Fahrzeug zum Befahren horizontaler und geneigter Flächen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug zum Befahren horizontaler und geneigter Flächen, das u. a. als Kranken-bzw. Invalidenwagen bzw.
Rollstuhl dient, der ohne zusätzliche Bedienungsperson auch Treppen und einzelne Schwellen überwin- , den kann. Die Erfindung ist dadurch , gekennzeichnet, dass das einen Sitz tragende Fahrgestell einen hierzu achsparallelen Riementrieb zu seinem Hilfsantrieb aufweist und dass es mit einer Einrichtung zum ge meinsamen Verschwenkem des Fahrgestells mit Sitz und Riementrieb gegenüber der Fahrbahn sowie, Mitteln zu seinem Hauptantrieb versehen ist.
Es wurden bisher bereits verschiedentlich Versuche unternommen, Rollstühle für diesen Zweck umzubauen, jedoch fanden diese Konstruktionen wegen ihrer Instabilität, ihres Gewichts, ihrer Kosten und ihres Aufwandes keine Anerkennung. Es ist bereits eine Lösung bekannt, die nach dem sogenannten +FlipWFlo-Rad "Dzip arbeitet, wonach an den Armen eines mittig angeordneten und gelagerten Armsterns drei Räder befestigt sind. Bei fortschrei tendem Trap, perLstei$en berührt jedles tder Räder eine Stufe, während die anderen in einem Bogen über dieses Rad bewegt werden und an den nächsten Stufen angreifen.
Dies ergibt für den Insassen des Fahrzeuges eine Schaukelbewegung (Wellenbewegung) in der Form einer nach vorn gerichteten Stampf-oder Stossbewegung, da die Armsternwelle in einem Bogen um die Welle des gerade auf der Stufe aufstehende, Rades bewegt werden muss. Dias ist jedoch hinsichtlich der Stabilität nicht tragbar.
Eine andere bekannte Bauart verwendet Riemen.
Natürlich sind die Riemen in ihrer Länge begrenzt, da sie vom Boden abgehoben sein müssen, wenn der Rollstuhl auf einer waagerechten Ebene fährt. Bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch der Schwerpunkt des besetzten Stuhles an einer stabilitätsmässig ungünstigen Stelle für das Treppenbefahren angeordnet.
Abgesehen von der Stabilität ergab sich bei den beiden bekannten Konstruktionen, dass zuwenig beachtet wurde, dass das Überwinden einer einzelnen Schwelle etwas anderes ist als das einer Folge von Treppenstufen. Bei beiden Bauarten wurden einzelne oder auch aufeinanderfolgende Stufen in der gleichen Weise bezwungen, indem man sie rückwärts fahrend anging und dann vor dem Ersteigen gewisse Einstellungen am Rollstuhl vornahm. Diese Vorgänge und Verstellungen sind äusserst unerwünscht, da sie für den Insassen beim Befahren von Bodenschwellen in stark besuchten Strassen gefähdtich sein können.
Eine bekannte Konstruktion überwindet sowohl Schwellen als auch Stufen in Vorwärtsrichtung, womit zwar die Aufgabe gelöst ist, einzelne Schwellen zu überwinden. Bei dieser Konstruktion ist jedoch die Steuerungsfähigkeit mangelhaft, wenn der Rollstuhl wie gewöhnlich auf horizontalem Boden bewegt wird. Dies ergibt sich nämlich aus dem Umstand, dass der Rollstuhl, wenn er auf dem Boden steht, auf mehreren Rädergruppen ruht, die nur in einer Ebene umlaufen können. Ferner wird bei der letztgenannten Konstruktion übersehen, dass die Treppenstufentrittflächen meist die Stufenkante überlappen.
Ein allgemeiner Nachteil der bekannten Rollstühle, und zwar sowohl solcher, die Stufen überwin- den, als auch solcher, die dies nicht vermögen, besteht dann, dass ihre Sitzmasse grösstenteils von der Ausbildung des Fahrgestelles abhängen. Es ist bei ihnen daher schwierig, zur Erhöhung des Fahrkomforts die Sitzanordnung zu verändern. Darüber hinaus werden die meisten bekannten Rollstühle von den Händen des Insassen über kreisrunde, an den Laufrädem befestigte Treibschienen angetrieben.
Hiergegen lassen sich zwei Einwände erheben, und zwar können erstens die Hände von den Reifen her verschmutzt werden und zweitens die Handgelenke bei engen Räumen, z. B. Türeingängen od. dgl., gestossen und verletzt werden.
Bisher wurden alle tragbaren Rollstühle dadurch zusammengelegt, dass ihre beiden Seiten unter Verminderung ihrer Breite zusammengebracht wurden.
Dies bedeutet jedoch zweifellos einen Verlust an Steifigkeit. Dem soll auch durch die Erfindung abgeholfen werden.
Das eingangs beschriebene Fahrzeug kann ein Ersteigen von einzelnen Bodenschwellen in Vor wärtsrichtung durchführen, ohne dass der Rollstuhl für längere Verstellungen stillgesetzt werden muss.
Ferner kann ein wie üblich hengestellter Sitz irgendwelcher Ausmasse ohne wesentliche Verände- rungen auf das Fahrgestell aufgesetzt werden. Auch kann das Fahrzeug derart zusammenklappbar gestaltet sein, dass seine Steifigkeit im Betrieb darunter nicht zu leiden hat.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines solchen als Rollstuhl ausgebildeten Fahrzeuges, das auf den Zeichnungen dargestellt ist, und zwar zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht des Rollstuhles bei Einstellung für einen Betrieb in einer Horizontalebene ;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Rollstuhles bei Einstellung für einen Betrieb auf Treppenstufen ;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhles beim Überwinden einer einzelnen Bodenwelle in Vorwärtsfahrtrichtung ;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des rück- wärtigen Endes des Rollstuhles beim Überwinden einer Bodenschwelle ;
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhles am Anfang des Ersteigens bzw. am Ende des Absteigens von einer Treppe ;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhles beim Ersteigen oder Absteigen von einer Treppe ;
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhles kurz vor Erreichen oder kurz nach Absteigen von einer oberen Treppenplattform ;
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht des Rollstuhles auf einer Treppenplattform ;
Fig. 9 eine Vorderansicht des Rollstuhles mit dem Untergestell auf Horizontalbewegung eingestellt undi Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Rückansicht des Rollstuhles.
In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile.
Der erfindungsgemässe Rollstuhl hat einen Sitz 1 mit einer Rücklehne 2 und Fussrasten 3, die am Fahrgestell 4 befestigt sind, (Fig. 1). Das Fahrgestell 4 trägt ein Paar angetriebener Achsen 5, die jeweils ein Antriebsrad 6 halten und einen zurückziehbaren Unterwagen 7 mit Schwenkrollen 8. Jede angetriebene Achse 5 ist mit zwei Treibriemen 9 und 10 verbunden.
Wird der Rollstuhl in üblicher Weise benutzt, so läuft er auf den Räderpaaren 6 und 8 und wird mittels umlaufender Handkurbeln 11 angetrieben, die einzeln die linke und rechte Seite des Rollstuhles steuern und somit seine Lenkfähigkeit bewirken. Jede Kurbel treibt eine in der Armlehne 12 untergebrachte Welle an, deren Drehung über ein Kugelradgetriebe an der Stelle 13 auf eine Welle 14 im Fahrgestell 4 und von dort über ein Schneckengetriebe 15 auf die Achse 5 übertragen wird.
Jede angetriebene Achse 5 treibt wiederum einen Primärriemen 9 und einen Sekundärriemen 10, obgleich sich diese bei normaler Rollstuhlbenutzung wahlweise ausser Betrieb befinden können. Die Rie , m : en ; sal, eLb : en 9, A, sdnd vveseblhch kleiner al d2e Iaauf- räder 6 und somit ist ihre Umfangsgeschwindigkeit auch viel geringer als. diejenige der Laufräder 6. Infolgedessen besteht bei gegebener, auf die Handkurbeln wirkender Kraft eine bessere Übersetzung, wenn der Rollstuhl zum Klettern bzw. Aufwärtsfahren benutzt wird.
Wenn eine Hilfsperson den Rollstuhl schieben soll, können die Laufräder 6 von der Welle 5 mittels einer nicht gezeichneten Kupplung gelöst werden, so dass sie frei umlaufen. Werden die Laufräder 6 nicht von den Wellen 5 entkuppelt, so kann der Rollstuhl nicht frei laufen. Unebener Boden ist daher für den Insassen dieser Rollstuhlbauart auch bei Abwesenheit einer Hilfsperson nicht von Gefahr. Das dem so ist, hat seinen Grund darin, dass das Schneckengetriebe 15 selbsthemmend ist und daher für den vorliegenden Anwendungsfall ausserordentliche Eignung besitzt.
Der Unterwagen 7 besitzt zwei Arme 16, die an der Stelle 17 an dem Fahrgestell 4 angelenkt sind.
Die rückwärtigen Enden der Arme 16 tragen Schwenkrollen 8, während die gegenüberliegenden Enden mittels Lenkern 18 an Tragplatten 10'für die Sekundärriemen 10 angelenkt sind. Die Lenker 18 sind teleskopartig gestaltet und stehen unter einer Federspannung, die etwa 25mm Federweg zulässt, dessen Zweck nachstehend näher erläutert wird.
Die Relativstellung der Arme 16 in bezug auf das Fahrgestell 4 wird durch längsverstellbare Streben 19 gesteuert, die vorzugsweise von einem geschlossenen hydraulischen Kreis betätigt werden, der eine kleine Handpumpe 20 enthält. Diese Handpumpe 20 ist ständig mit einer der Handkurbeln 11 verbunden.
Unter normalen Laufbedingungen befindet sich der Hydraulikkreis in neutraler Stellung, weshalb dann von der Handpumpe auch kein hydraulischer Druck aufgebaut wird.
Jede Schwenkrolle 8 befindet sich unter Federspannung, so dass sie sich selbst mit dem zugehörigen Laufrad 6 ausrichtet, wenn der Rollstuhl gawichts- tenftastot wird. Dies ist erforderlich für die Rück- ziehmöglichkeit des Unterwagens 7 in dem Bereich zwischen den Riemen.
Zum Überwinden einzelner Schwellen ist ein freiumlaufender dritter Riementrieb 21 in der Nähe der Schwenkrollen 8 angeordnet. Dieser Riementrieb 21 wird zwischen zwei Querwellen 21A und 21B gehalten, die zwischen den Armen 16 (Fig. 10) befestigt sind.
Die Riemen zur Überwindung vom Steigungen können aus stahlbewehrten, gummierten Keilriemen bestehen, die mit Stollen besetzt sind, oder können auch mit Stollen besetzte Spezialketten sein. Die Pri märriemen 9 werden unmittelbar vom Fahrgestell 4 mittels Riemenscheiben 23, 24 und 24'gehalten, während die Sekundärriemen 10 an den Tragplatten 10'befestigt sind, die drehbar auf der Achse 5 angeordnet sind.
Jede Tragplatte 10'ist mit dem Unterwagen 7 über einen Lenker 18 verbunden. Wenn nun der Unterwagen 7 eingezogen ist, bildet der Sekundär-bzw.
Hilfsriementrieb 10 eine stabiliserende Verlängerung des Hauptriementriebes 9 (Fig. 2). Ist dagegen der Unterwagen 7 ausgefahren (Fig. 1), so wird der Hilfsriementrieb 10 leicht nach oben in Richtung des Fahrzeugs geneigt, um so einzelne Schwellen von bis zu etwa 20cm Höhe zu erklettern. Beide Riementriebe 9, 10 werden gemeinsam von den auf den Wellen 5 sitzenden Hauptriemenscheiben 9A angetrieben.
Die Riemen 9 sind über ihre Spannweite zwischen den Riemenscheiben 23 und 24 grösstenteils unabgestützt. Sie können wahlweise aber auch von einer nachgiebigen Platte oder von Rollen abgestützt werden. Auf diese Weise ergibt sich ein weiches Fahren während des tJberganges zwischen dem Befahren einer Treppe und eines Treppenabsatzes, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.
Während die bekannten Rollstühle so kontsruiert sind, das, man deren linke und rechte Seite zu Transjportzwecken dicht aneinanderklajppen kann, bildet bei der erfindungsgemùässen Ausführung des Rollstuhles jede Seite desselben eine eigene zusam- mentklappbare Einheit. Aui diese Weise bleibt die Querverbindung zjwischen der linken und der rechten Seite erhaltem und sichert eine grosso Steifigkeit.
Der erfindungsgemässe Rollstuhl wird dadurch zusammengelegt, dass zunächst der Unterwagen 7 durch Betätigung eines hydraulischen Steuerventils 28 bis innerhalb der von den Riementrieben 9 angegebenen Umfangsgrenzen eingezogen wird, (Fig. 2).
Sodann kann der Sitzteil durch Lösen eines Hebels 22 eingeklappt werden, der es dem Sitz 1, den Armlehnen 12 und der Rücklehne 2 gestattet, in überein stimmende Lage mit dem Fahrgestellglied 4 zusammenzufallen, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt ist.
Haupterfordernis eines üblichen Rollstuhles ist es, dass er entweder vom Insassen oder von einer hinter dem Rollstuhl gehenden Hilfsperson bewegt wird.
In normal aufgerichteter Stellung gemäss Fig. 1 und bei Noutralisierung das Antriebs kann der erfindungsgemässen Rollstehl von einer Hilfsperson mittels Handgnffe. n 25 vo'rwärtsbewegt wenden. Steht eine Hitfspeiscm nicht zur Verfügung, iSo kann der Insasse den Antrieb selbst bewerkstelligen und den Rollstuhl durch Antreiben der linken und rechten Handkurbel 11, dic, an den nlehnen 12 angebracht sind, in Bewegung setzen. Durch Bewegung der beiden Handkurbeln 11 einzeln oder in gegenläufiger Rich tung kann der Rollstuhl daher auch leicht gelenkt werden.
Es ist wichtig, dass Bordsteine oder Strassenschwellen ohne Unterbrechungen zwecks Verstellung des Rollstuhles, die den Insassen gefährden könnten, überwunden werden können. Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie dies bewerkstelligt wird.
Wenn der Rollstuhl nach vorn bewegt wird, sind die Riemen 10 lose gelagert und befinden sich ausser Eingriff mit dem Boden (oder können sogar entkup pelt, slein3, bis sie auf einen Bordstein 26 auftreffen.
Die Stollen der Riemen 10 berühren dann die Stufe des Bordsteins, heben das vordere Ende des Rollstuhles an und bringen diesen weiter nach vorne bis das Laufrad 6 auf die neue Höhe gelangt. Wenn das rückwärtige Ende des Rollstuhles die Schwelle erreicht, gelangt der geneigte Riemen 21 mit der Stufe in Eingriff und bleibt wegen seiner Freidrehbarkeit gegenüber dem Rollstuhl solange in dieser Stellung, bis sich der Rollstuhl soweit vorbewegt hat, dass die Schwenkrollen 8 auf die neue Höhe gelangen.
Um Treppen steigen zu können, wir der Rollstuhl an die Treppe soweit herangefahren, dass der Puffer 27 (Fig. 1) die erste Stufenkante berührt. Dann wird der Unterwagen 7 durch Bewegen des Hydraulikventils 28 in die Einzieh -Stellung eingezogen, wodurch bl von der Stütze 19 in den Flüssigkeitsbehälter strömt. Auf diese Weise kommt das rückwärtige Ende der Riemen 9 auf die Trittfläche der ersten Sbufe zm ruhlen. Währenddessen tra, gen die Riemen 10, obwohl sie sich mit dem Riemen 9 auszurichten versuchen, bei ihrer Berührung mit dem Erdboden genügend Last, um die Federn in den Lenkern 18 zusammenzudrücken und in guter Bodenpressung längs ihres ganzen Untertrums zu bleiben, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Dadurch erhält das Fahrzeug bei Beginn der Steigung eine gute Angriffsfähigkeit für seine Antriebsriemen. Wenn das Gewicht von den Schwenkrollen 8 auf die Riemen 9 übertragen wird, schnellen im übrigen die Schwenkrollen in die richtige Lage, um in das Fahrgestell eingezogen werden zu können.
Nun beginnt der Insasse, die Handkurbeln 11 rückwärts zu drehen, wobei der kombinierte Antrieb durch die Riemen 9 und 10 den Rollstuhl in eine Stellung entsprechend Fig. 6 steigen lassen. Der Antrieb selbst ist infolge des Schneckengetriebes 15 selbsthemmend, so dass der Rollstuhl, wenn der Insasse sich ausruhen will, nicht die Treppenstufen zurückläuft.
Wenn der Rollstuhl den oberen Treppenabsatz erreicht und sich die Schwenkrollen 8 (die zu diesem Zeitpunkt eingezogen sind) oberhalb der Fläche des Treppenabsatzes befinden, kann das Hydraulikventil 28 in die Ausfahrstellung bewegt werden, so dass der Unterwagen 7 nun langsam ausfährt, während der Rollstuhl zugleich die restlichen Stufen erklettert.
Das rückwärtige Ende des Rollstuhles wird dabei von den Rollen 8 gestützt, um ein Kippen zu verhindern, wenn der Schwerpunkt die höchste Stufenkante über- quert. Dieser Augenblick ist in Fig. 7 dargestellt.
Wenn der Rollstuhl seine Steigung beendet hat, ist er zu etwa zwei Drittel aufgerichtet und bei weiterer Fahrbewegung richtet er sich vollends auf. Ist diese Stellung erreicht, sO ! fühlt man, durch die Handkurbel 11, die die Pumpe steuert, einen Widerstand, und der Rollstuhlinsasse schwenkt daraufhin das Hydraulikventil 28 in seine neutrale Stellung zurück.
Zum Herabsteigen einer Reihe von Treppenstufen wird der Rollstuhl zunächst zu der Treppe ausgerichtet, um sicher zu gehen, dass die Schwenkrollen 8 für das Einziehen derselben richtig stehen. Der Insasse bringt dann den Rollstuhl in die in Fig. 8 gezeigte Stellung oder wenigstens soweit, dass die Lauf brader 6 gerade vom Boden frei sind. Während er darauf das Hydraulikventil 28 in der Einzieh -Stellung belässt, bewegt er den Rollstuhl über die Kante der oberen Trittfläche der Treppe. Dabei setzt der Unterwagen 7 seine Einrichtbewegung fort und verhindert so, dass der Rollstuhl nach vorne kippt.
Die geringe Durchfederung der Riemen 9 ermöglicht es, dass diese sich auf der nächsten Stufe aufsetzen, wenn der Schwerpunkt des Rollstuhls über die oberste Stufenkante bewegt wird. Zu dieser Zeit ist der Unterwagen nahezu völlig eingezogen und die stabili- sierenden Riemen 10 sind dabei, die dritte Stufe zu berühren und bewirken somit eine völlige Stabilität.
Die Stellung ist in Fig. 7 dargestellt. Im weiteren Verlauf erreicht der Rollstuhl die Stellung gemäss Fig. 6, bei der der Insasse an einer der Handkurbeln 11 einen Widerstand fühlt, der im anzeigt, dass der Unterwagen 7 völlig eingezogen ist. Er wird dann das Hydraulikventil 28 in seine neutrale Stellung bringen.
Wird dann die in Fig. 5 gezeigte Stellung erreicht, so wird das Hydraulikventil 28 so eingestellt, dass der Unterwagen 7 ausgefahren und der Antrieb in seine neutrale Stellung gebracht wird. Der Unterwagen wird anschliessend soweit in seine richtige Stellung ausgefahren, dass er den Rollstuhl von dem unteren Treppenabsatz in seine aufgerichtete Stellung bringt.
Nachdem vorstehend der wesentliche Aufbau des erfindungsgemässen Rollstuhles erläutert und beschrieben worden ist, seien noch einige besondere, beachtenswerte Punkte für die Ausführung eines solchen Rollstuhles angegeben :
Die Laufräder sollen bei neutraler Einstellung des Antriebs frei laufen. Mittels eines einfachen Hebels soll es möglich sein, die Laufräder und Riementriebe mit dem Antrieb zu kuppeln. Die Handkurbeln sollen so eingerichtet sein, dass mit ihnen die hydraulische Pumpe angetrieben wird, gleichgültig ob der Antrieb ein-oder ausgekuppelt ist. Die Hydraulikpumpe soll vorzugsweise mit dem Antrieb verbunden, jedoch normalerweise durch eine Öffnung in dem Steuerventil entlastet sein, um bei neutraler Einstellung des Hydraulikkreises Widerstände zu vermeiden.
Wahlweise sollen auch die Riemen von dem Antriebssystem abnehmbar sein, um für den Insassen unnötige Anstrengungen zu vermeiden.
Eine wahlweise Alternative zu der hydraulischen Einziebeinri. chturug beseht im. übrigen in einer mit dem Antrieb verbundenen, drehbaren Mutter, die mit einer an dem Glied 16 des Unterwagens 7 befestigten Spindel in Eingriff steht.
Eine Alternative für die Fortbewegungsmittel ist schliesslich eine an sich bekannte, zwei Motoren antreibende Batterie, wobei jeder Motor einer Fahrzeugseite anstelle der Handkurbeln angeordnet ist.
Der Rollstuhl wäre dann nicht nur für Gelähmte, sondern auch für Herz-oder Lungenkranke vorzüglich geeignet.