftaufwandes beim
Hochkurbeln und beim Herunterkurbeln der Rückenlehne mit sich bringt, und zwar derart,
daß mit dem Triebwerk eine Feder derart verbunden ist, daß sie bei der Abwärtsbewegung
der Rückenlehne gespannt wird.
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Die frei über das sich an ihr abwälzende Stirnrad laufende Zahnstange
reagiert auf die Federspannung unmittelbar und geradlinig, also praktisch verlustfrei
So läßt sich ein Wirkungsgrad von etwa 70°/o erreichen, ohne daß der Kraftaufwand
an der Kurbel ein Drehmoment von 0,25 kpm übersteigt. - Bei einer ohne jeglichen
mechanischen Antrieb, also nur durch Erfassen mit der Hand verstellbaren Krankenbett-Rückenlehne,
die in mehreren Stellungen mittels eines Steckstiftes verrastet werden kann, ist
eine unmittelbar am Rückenlehnenrahmen angreifende Spannfeder bekannt. Diese Feder
dient aber nur dem Gewichtsausgleich. Würde sie so viel Spannung haben, daß beim
Absenken der Rückenlehne genügend Energie in ihr gespeichert werden würde, um beim
Anheben der Rückenlehne von Hand eine spürbare Unterstützung zu geben, so könnte
der Patient nach Ausrasten des Steckstiftes durch die vorschnellende Rückenlehne
schwer verletzt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist achsparallel
unter der Zahnstange eine Schraubenfeder angeordnet, die bettkopfendseitig am Triebwerksgehäuse
und bettfußendseitig an einem nach unten starr abstehenden Arm der Zahnstange angreift.
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Um den Wirkungsgrad der Vorrichtung nach der Erfindung noch weiter
zu steigern, nämlich ein mögliches Verklemmen der Zahnstange in ihren beiden Durchführungslagern
im schwenkbar um eine waagerechte Querachse am Matratzenrahmen gelagerten Triebwerksgehäuse
weitestgehend auszuschalten, sind einerseits die Schwenkachse am Triebwerksgehäuse
und andererseits der Angriffspunkt der Schraubenfeder an der Zahnstange derart mit
Bezug aufeinander angeordnet, daß das von der in der Zahnstangenachse auf den angelenkten
Rückenlehnen-Schwenkarm wirkenden Druckkraft an dem durch den Abstand der Zahnstangenachse
von der Triebwerksgehäuse-Schwenkachse gegebenen Hebelarm ausgeübte
Moment
annähernd gleich, aber gegensinnig dem von der in der Schraubenfederachse auf den
Angriffspunkt der Feder an der Zahnstange wirkenden Zugkraft an dem durch den Abstand
dieses Angriffspunktes von der Zahnstangenachse gegebenen Hebelarm ausgeübten Moment
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der A b b. 1 bis
3 erläutert, und zwar zeigt A b b. 1 die Rückenlehnen-Verstellvorrichtung im aufrechten,
in der Bettstellenlängseinrichtung geführten Mittelschnitt, Abb. 2 einen Schnitt
nach Linie A-B der Abb. 1 und Abb. 3 einen Schnitt nach Linie CD der Abb. 1 mit
bis zur Antriebskurbel geführter Betätigungswelle.
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Die nahe ihrem freien Ende mittels waagerechter Querbolzen 1 an der
Innenseite der Längsholme des im Querschnitt dreieckförmigen Matratzen-Rohrrahmens
2 schwenkbar gelagerten Schenkel 3 des U-förmigen Rückenlehnen-Rohrrahmens sind
durch einen nach unten durchgebogenen, angeschweißten Rohrbügel 4 miteinander verbunden,
von dessen Mitte starr nach unten ein gegabelter Arm 5 absteht. An diesem ist mittels
waagerechten Querbolzens 6 das Kopfende einer sich in der Bettstellenlängsrichtung
zum Bettfußende hin erstreckenden Zahnstange 7 angelenkt, die ein Stirnradtriebwerksgehäuse
8 in dem vorderen Lager 9 und dem hinteren Lager 10 durchläuft. Die Zahnstange 7
hat kreisförmigen Querschnitt mit Verzahnung an ihrer Oberseite. Das Triebwerksgehäuse
8 ist über dem hinteren Lager 10 mittels waagerechten Querbolzens 11 an zwei Armen
12 angelenkt, die starr nach unten, vom mittleren Bereich eines nach unten durchgeknickten,
an beiden Längsholmen des Matratzen-Rohrrahmens 2 angeschweißten Rohrbügels 13 ab
stehen.
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Eine sich quer über die Zahnstange 7 erstreckende, beiderseits im
Triebwerksgehäuse 8 gelagerte Welle 14 trägt ein mit der Zahnstange 7 kämmendes
Ritzel 15 und daneben ein größeres Stirnrad 16, das seinerseits im Untersetzungsverhältnis
1 : 5 mit einem weiter oben im Triebwerksgehäuse 8 auf einer ebenfalls beiderseits
in diesem gelagerten Querwelle 17 sitzenden Ritzel 18 kämmt. Die Welle 17 ragt beiderends
aus dem Gehäuse 8 mit wahlweiser Anschlußmöglichkeit für eine biegsame oder aus
einzelnen kardanisch miteinander verbundenen Stücken zusammengesetzte Betätigungswelle
heraus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der im Bett
liegende Patient die Antriebskurbel mit der rechten Hand ergreift. An das nach der
rechten Bettlängsseite herausragende Ende der Welle 17 ist mittels Kupplung 19 eine
biegsame Welle 20 angeschlossen, die über eine weitere Kupplung 21 zu dem Lager
der Betätigungskurbel 22 führt. Dieses Lager sitzt in einem schräg abwärts nach
außen starr vom Matratzenrahmen-Längsholm abstehenden Auge 23 und enthält einen
unten mit der Kupplung 21 verbundenen und oben mit Keilnuten 24 zum lösbaren Aufstecken
der Kurbel 22 versehenen Zapfen 25. Das Lager selbst, das mittels Flansches 26 auf
dem Auge 23 verschraubt ist, ist als in beiden Drehsinnen wirksame Stillstandsbremse
ausgebildet, wie sie beispielweise an der Betätigungskurbel eines herablaßbaren
Kraftfahrzeugfensters angewandt wird, wo es ebenfalls auf einen selbsthemmenden
Antrieb ankommt.
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In dem zylindrischen Lagergehäuse 27 ist eine
Schraubenfeder solchen
Durchmessers untergebracht, daß ihre Windungen im Ruhezustand unter Spannung gegen
die Innenwand des Gehäuses 27 drücken.
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Die beiderseitigen Windungsenden sind einwärts abgewinkelt und stehen
wechselweise mit zwei an dem entsprechend aufgegliederten Zapfen 25 angebrachten
Fangarmenpaanen im Eingriff, so daß der Zapfen 25 und damit über die Welle 20 das
ganze Zahnradtriebwerk selbsthemmend abgebremst-ist. Wird die Kurbel 22 rechts oder
links herumgedreht, so wird die Schraubenfeder durch Angriff der dem jeweiligen
Drehsinn zugeordneten Fangarme an dem entsprechenden abgewinkelten Ende der Federwindungen
so weit aufgewickelt, daß sie die Gehäusewand nicht mehr berührt und dadurch dem
Zapfen 25 freien Lauf gewährt, bis die Kurbeldrehung aufhört und dabei sich die
zusammengezogenen Federwindungen wieder ausdehnen und bremsend gegen die Gehäusewand
legen.
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Unter dem vorderen Zahnstangenlager 9 ragt vom Triebwerksgehäuse
8 ein Arm 28 abwärts, an dem das Vorderende einer achsparallel unter der Zahnstange
7 verlaufenden Schraubenfeder 29 angreift, deren anderes Ende an einem vom Hinterende
der Zahnstange 7 abwärts ragenden Arm 30 befestigt ist.
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Beim Herablassen der Rückenlehne, also beim Herausfahren der Zahnstange
7 nach hinten, wird durch entsprechende Spannung der Schraubenfeder 29 Energie gespeichert,
die sich beim Hochschwenken der Rückenlehne, also beim Herausfahren der Zahnstange
7 nach vorn, nutzbar macht, also dem Patienten bei Drehung der Kurbel 22 zu viel
Kraftaufwand erspart.
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Um die Zahnstange 7 möglichst weitgehend von Verklemmungen in ihren
beiden Gehäuselagern 9, 10 frei zu halten, ist der Abstand b (A b b. 1) der Achse
des Querbolzens 11 von der Achse der Zahnstange 7 im Verhältnis zum Abstand c der
Achse der Schraubenfeder 29 von der Achse der Zahnstange 7 so bemessen, daß bei
900-Stellung der Zahnstangenachse zu der durch die Achsen der Querbolzen 1 und 6
gelegt gedachten Ebene folgende Momente auftreten, wobei pz die Zahnstangenkraft
und pf die Federkraft ist und demnach im Abstand s der Mitten der beiden Zahnstangenlager
9, 10 im vorderen Lager 9 die Kraft p, abwärts und die Kraft pz, aufwärts, dagegen
im hinteren Lager 10 die Kraft pz, abwärts und die Kraft p>, aufwärts wirkt:
Moment = Pz b entgegen dem Uhrzeigersinn GegenmomentMZ = pz, sim Uhrzeigersinn Moment
= pf c im Uhrzeigersinn GegenmomentMf = ps, s entgegen dem Uhrzeigersinn und sich
der die Verklemmungen der Zahnstange 7 ausschließende Ausgleich durch Erfüllung
folgender Gleichung ergibt: S = Pzb=PfC.
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An Stelle des starren Obertragungsgliedes in Gestalt der Zahnstange
7 könnte die Kraft zur Bewegung der Rückenlehne 3 von der Welle 14 auf den Gelenkpunkt
6 auch durch ein nicht starres Üb ertragungsglied übermittelt werden, beispielsweise
durch eine gleitend geführte endlose Rollenkette, die von der Welle 14 über einen
Zahnkranz in Bewegung versetzt wird und die an einer Stelle mit dem Punkt 6 verbunden
ist.