Die Erfindung betrifft eine Steighilfevorrichtung, insbe¬ sondere personengebundene Steighilfevorrichtung, welche einer Person erlauben soll, selbst senkrechte oder über- hängende Wände bzw. Decken problemlos zu besteigen oder zu überwinden.

Derartige Steighilfen sind zwar vielfach bekannt, jedoch in aller Regel an die spezielle Form des zu besteigenden Gegenstandes gebunden. Als Beispiel seien sich verkeilende Steigbügel zum Erklimmen von Telegrafenmasten oder Baum¬ stämmen genannt, die auf mechanischer Wirkung beruhen. Naturgemäss sind diese Arten von Steighilfen für Wände oder Überhänge nicht geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steighilfevorrichtung zu schaffen, die an Wänden, Decken oder dgl. Überhängen flexibel und unkompliziert eingesetzt und mit deren Hilfe Orte, die ohne aufwendige Hilfsgeräte für den Menschen nur schwer bzw. gar nicht zugänglich sind, erreichbar gemacht werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Steighilfevomchtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst .

Demnach weist die Steighilfevorrichtung mehrere, vorzugsweise vier an jeweils einer Gliedmasse der Person anzubringende Saugmodule auf, die unter Vakuumbeauf¬ schlagung mit der Wand lösbar zu verbinden sind. Dazu sind die Saugmodule mit einer tragbaren oder externen Vakuumer¬ zeugungseinrichtung verbunden, mittels derer die Saugmodule mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Um ein definiertes Ablösen und Wiederansaugen der Saugmodule an der zu be¬ steigenden Wand zu erreichen, sind die Vakuum-Erzeu¬ gungseinrichtung und die Saugmodule mit einer Steuerung verbunden, mit der die Saugmodule zeitlich definiert mit Unterdruck beaufschlagt werden.

Unter "zeitlich definiert" ist hierbei zu verstehen, dass die Saugmodule entweder durch eine individuell gesteuerte Auslösung, seitens der die Steighilfevomchtung benutzen- den Person, oder automatisch nach einem vorgegebenen Zeitmuster hinsichtlich der Vakuumbeaufschlagung ange¬ steuert werden. Dabei muss gewährleistet sein, dass jederzeit so viele der verschiedenen Saugmodule Halt an der zu besteigenden Wand haben, dass eine Absturzgefahrdung auszuschliessen ist.

Die erforderliche Haltekraft hierfür wird von der Steuereinheit berechnet . Entsprechend wird der Unterdruck an den Saugmodulen angepasst. Die Saugmodule sind ferner, um sehr hohe Haltekräfte an einer Wand aufnehmen zu können halbkreis- bis muschelartig ausgebildet. Dadurch wird bei entsprechender Anordnung der Haltegriffe eine optimale Kraftverteilung erreicht, so dass diese nicht von der Wand abrutschen, abkippen oder abgehebelt werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 eine perspektivische, schematische Darstellung einer die Steighilfevorrichtung benutzenden Person beim Besteigen einer Wand;

Figur 2 eine Draufsicht auf ein Saugmodul der Steighil- fevorrichtung;

Figur 3 eine Seitenansicht des Saugmoduls gemäß Figur 2 ;

Figur 4 ein Blockschaltbild der pneumatischen Steuerung der Steighilfevorrichtung;

Figur 5 ein Blockschaltbild einer elektronischen Regelung einer Steuereinheit .

Figur 1 zeigt die personengebundene Steighilfevorrichtung in Aktion, wobei deren Hauptkomponenten zu erkennen sind. Dabei sind vier gleichartige Saugmodule 1.1, bis 1.4, jeweils den beiden Händen 2, 3 und Füssen 4, 5 einer Person 6 zugeordnet. Auf dem Rücken der Person ist eine Druck¬ luftflasche 7 erkennbar, die das Herzstück einer noch näher zu erläuternden Vakuum-Erzeugungseinrichtung enthält. Die Druckluft aus der Flasche 7 wird über zwei Druckluft¬ leitungen 8, 9 zu zwei Verzweigungsstücken 10 geleitet, von denen aus jeweils über Druckluftzweigleitungen 11, 12, 13, 14 die einzelnen Saugmodule 1.1 bis 1.4 mit Druckluft versorgt werden. Ferner ist eine zentrale Spannungs- Versorgung in Form eines Akkumulatorenpacks 15 vorgesehen, das beispielsweise am Gürtel 16 der Person 6 zu befestigen ist. Vom Akkumulatorenpack 15 laufen elektrische Versor¬ gungsleitungen 18 zu den einzelnen Saugmodulen 1, um die dort untergebrachten elektronischen Komponenten mit Energie

zu versorgen. Mit den elektrischen Versorgungsleitungen 18 ist auch eine BUS-Leitung 19 zu einem Steuer- und Versor- gangskabel 17 kombiniert, mit der die Mikroprozessor¬ gestützten Steuereinheiten 20 (Fig. 5) gekoppelt sind. Die BUS-Leitung 19 ist dabei parallel durch alle Steuereinheiten 20 durchgeschleift.

Anhand der Figuren 2 und 3 ist ein möglicher Aufbau der Saugmodule am Beispiel des Saugmodules 1.1 für eine Hand 2, 3 aufgezeigt. Eine teilkreisringförmige Vakuumkammer 21, ist zu einer Wand 22, bzw. zur Unterseite des Saugmoduls 1.1 hin offen ausgestaltet. Die Offenseite 23 der Vakuumkammer 21 ist von einer sehr weichelastischen Dichtlippe 24 umgeben, so dass ein genügender Unterdruck innerhalb der Vakuumkammer 21 auch bei verschiedenen Untergründen wie Beton, Kalksandstein mit Mörtelfugen, Rauhputz, Fassadenplatten oder Holz erreicht wird. Grundsätzliche Beispiele für solche mit Unterdruck arbeitende Halteeinrichtungen sind der DE 27 23 616 B2 bzw. DE 41 25 889 Cl entnehmbar, wobei diese jedoch statische Halteeinrichtungen sind, die einen völlig anderen Gegenstand aufzeigen.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass die Dichtlippe 24 aus mehreren einzelnen ggfs. nebeneinander angeordneten Dichtlippen bestehen kann.

Dabei sind die einzelnen Dichtlippen, welche die Dichtlippe 24 bilden ggfs. von unterschiedlicher Höhe und/oder von unterschiedlichem Material . Es können hier harte bis sehr weiche Materialien verwendet werden, welche ein univer¬ selles Haften auf jeglichen Untergründen gewährleistet.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, daß auch eine unterschiedliche Höhe einzelner Dichtlippen ausgebildet sein kann, um beispielsweise ein Ansaugen der Saugmodule zu erleichtern. Im äußeren Bereich, wird eine etwas höher

ausgebildete weiche Dichtlippe verwendet, welche sehr schnell eine Abdichtung und damit einen Unterdruck erzeugt. Die ggfs. nach innen anschliessenden Dichtlippen aus härteren Materialien dienen dazu, um eine weitere Abdich- tungsstufe, ggfs. bei glatteren Oberflächen zu bilden. Derartige Dichtlippen sollen leicht austauschbar sein, um diese ggfs. nach Verschleiss auszutauschen. Dies soll ebenfalls vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.

Der Vakuumkammer 21 ist ein zentrales Technikmodul 25 zugeordnet, worin die pneumatischen und elektronischen Steuerelemente, wie sie anhand der Figuren 4 und 5 noch näher erläutert werden, untergebracht sind. Auf dem Technikmodul 25 sitzt das eigentliche Zugriffsteil 26, welches einen Handgriff 27 zum Ergreifen des Saugmoduls 1.1 mit der Hand aufweist, wie es die Figuren 2 und 3 zeigen. Etwaige Sicherungsschlaufen im Bereich des Handgriffes 27 sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Die Saugmodule 1.3 und 1.4 für die Füsse 4, 5 der Person 6 weisen statt des Handgriffes 27 eine nicht näher dargestellte Trittschale auf, in der die Füsse 4, 5 durch entsprechende Riemenverschlüsse gehalten sind. Ansonsten stimmen die Saugmodule 1.1, 1.2 bzw. 1.3, 1.4 hinsichtlich der pneumatischen und elektronischen Steuerung sowie ihrer Wirkungsweise überein.

Am oberen Ende des Zugriffsteils 26 ist ferner eine Anzeigeeinheit 28 mit Leuchtdioden 29 angeordnet, die an blickgünstiger Stelle Aufschluss über den Betriebszustand des jeweiligen Saugmoduls 1 geben. Sie dienen ferner zur Ausgabe von Fehlercodes.

Am unteren Ende des Zugriffssteils 26 münden die Druckluftzweigleitung 11 bis 14 sowie das Steuer- und

Versorgungskabel 17 mit der elektrischen Versorgungsleitung

18 und der BUS-Leitung 19 in die entsprechenden Saugmodule 1.1. bis 1.4 ein.

Der pneumatische Aufbau der Saugmodule 1.1 bis 1.4 und der Vakuum-Erzeugungseinrichtung wird in Figur 4 erläutert. Dort ist wiederum die Druckluftflasche 7 oder ggfs. ein tragbarer Kompressor oder Turbine mit den Druckluft¬ leitungen 8, 9, den Verzweigungsstücken 10 und den Druck- luftzweigleitungen 11 bis 14 schematisch angedeutet.

Wie anhand des in Fig. 4 gezeigten Saugmoduls 1.1 zu erläutern ist, beruht die Vakuumbeaufschlagung der Vakuum¬ kammer 21 auf dem Wasserstrahlpumpenprinzip, bei dem die Druckluftzweigleitung 11 in eine sogenannte Ejektor-Düse 30 eimnündet, die einen Druckluftausgang 31 und einen Sauganschluss 32 aufweist. Durch das Durchströmen der Luft durch die Ejektor-Düse 30 wird am Sauganschluss 32 ein Unterdruck erzeugt. Der Sauganschluss 32 ist über eine Verbindungsleitung 33 mit der Vakuumkammer 21 verbunden, so dass in letzterer ein Vakuum zu erzeugen ist .

Zur Steuerung der Vakuumbeaufschlagung ist einerseits ein Magnetventil 34 in der Zuleitung 35 zur Ejektor-Düse 30, sowie ein Regelschaltventil 36 in der Verbindungsleitung 33 eingesetzt. Beide Ventile sind mit der Steuereinheit 20 verbunden, welche über entsprechende Treiber die Ventile 34, 36 nach einem entsprechenden Betriebsschema regelt, öffnet oder schliesst.

Bevorzugt wird das Magnetventil 34 zur Steuerung und Regelung der Ejektordüse 30 verwendet. Nach vorheriger Abzweigung aus der Druckluftzweigleitung 11 wird das Magnet-Abzweigventil 38 direkt zum Fluten der Vakuumkammer 21 während des Ablösens des Saugmoduls verwendet.

Wenn beispielsweise in der Vakuumkammer 21 ein Unterdruck erzeugt werden soll, wird das Magnetventil 34 geöffnet, so

dass sich am Sauganschluss 32 ein Unterdruck aufbaut. Anschliessend kann das Regelschaltventil 36 geöffnet und die Vakuumkammer 21 abgesaugt werden. Der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 wird dabei über einen Drucksensor 37 erfasst, welcher mit der Steuereinheit 20 verbunden ist. Diese kann das Magnetventil 34 und das Regelschaltventil 36 schliessen, wenn der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 beispielsweise bei einem besonders glatten Untergrund dauerhaft aufrechterhalten wird, ohne dass ständig aus der Vakuumkammer 21 abgepumpt werden müsste. Dies spart Druckluft .

Um ein Ablösen des Saugmoduls 1.1 vom Untergrund zu ermöglichen, ist im pneumatischen Schaltkreis ein Magnet- Abzweigventil 38 in die Zuleitung 35 eingesetzt, von welchem eine Abzweigleitung 39 zur Vakuumkammer 21 führt. Das Magnet-Abzweigventil 38 ist wiederum mit der Steuereinheit 20 gekoppelt, die eingangsseitig mit einem Ablöseschalter 40 verbunden ist. Dieser ist am Zugriffsteil 26 des Saugmoduls 1.1 angeordnet. Er wird durch die vom Benutzer erzeugte Aufwärtsbewegung betätigt. Dies geschieht durch die Messung und Auswertung der mechanischen Ablöseelemente durch die Steuereinheit 20. Wird der Ablöseschalter 40 gedrückt, wird die Abzweigleitung 39 durch Öffnen des Magnet-Abzweigventils 38 kurz mit Druckluft aus der Zuleitung 35 versorgt. Der Unterdruck in der Vakuumkammer 21 wird schlagartig abgebaut. Damit wird das entsprechende Saugmodul frei und kann vom Untergrund abgehoben werden.

Ferner ist auch hier denkbar, dass die Vakuumkammer 21 mit einem Ventil versehen sein kann, welches geöffnet wird, um Luft nach innen zu bringen, um den Unterdruck abzubauen und das Saugmodul 1 von der Wand 22 zu lösen. Somit kann auch der Verbrauch von Druckluft reduziert werden.

Der elektronische Steuerungsteil der erfindungsgemässen Steighilfevorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Es ist wiederum im Detail lediglich die Steuereinheit 20 des der linken Hand 2 zugeordneten Saugmoduls 1.1 dargestellt. Die anderen Steuereinheiten 20 sind entsprechend aufgebaut.

Die Steuereinheit 20 wird von einem Mikroprozessor 41 beispislweise des Typs UP 80 535 gesteuert. Dieser ist mit einer Kopplung 42, insbesondere I/O-Kopplung oder i ² C-Bus Kopplung über die BUS-Leitung 19 mit den Mikroprozessoren der anderen Steuereinheiten 20 gekoppelt. Die elektrische Versorgungsleitung 18 vom Akkumulatorenpack 15 ist ebenfalls in Fig. 5 angedeutet.

Wie aus dem Blockschaltbild gemäss Fig. 5 deutlich wird, ist der Mikroprozessor 41 mit einem Tastsensor 43 verbunden, mit dem die Steuereinheit 20 ermittelt, ob das jeweilige Saugmodul 1 auf der Wand 22 sitzt. Nur dann ist eine Unterdruckbeaufschlagung der Vakuumkammer 21 sinnvoll.

In Figur 5 ist ferner der Ablöseschalter 40, der Drucksensor 37 und eine Programmspeichereinheit 44 erkennbar, in der ein entsprechendes Steuerprogramm abgespeichert ist. Die Anzeigeeinheit 28 wird auch vom Mikroprozessor 41 angesteuert.

Die Programmspeichereinheit 44 erfüllt mit ihrem Steuerprogramm verschiedene, in Fig. 5 durch einen eigenen Block 45 angedeutete Sicherungsfunktionen, nämlich die Kopplung der Vakuumbeaufschlagung der einzelnen Saugmodule 1, die gewährleisten muss, dass nicht gleichzeitig zu viele Vakuumkammern 21 der einzelnen Saugmodule 1 belüftet werden. Weiterhin wird bei festsitzendem Saugmodul 1 über den Drucksensor 37 der jeweilige Unterdruck erfasst und bei einem Absinken ein entsprechendes Warnsignal erzeugt und an der Anzeigeeinheit 28 dargestellt. Ferner ist die Mikropro- zessorsteuerung so ausgelegt, dass bei einem Ausfall der

Energieversorgung oder einem Kabelbruch ein Default-Zustand angenommen wird, so dass dann eine Unterdruckbeaufschlagung aller noch intakten Vakuumkammern 21 gewährleistet ist. Das bedeutet, dass die Abzweigleitung 39 vom Magnet- Abzweigventil 38 geschlossen und die Ventile 34, 36 geöffnet werden. Das Steuerprogramm übernimmt ferner das Energiemanagement angedeutet durch den Block 46. D.h. es überwacht den Inhalt von Druckluftflasche und Akkumulator.

Das Zusammenspiel der pneumatischen und elektronischen Steuerungen der einzelnen Saugmodule soll im folgenden kurz dargestellt werden:

Ausgehend von einem Zustand, in dem alle vier Saugmodule 1.1 bis 1.4 durch Unterdruckwirkung an der Wand 22 festhalten, betätigt die Person 6 den Ablöseschalter 40 am Saugmodul 1.1. Die Steuerung öffnet kurz die Abzweigleitung 39 mit Hilfe des Magnet-Abzweigventils 38 und die Vakuumkammer 21 im Saugmodul 1.1 wird zeitlich begrenzt belüftet. Gleichzeitig wird das Magnetventil 34 im Saugmodul 1.1 geschlossen. Sobald letzteres an einem höheren Ort der Wand 22 wieder auf den Untergrund aufgesetzt wird, wird das Aufsetzen vom Tastsensor 43 erkannt und das Magnetventil 34 wieder geöffnet. In der Vakuumkammer 21 wird ein Unterdruck gebildet, der vom Drucksensor 37 überwacht wird. Sobald dieser meldet, dass genügend Unterdruck für eine sichere Befestigung des Saugmoduls 1.1 vorhanden ist, kann die Steuerung das Saugmodul 1.3 am rechten Fuss der Person 6 automatisch ablösen, indem das entsprechende Magnet-Abzweigventil 38 geöffnet wird.

Es spielt sich derselbe Steuerungsvorgang wie soeben beschrieben ab, bis das Saugmodul 1.3 wieder an einem höheren Ort an der Wand 22 festsetzt. Durch zyklische oder periodische Ansteuerung der einzelnen Saugmodule 1.1 bis 1.4 kann die Person 6 auf diese Weise Saugmodul für

Saugmodul immer weiter nach oben setzen und die Wand 22 erklimmen.

Ferner soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein, dass jedem Saugmodul 1 ein Sensor zum Ermitteln eines Neigungswinkels zugeordnet ist. Dieser erkennt, ob beispielsweise ein Saugmodul 1 an einer Wand, Decke oder Boden anliegt. Liegt das Saugmodu 1 auf einem Boden waagrecht auf, so wird kein Unterdruck erzeugt.

Zusammenfassend kann mit Hilfe der erfindungsgemässen Steighilfevorrichtung gerade unter zeitkritischen Aspekten, wie beispielsweise zur Rettung von Menschenleben bei Rettungseinsätzen, Bergungs- oder Befreiungsaktionen mit grossem Vorteil gearbeitet werden. Die Steighilfe ermöglicht zusätzlich die Annahme einer statischen Arbeits¬ haltung mit nahezu uneingeschränkter Armfreiheit, welche es erlaubt, auch umfangreichere Arbeiten mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes durchzuführen. Aus Sicherheits- gründen wird dabei eine kontinuierliche Druckerfassung mit diversen Alarmfunktionen kombiniert, die einerseits zur Steuerung des Gerätes und andererseits zur Information des Benutzers verwendet werden.

Aufgrund seiner optimalen Energieausnutzung ist die Steighilfevorrichtung energetisch autonom und für den Menschen tragbar auszuführen.

Vom vorliegenden Erfindungsgedanken soll auch umfasst sein, daß anstatt einer Flasche 7 ein externer Anschluss die einzelnen Saugmodule mit Unterdruck oder Überdruck versorgt. Dies kann beispielsweise mittels eines einfachen Schlauches geschehen, welcher von einem Ort aus der Steighilfeeinrichtung zugeführt wird.

Vom mechanischen Aufbau ist ferner darauf hinzuweisen, dass die Saugmodule 1 so gestaltet werden können, dass die

Oberfläche des Untergrundes durch die Unterdruckbeauf¬ schlagung nicht beschädigt wird.