DE29720337U1 - Drive arrangement of an electromotive height adjustment device - Google Patents
Drive arrangement of an electromotive height adjustment deviceInfo
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Description
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18/1 PATENTANWÄLTE18/1 PATENT ATTORNEYS
DR. O. LOESENBECK (1931-1980)
DIPL-ING. A. STRACKE
DIPL-ING. K.-O. LOESENBECKDR. O. LOESENBECK (1931-1980)
DIPL-ING. A. STRAcke
DIPL-ING. K.-O. LOESENBECK
Vertreter beim Europäischen PatentamtRepresentative at the European Patent Office
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Antriebs- und Systemtechnik Jöiienbecker straße 164Drive and system technology Jöiienbecker straße 164
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32278 Kärchlengern32278 Kärchlengern
Antriebsanordnung einr elektromotorischen HöhenverstelleinrichtungDrive arrangement of an electromotive height adjustment device
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung einer elektromotorischen Höhenverstelleinrichtung für ein Bett, welches mit vier in den Eckbereichen des Bettgestells angeordneten, vertikalen Bettsäulen versehen ist.The invention relates to a drive arrangement of an electromotive height adjustment device for a bed which is provided with four vertical bed columns arranged in the corner areas of the bed frame.
Die in Rede stehende Antriebsanordnung einer elektromotorischen Höhenverstelleinrichtung wird bevorzugt für Kranken- und Pflegebetten verwendet, die nicht nur in Krankenhäusern oder Pflegeheimen verwendet werden, sondern auch für die häusliche Pflege. Derartige Antriebsanordnungen sowie die Betten sind in vielen Ausführungen bekannt.The drive arrangement in question of an electric motor height adjustment device is preferably used for hospital and nursing beds that are not only used in hospitals or nursing homes, but also for home care. Such drive arrangements and the beds are known in many designs.
Die Höhenverstelleinrichtung besteht im wesentlichen aus den vier teieskopierbaren Bettsäulen und den entsprechenden Antrieben. Derartige Höhenverstelleinrichtungen sind konstruktiv aufwendig und entsprechend kostenintensiv. Da Krankenhäuser und Pflegeheime mit einer Vielzahl von derartigen Betten ausgerüstet werden, entstehen äußerst hohe Kosten. Darüber hinaus ist auch die Montage der Höhenverstelleinrichtung schwierig. Da die Antriebe der Höhenverstelleinrichtung normalerweise nichtThe height adjustment device essentially consists of the four telescopic bed columns and the corresponding drives. Such height adjustment devices are complex to construct and therefore expensive. Since hospitals and nursing homes are equipped with a large number of such beds, extremely high costs arise. In addition, the installation of the height adjustment device is also difficult. Since the drives of the height adjustment device are not normally
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BeschreibungDescription
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selbsthemmend sind, ist es notwendig, daß der Motor mit einer zusätzlichen Bremse ausgerüstet wird, wodurch die Kosten ebenfalls steigen. Außerdem stören die Antriebe im Kopf- und Fußbereich zwischen den beiden Bettsäulen.are self-locking, it is necessary for the motor to be equipped with an additional brake, which also increases the costs. In addition, the drives cause interference in the head and foot area between the two bed pillars.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der eingangs näher beschriebenen Art konstruktiv einfach auszulegen, so daß sie kostengünstig hergestellt werden kann, wobei jedoch die Sicherheit der Funktionen erhalten bleiben soll. Darüber hinaus sollen die Antriebe so ausgelegt und angeordnet sein, daß sie im Kopf- und Fußbereich des Bettes nicht stören.The invention is based on the task of designing a drive arrangement of the type described in more detail above with a simple construction so that it can be manufactured inexpensively, while maintaining the safety of the functions. In addition, the drives should be designed and arranged in such a way that they do not cause interference in the head and foot areas of the bed.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Antriebsanordnung zwei an der Kopf- und der Fußseite angeordnete Antriebseinheiten mit jeweils mindestens einem Getriebemotor aufweist, daß in den Bettsäulen sich in deren Längsrichtung erstreckende, gegen Drehung gesicherte Gewindespindeln angeordnet sind, die von den Antriebseinheiten rotierend antreibbare Spindelmuttern tragen, die in Führungsgehäusen angeordnet sind und daß die Führungsgehäuse der Kopf- und der Fußseite mittels eines Koppeigliedes verbunden sind, an welches der zugehörige GetrieThe stated task is solved in that the drive arrangement has two drive units arranged on the head and foot side, each with at least one gear motor, that threaded spindles extending in the longitudinal direction and secured against rotation are arranged in the bed columns, which carry spindle nuts that can be driven in rotation by the drive units and are arranged in guide housings, and that the guide housings of the head and foot side are connected by means of a coupling element to which the associated gear
bemotor unmittel oder mittelbar befestigt ist.bemotor is directly or indirectly attached.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebsanordnung wird beim Einsatz für ein Kranken- oder Pflegebett eine preiswerte Lösung geschaffen, da für die Höhenverstelleinrichtung Standardkomponenten aus dem Antriebsbereich für Möbel eingesetzt werden können. Dazu sind relativ wenig Bauteile notwendig, so daß auch die Montage vereinfacht wird. Da der Antriebsgetriebemotor des Kopf- und des Fußteiles durch das Koppelglied mit zwei Führungsgehäusen verbunden ist, folgt der Getriebemotor der Verstellbewegung der Spindelmuttern bei eingeschaltetem Antrieb, so daß im kopf- und fußseitigen Bettbereich Freiräume geschaffen werden. Da die kopf- und fußseitige Antriebseinheit so ausgelegt wird, daß sie selbsthemmend ist, entfällt eine zusätzliche Bremse für den Antriebsmotor bzw. ein äquivalentes Bauelement. Die Höhenverstellung wird bei Verwendung der Antriebsanordnung für ein Bett durch die beiden Säulenpaare des Kopf- und des Fußteiles erreicht.The inventive design of the drive arrangement creates an inexpensive solution when used for a hospital or nursing bed, since standard components from the furniture drive sector can be used for the height adjustment device. Relatively few components are required for this, so that assembly is also simplified. Since the drive gear motor of the head and foot sections is connected to two guide housings by the coupling link, the gear motor follows the adjustment movement of the spindle nuts when the drive is switched on, so that free space is created in the head and foot areas of the bed. Since the head and foot side drive unit is designed to be self-locking, an additional brake for the drive motor or an equivalent component is not required. When using the drive arrangement for a bed, the height adjustment is achieved by the two pairs of columns of the head and foot sections.
Der Matratzenträger folgt synchron der Bewegung der Spindelmuttern bzw. des Koppelgliedes, da er direkt oder indirekt mit dem Koppelglied des Kopf- und desThe mattress support follows the movement of the spindle nuts or the coupling element synchronously, as it is directly or indirectly connected to the coupling element of the head and
Fußteiles verbunden ist.foot part.
Die Übertragung der Linearbewegungen der Spindelmuttern auf das Koppelglied bzw. auf den Matratzenträger wird besonders einfach, wenn die Spindelmuttern in Führungsgehäusen drehbar gelagert sind und die Führungsgehäuse gegen DrehungThe transmission of the linear movements of the spindle nuts to the coupling link or to the mattress support is particularly easy if the spindle nuts are rotatably mounted in guide housings and the guide housings are secured against rotation
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gesichert und in Längsrichtung der als Hohlprofil ausgebildeten Bettsäulen verschiebbar geführt sind. Die Führungsgehäuse lassen sich einfach herstellen, außerdem bietet die Fläche optimale Anschlußmöglichkeiten für das Koppelglied, Damit die Bewegungsfreiheit für das Koppeiglied geschaffen wird, ist vorgesehen, daß die kopf- und fußseitigen Bettsäulen an den einander zugewandten Seiten einen Längsschlitz aufweisen. Es können dazu sogar handelsübliche Profile, beispielsweise mit C-förmigen Querschnitten, verwendet werden.secured and guided so that they can move in the longitudinal direction of the bed columns, which are designed as hollow profiles. The guide housings are easy to manufacture and the surface also offers optimal connection options for the coupling link. In order to create freedom of movement for the coupling link, the bed columns at the head and foot end are designed to have a longitudinal slot on the sides facing each other. Commercially available profiles, for example with C-shaped cross sections, can even be used for this purpose.
Die kopf- und fußseitigen Antriebseinheiten können verschiedenartig ausgebildet sein. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sie aus dem Getriebemotor und zwei Riementrieben bestehen dergestalt, daß zwei Antriebsscheiben auf den Antriebszapfen des Getriebemotors und die getriebenen Scheiben drehfest auf die Spindelmuttern des Kopf- und des Fußteiles aufgesetzt sind. Der Antrieb der beiden Spindelmuttern des Kopf- und des Fußteiles erfolgt in diesem Fall durch einen einzigen Getriebemotor. Da es sich bei den Riementrieben um einfache Bauteile handelt, wird diese Lösung besonders kostengünstig. Eine zweite bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die kopf- und fußseitigen Antriebseinheiten im wesentlichen aus dem Getriebemotor und zwei angeschlossenen Untersetzungsgetriebestufen gebildet sind, wobei die beiden Abtriebsglieder der Untersetzungsantriebsstufen mit den Spindelmuttern gekoppelt sind. In diesem Falle müßte entweder ein Antriebsgetriebemotor mit zwei Abtriebszapfen oder zwei Antriebsgetriebemotoren eingesetzt werden. Eine kostengünstige Lösung mit einem großen Untersetzungsverhältnis wird erreicht, wenn jede Untersetzungsantriebsstufe aus einem Schneckentrieb besteht, wobei die Schnecken drehfest auf die beiden Abtriebszapfen eines Getriebemotors oder auf die Antriebszapfen von zwei Getriebemotoren und die Schneckenräder drehfest auf die Spindelmuttern aufgesetzt sind. Diese Ausführung ist besonders einfach, wenn die Spindelmuttem mit den Schnecken in Eingriff stehenden Schneckenradverzahnungen versehen sind. Die Spindelmutter hat dann eine Doppelfunktion und bildet außer der Antriebsfunktion für das Koppelglied noch das Schneckenrad des Schneckentriebes.The head and foot drive units can be designed in different ways. According to a first preferred embodiment, it is provided that they consist of the gear motor and two belt drives in such a way that two drive disks are mounted on the drive pin of the gear motor and the driven disks are mounted in a rotationally fixed manner on the spindle nuts of the head and foot sections. In this case, the two spindle nuts of the head and foot sections are driven by a single gear motor. Since the belt drives are simple components, this solution is particularly cost-effective. A second preferred embodiment provides that the head and foot drive units are essentially formed from the gear motor and two connected reduction gear stages, with the two output members of the reduction drive stages being coupled to the spindle nuts. In this case, either a drive gear motor with two output pins or two drive gear motors would have to be used. A cost-effective solution with a large reduction ratio is achieved if each reduction drive stage consists of a worm drive, with the worms being mounted in a rotationally fixed manner on the two output pins of a gear motor or on the drive pins of two gear motors and the worm gears being mounted in a rotationally fixed manner on the spindle nuts. This design is particularly simple if the spindle nuts are provided with worm gear teeth that mesh with the worms. The spindle nut then has a dual function and, in addition to the drive function for the coupling link, also forms the worm gear of the worm drive.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 die Antriebseinheit für die Kopf- oder Fußseite eines Kranken- oderFigure 1 the drive unit for the head or foot end of a hospital or
Pflegebettes in einer ersten Ausführungsform im Aufriß,Nursing bed in a first embodiment in elevation,
Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Draufsicht,Figure 2 is a plan view corresponding to Figure 1,
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Figur 3 die Antriebseinheit für das Fuß- oder Kopfteil eines Kranken- oderFigure 3 the drive unit for the foot or head section of a hospital or
Pflegebettes in einer zweiten Ausführungsform im Aufriß,Nursing bed in a second embodiment in elevation,
Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Draufsicht.Figure 4 is a plan view corresponding to Figure 3.
Die in denFiguren 1-4 dargestellten Antriebseinheiten 10 sind am Kopf- und Fußende eines nicht dargestellten Kranken- oder Pflegebettes montiert. Die Antriebseinheiten 10 sind baugleich und elektrisch so miteinander verdrahtet, daß sie vorzugsweise synchron geschaltet werden, so daß das Kopfende und das Fußende eines Bettes gleichmäßig auf- oder abbewegt werden. Am Kopf- und am Fußende ist jedes Bett mit zwei vertikalen Bettsäulen 11, 12 ausgestattet, die in den Eckbereichen montiert sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jede vertikale Bettsäule 11, 12 aus einem andeutungsweise dargestellten Hohlprofil, welches an den einander zugewandten Seiten offen ist. innerhalb jeder vertikalen Bettsäule 11, 12 ist eine Gewindespindel 13 eingesetzt, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel annähernd über die gesamte Länge bzw. Höhe der vertikalen Bettsäule 11,12 erstrecken kann.The drive units 10 shown in Figures 1-4 are mounted at the head and foot end of a hospital or nursing bed (not shown). The drive units 10 are identical in construction and are electrically wired together in such a way that they are preferably switched synchronously so that the head and foot ends of a bed are moved up or down evenly. At the head and foot ends, each bed is equipped with two vertical bed columns 11, 12 that are mounted in the corner areas. In the embodiment shown, each vertical bed column 11, 12 consists of a hollow profile (shown in outline) that is open on the sides facing each other. A threaded spindle 13 is inserted within each vertical bed column 11, 12, which in the embodiment shown can extend almost over the entire length or height of the vertical bed column 11, 12.
Die Gewindespindel 13 ist gegen Drehung gesichert. Auf jede Gewindespindel 13 ist eine hülsenförmige Spindeimutter 14 aufgesetzt. Beide Spindelmuttern stehen auf gleicher Höhe und demzufolge auch die beiden Spindeimuttern des Kopf- und des Fußteiies. Die Spindelmuttern 14 sind in einem Führungsgehäuse 15 drehbar gelagert. Dies erfolgt mittels Wälzlager in den beiden Endbereichen. Die beiden Führungsgehäuse 15 sind innerhalb jeder vertikalen Bettsäule 11, 12 geführt und können ausschließlich in Längsrichtung der vertikalen Bettsäulen 11 bzw. 12 bewegt werden. Jede Antriebseinheit 10 ist mit einem Getriebemotor 16 ausgerüstet, um die Spindelmuttern 14 anzutreiben, wenn die Getriebemotore des Kopf- und des Fußteiles synchron laufen, wird der nicht dargestellte Matratzenträger in horizontaler Lage auf- bzw. abbewegt, je nach Verdreh richtung des Abtriebszapfens des Getriebemotors 16. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die linken und rechten Führungsgehäuse 15 des Bettes durch ein Koppelmittel in Form einer Querstrebe 17 miteinander verbunden. Der Matratzenträger kann direkt oder indirekt mit den Stirnenden mit den beiden Querstreben 17 verbunden sein. Bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 erfolgt der gleichsinnige Antrieb der Spindelmuttern 14 des Kopf- bzw. des Fußteiles durch einen Rienemtrieb. Dazu sind auf den Abtriebszapfen 18 des Getriebemotors 16 zwei Riemenscheiben 19, 20 drehfest aufgekeilt. Auf jede Spindelmutter 16 ist eine weitere Riemenscheibe 21 drehfest aufgesetzt, die demzufolge die getriebene Scheibe des Riementriebes ist. Der Antrieb der Riemenscheiben 21 erfolgt durch die beiden Riemen 22, 23, die vorzugsweise Zahnriemen sind. WieThe threaded spindle 13 is secured against rotation. A sleeve-shaped spindle nut 14 is placed on each threaded spindle 13. Both spindle nuts are at the same height and so are the two spindle nuts of the head and foot sections. The spindle nuts 14 are rotatably mounted in a guide housing 15. This is done by means of roller bearings in the two end areas. The two guide housings 15 are guided within each vertical bed column 11, 12 and can only be moved in the longitudinal direction of the vertical bed columns 11 and 12. Each drive unit 10 is equipped with a gear motor 16 to drive the spindle nuts 14. When the gear motors of the head and foot sections run synchronously, the mattress support (not shown) is moved up or down in a horizontal position, depending on the direction of rotation of the output pin of the gear motor 16. In the embodiments shown, the left and right guide housings 15 of the bed are connected to one another by a coupling means in the form of a cross brace 17. The mattress support can be connected directly or indirectly to the two cross braces 17 at the front ends. In the design according to Figures 1 and 2, the spindle nuts 14 of the head and foot sections are driven in the same direction by a belt drive. For this purpose, two pulleys 19, 20 are wedged onto the output pin 18 of the gear motor 16 in a rotationally fixed manner. A further pulley 21 is mounted on each spindle nut 16 in a rotationally fixed manner, which is therefore the driven pulley of the belt drive. The pulleys 21 are driven by the two belts 22, 23, which are preferably toothed belts. As
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Beschreibung Blatt Description Sheet
die Figur 1 zeigt, stehen die Spindelmuttern des Kopf- und des Fußteiles in einem gewissen Höhenversatz, was sich aus den beiden Riemenscheiben 19, 20 ergibt. Die Führungsgehäuse 15 sind jedoch baugleich und stehen in gleicher Höhe. Im gezeichneten Ausführungsbeispiei sind die Riemenscheiben 19, 20, 21 im Durchmesser gleich. Es können jedoch auch Übersetzungen oder Untersetzungen erreicht werden, indem die Durchmesser der beiden antreibenden Riemenscheiben 19, 20 von denen der beiden getriebenen Riemenscheiben 21 abweichen.As Figure 1 shows, the spindle nuts of the head and foot sections are at a certain height offset, which results from the two pulleys 19, 20. The guide housings 15 are, however, identical in construction and are at the same height. In the example shown, the pulleys 19, 20, 21 are the same diameter. However, transmission or reduction ratios can also be achieved by making the diameters of the two driving pulleys 19, 20 different from those of the two driven pulleys 21.
Bei der Ausführung nach den Figuren 3 und 4 erfolgt der Antrieb der Spindelmuttern 14 anstelle eines Riementriebes über Schneckentriebe. Dazu ist der Getriebemotor 16 mit zwei Abtriebszapfen oder Abtriebswellen 24, 25 ausgestattet. Mittels Kupplungselementen 26 sind die Abtriebszapfen 24, 25 mit den Schnecken 27, 28 gekoppelt. Diese Schnecken stehen mit Schneckenrädern 29, 30 in Eingriff, die auf die Spindelmuttern 14 drehfest aufgezogen sind. Dieser Schneckentrieb bildet ein Untersetzungsgetriebe, so daß die lineare Geschwindigkeit der Spindelmuttern 14 bzw. der Führungsgehäuse 15 deutlich geringer ist als bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2.In the design according to Figures 3 and 4, the spindle nuts 14 are driven by worm drives instead of a belt drive. For this purpose, the gear motor 16 is equipped with two output pins or output shafts 24, 25. The output pins 24, 25 are coupled to the worms 27, 28 by means of coupling elements 26. These worms engage with worm gears 29, 30, which are mounted on the spindle nuts 14 in a rotationally fixed manner. This worm drive forms a reduction gear, so that the linear speed of the spindle nuts 14 or the guide housing 15 is significantly lower than in the design according to Figures 1 and 2.
Die Höhenverstelleinrichtung des Krankenhaus- oder Pflegebettes besteht im wesentlichen aus den vertikalen Bettsäulen 11, 12, den darin angeordneten Gewindespindeln 13, den Spindelmuttern 14 und den Getriebemotoren 16, 17, wobei die Verbindung zwischen den Getriebemotoren 16 und den Spindelmuttern 14 vielfältig sein kann. Demzufolge ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt, wesentlich ist die Anordnung der Gewindespindeln 13 innerhalb der vertikalen Bettsäulen 11,12 und die synchrone oder asynchrone Verfahrbarkeit der Spindelmuttern 14 mit den Antriebsgetriebemotoren 16. Die Schneckenräder 29, 30 sind aus Darstellungsgründen nur in der Figur 4 gezeichnet. Im Gegensatz zu der gezeichneten Ausführung könnte auch eine Umfangsfläche jeder Spindelmutter 14 eine Schneckenradverzahnung aufweisen, die mit der zugeordneten Schnecke 14 in Eingriff steht.The height adjustment device of the hospital or nursing bed consists essentially of the vertical bed columns 11, 12, the threaded spindles 13 arranged therein, the spindle nuts 14 and the gear motors 16, 17, whereby the connection between the gear motors 16 and the spindle nuts 14 can be varied. Consequently, the invention is not limited to the embodiments shown, what is important is the arrangement of the threaded spindles 13 within the vertical bed columns 11, 12 and the synchronous or asynchronous movement of the spindle nuts 14 with the drive gear motors 16. The worm gears 29, 30 are only shown in Figure 4 for illustration purposes. In contrast to the embodiment shown, a peripheral surface of each spindle nut 14 could also have a worm gear toothing that engages with the associated worm 14.
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