DE1217023B

DE1217023B - Backrest adjustment device for hospital beds

Info

Publication number: DE1217023B
Application number: DEA42737A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Kuehl
Original assignee: Arnold L & C
Current assignee: Arnold L & C
Priority date: 1963-03-28
Filing date: 1963-03-28
Publication date: 1966-05-18

Description

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.Backrest Adjustment Device for Hospital Beds The invention relates to a backrest adjustment device for hospital beds, one with the backrest articulated rack with a spur gear mounted under the mattress and combs the engine to be operated from the side of the bed.

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. A known device of this type works with a worm and worm wheel as an engine. Both with this type of drive and with the known application a screw spindle as a drive due to the inherently desirable self-locking 50 to 70 per cent of the drive energy expended was lost. There are 80 to 100 crank turns required to adjust the backrest by an angle of about 700. Intended to the patient can make the adjustment himself, especially when lying down, the reasonable application of force is 2 to 3 kg with a crank arm of 10 cm.

Die bisher erreichten Wirkungsgrade bewegen sich dementsprechend um etwa 100/o.The efficiencies achieved so far are changing accordingly about 100 / o.

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. With the backrest adjustment device according to the invention these shortcomings eliminated by the fact that the engine from a squat There is spur gear, which in a known manner via a flexible shaft is actuatable. If the reduction is selected accordingly large, self-locking occurs a, whereby because of the very low tooth loss on spur gears an efficiency of 0.7 to 0.8 can be proven.

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. A particularly advantageous embodiment of the invention results if the reduction ratio is not yet self-locking of about 1: 5, which still allows very pleasing gear dimensions and about requires only 16 turns of the crank in the drive, preferably on the flexible one Actuating shaft, a self-locking brake in both directions of rotation known type is switched on.

Es liegt in der Natur der Sache, daß das Aufrichten jeder Rückenlehne dem darauf ruhenden Patien ten mehr Kraftaufwand abverlangt als das Absenken. It is in the nature of things that the straightening of every backrest The patient resting on it requires more effort than lowering.

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.The rack is driven by a spur gear according to the invention opens the way to a further advantageous embodiment of the invention in such a way that that a store of energy is inserted, which compensates for the expenditure of force Cranking up and down the backrest brings with it, in such a way, that a spring is connected to the engine in such a way that it moves downwards the backrest is stretched.

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. The rack running freely over the spur gear rolling on it reacts to the spring tension immediately and in a straight line, i.e. practically without losses In this way, an efficiency of about 70% can be achieved without the expenditure of force exceeds a torque of 0.25 kpm on the crank. - With one without any mechanical drive, i.e. the bed backrest that can only be adjusted by hand, which can be locked in several positions by means of a pin is a tension spring acting directly on the backrest frame is known. This feather but only serves to balance the weight. Would she have so much tension that when Lowering the backrest would allow enough energy to be stored in it when Raising the backrest by hand to give noticeable support so could the patient after disengaging the pin through the backrest snap forward be seriously injured.

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. According to a further embodiment of the invention, it is axially parallel A helical spring is arranged under the rack, the bed head end on the engine housing and at the end of the bed foot engages a downwardly rigidly protruding arm of the rack.

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. To the efficiency of the device according to the invention even further to increase, namely a possible jamming of the rack in its two bushing bearings in the engine housing, which can be pivoted around a horizontal transverse axis on the mattress frame On the one hand, the pivot axis on the engine housing is to be largely switched off and on the other hand, the point of application of the helical spring on the rack in such a way Arranged in relation to each other that the articulated in the rack axis on the Backrest swivel arm acting on the pressure force due to the distance between the rack axis exerted lever arm given by the engine housing pivot axis moment approximately the same, but opposite to that of the coil spring axis on the Point of application of the spring on the rack tensile force acting on the distance caused by the spring this point of application given by the rack axis lever arm moment exerted is.

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. An embodiment of the invention is based on the A b b. 1 to 3, namely shows A b b. 1 the backrest adjustment device in the upright, in the bedstead longitudinal device, center section, Fig. 2 a section according to line A-B of Fig. 1 and Fig. 3, a section along line CD of Fig. 1 with Actuating shaft guided to the drive crank.

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. The near its free end by means of horizontal cross bolts 1 on the Inside of the longitudinal bars of the tubular mattress frame, which is triangular in cross-section 2 pivotably mounted legs 3 of the U-shaped backrest tubular frame are connected to one another by a downwardly bent, welded tubular bracket 4, from the center of which a forked arm 5 protrudes rigidly downwards. At this is means horizontal cross bolt 6, the head end of a in the longitudinal direction of the bed hinged to the end of the bed extending rack 7, which has a spur gear housing 8 in the front bearing 9 and the rear bearing 10 passes through. The rack 7 has a circular cross-section with serration on its top. The engine casing 8 is above the rear bearing 10 by means of horizontal cross bolts 11 on two arms 12 hinged, the rigid downward, from the middle area of a downwardly bent, on both longitudinal bars of the tubular mattress frame 2 welded tube bracket 13 from stand.

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. One extending across the rack 7, on both sides in the The shaft 14 mounted on the engine housing 8 carries a shaft 14 which meshes with the rack 7 Pinion 15 and next to it a larger spur gear 16, which in turn has a reduction ratio 1: 5 with one further up in the engine housing 8 on one also on both sides in this mounted cross shaft 17 seated pinion 18 meshes. The shaft 17 protrudes at both ends from the housing 8 with optional connection for a flexible or from actuating shaft composed of individual cardanically interconnected pieces out. In the illustrated embodiment it is provided that in bed lying patient grabs the drive crank with his right hand. The after the right bed longitudinal side protruding end of the shaft 17 is by means of coupling 19 a flexible shaft 20 connected via a further coupling 21 to the bearing the actuating crank 22 leads. This camp sits in a sloping downward direction the outside rigidly protruding from the mattress frame longitudinal spar eye 23 and contains one connected at the bottom with the coupling 21 and at the top with keyways 24 for releasable attachment the crank 22 provided pin 25. The bearing itself, which by means of flange 26 on is screwed to the eye 23, is effective as a standstill brake in both directions of rotation formed, for example, on the operating crank of a lowerable Motor vehicle window is applied where it is also self-locking Drive matters.

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.In the cylindrical bearing housing 27 is a Coil spring such Diameter housed that their turns in the rest state under tension against the inner wall of the housing 27 press.

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.The ends of the turns on both sides are angled inwards and stand alternately with two attached to the correspondingly subdivided pin 25 Tentacles in engagement, so that the pin 25 and thus on the shaft 20 the whole gear drive is braked self-locking. If the crank 22 is right or turned to the left, the coil spring is activated by the respective Sense of rotation associated tentacles at the corresponding angled end of the spring coils wound up so far that it no longer touches the housing wall and thereby the Pin 25 granted free run until the crank stops turning and the The contracted spring coils expand again and brake against the housing wall place.

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. Under the front rack bearing 9 protrudes from the engine housing 8 an arm 28 downwards, on which the front end of an axially parallel under the rack 7 extending coil spring 29 engages, the other end at one of the rear end the rack 7 downwardly extending arm 30 is attached.

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.When lowering the backrest, i.e. when extending the rack 7 to the rear, energy is stored by the corresponding tension of the helical spring 29, when the backrest is swiveled up, i.e. when the rack is extended 7 forward, makes it usable, i.e. too much for the patient when turning the crank 22 Saves effort.

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. To the rack 7 as much as possible from jamming in their to keep both housing bearings 9, 10 free, the distance b (A b b. 1) of the axis of the cross pin 11 from the axis of the rack 7 in relation to the distance c of Axis of the coil spring 29 from the axis of the rack 7 so dimensioned that at 900 position of the rack axis to that through the axes of the cross bolts 1 and 6 The following moments occur in the imaginary plane, where pz is the rack force and pf is the spring force and therefore at a distance s from the centers of the two rack bearings 9, 10 in the front bearing 9 the force p, downwards and the force pz, upwards, against it in the rear bearing 10 the force pz, downwards and the force p>, upwards act: Torque = Pz b counter-clockwise counter-torque MZ = pz, sim clockwise torque = pf c counterclockwise counter-torque Mf = ps, s counterclockwise and itself the jamming of the rack 7 excluding compensation through fulfillment the following equation gives: S = Pzb = PfC.

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. Instead of the rigid transmission link in the form of a rack 7 could be the force to move the backrest 3 from the shaft 14 to the pivot point 6 can also be transmitted by a non-rigid transfer element, for example by a slidably guided endless roller chain, which is from the shaft 14 via a The ring gear is set in motion and connected to point 6 at one point is.

Claims

Claims: 1. Backrest adjustment device for hospital beds, in which one with the backrest articulated rack with a spur gear an engine that is stored under the mattress and can be operated from the side of the bed combs, characterized in that the engine consists of a reduced spur gear gear (15, 16, 18) consists in a known manner via a flexible Shaft can be actuated.

2. Backrest adjustment device according to claim 1, characterized in that that in the drive, if it has a reduction ratio that is not yet self-locking has a self-locking brake of a type known per se in both directions of rotation, is preferably switched on on the flexible actuating shaft (20).

3. backrest adjustment device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that a spring is connected to the engine in such a way that it is at the downward movement of the backrest (3) is tensioned in a manner known per se.

4. Backrest adjustment device according to one of claims 1 to 3, characterized in that axially parallel under the rack (7) a coil spring (29) is arranged, the bed head end side on the engine housing (8) and bed foot end side engages on an arm (30) of the rack (7) that protrudes rigidly downwards.

5. Backrest adjustment device according to one of claims 1 to 4 with the engine housing pivoted about a horizontal transverse axis on the mattress frame, characterized in that on the one hand the pivot axis (11) on the engine housing (8) and on the other hand the point of application of the helical spring (29) on the rack (7) are arranged with respect to each other in such a way that the one in the rack axis on the articulated backrest pivot arm (4, 5) acting pressure force (pz) on the by the distance between the rack axis and the engine housing swivel axis (11) given lever arm (b) exerted moment (M1) approximately the same but in opposite directions that of the one in the helical spring axis to the point of application of the spring on the rack (7) acting tensile force (pf) at the by the distance of this point of application from moment (Mf) given the lever arm (c) given on the rack axis.

Publications considered: Swiss patent specification No. 149 563; U.S. Patent No. 1708236.