DE10018516C1 - Treppensteigvorrichtung - Google Patents
TreppensteigvorrichtungInfo
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Abstract
Eine Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle für Gehunfähige, mit einer Steigeinheit, einer mit der Steigeinheit verbundenen Griffeinheit, die einer Bedienperson die Handhabung der Treppensteigvorrichtung ermöglicht, einer Steuereinrichtung zum Steueren von Funktionen der Treppensteigeinrichtung, einer Sensoreinrichtung zum Erkennen einer drohenden Gefahr des Kippens der Treppensteigvorrichtung und einer auf ein Signal der Sensoreinrichtung hin bezüglich ihrer Abstützfunktion aktivierbaren Stützvorrichtung, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung einen Haltekraftsensor aufweist, der im Bereich der Griffeinheit angeordnet und dazu ausgelegt ist, die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen, und dass die Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die Stützvorrichtung zum Ausüben der Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des Haltekraftsensors in Abhängigkeit von der durch den Haltekraftsensor erfassten Haltekraft zu aktivieren.
Description
Die Erfindung betrifft eine Treppensteigvorrichtung und
insbesondere eine Treppensteigvorrichtung für Rollstühle für
Gehunfähige.
Aus der DE 37 13 564 C2 ist eine motorisch betriebene
Treppensteigvorrichtung bekannt, die dazu ausgelegt ist,
einen Rollstuhl mit einer darin sitzenden Person durch
lediglich eine Bedienperson hinauf oder hinab zu befördern.
Hierbei muss die Bedienperson den sich aus der gehunfähigen
Person, dem Rollstuhl und der Treppensteigvorrichtung
ergebenden Gesamtschwerpunkt ständig ausbalancieren. Bei dem
Steigvorgang erfolgt je nach verwendeter Antriebsvorrichtung
ein periodischer Lastwechsel von Stufe zu Stufe, der ständige
Korrekturen der Bedienperson erfordert. Zudem können durch
Schwerpunktsverlagerungen der in dem Rollstuhl sitzenden
Person Korrekturen der Schwerpunktslage erforderlich sein.
Würden derartige Korrekturen nicht korrekt durchgeführt,
könnte es zu kritischen Situationen kommen, bei denen die
Treppensteigvorrichtung zusammen mit dem Rollstuhl und dem
Rollstuhlinsassen zu kippen drohen.
In der DE 297 21 477 U1 wird eine Treppensteigvorrichtung
offenbart, die einen Neigunssensor und eine zusätzliche
Stützvorrichtung aufweist. Die Stützvorrichtung ist frei
schwenkbar an der Treppensteigvorrichtung gelagert und
während des gesamten Steigvorgangs in Berührung mit
mindestens einer Treppenstufe. Wenn bei dieser bekannten
Treppensteigvorrichtung der Neigungswinkelsensor einen
Neigungswinkel erkennt, bei dem die Treppensteigvorrichtung
zusammen mit der beförderten Last zu kippen droht, wird die
Stützvorrichtung gegenüber der Treppensteigvorrichtung
blockiert, so dass die freie Verschwenkbarkeit aufgehoben ist
und ein Abstützen der Treppensteigvorrichtung über die
Stützvorrichtung an der oder den Treppenstufen erfolgt.
Aus der WO 90/00997 A1 ist ein Rollstuhl mit einer motorisch
betriebenen Treppensteigvorrichtung, einem Neigungswinkel
sensor und einer Sicherheitseinrichtung bekannt. Sobald der
Neigungswinkelsensor einen Neigungswinkel erkennt, der größer
ist als ein vorbestimmter Neigungswinkel, wird die
Steigvorrichtung über die Sicherheitseinrichtung angehalten.
Auf dem hier relevanten technischen Gebiet gibt der
Neigungswinkel nicht zuverlässig Aufschluss über die
tatsächliche Kippgefahr einer Treppensteigvorrichtung.
Treppensteigvorrichtungen werden typischerweise mit
unterschiedlichen Lasten betrieben. Beispielsweise werden
Personen oder Gegenstände unterschiedlichen Gewichts
befördert. Zudem weisen die Lasten eine unterschiedliche
Schwerpunktsanordnung auf. So kann beispielsweise ein kleiner
Rollstuhl mit eng am Treppensteiger angeordneter Sitzfläche
oder ein großer Pflegerollstuhl mit weit vorn liegender
Sitzfläche betrieben werden. Eine weitere Veränderung der
Schwerpunktslage der aus der Treppensteigvorrichtung, dem
Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen gebildeten Einheit ergibt
sich zudem durch Bewegungen des Rollstuhlinsassen. Der für
eine sichere Handhabung der Treppensteigvorrichtung ideale
Neigungswinkel kann in der Praxis um Größenordnungen von bis
zu 15° variieren.
Eine zusätzliche Veränderung des Neigungswinkels ergibt sich
durch den Betrieb der Treppensteigvorrichtung, d. h. durch
Lastwechsel beim Umsetzen von einer auf die nächste Stufe
bzw. beim Durchlaufen einer exzentrischen Hubbewegung. Diese
mehr oder weniger zyklischen Veränderungen des
Neigungswinkels können in der Praxis größer als 10° sein.
Wird bei der aus der DE 297 21 477 U1 bekannten
Treppensteigvorrichtung ein bestimmter Neigungswinkel
gewählt, bei dessen Überschreiten die Stützvorrichtung zur
Ausübung ihrer Abstützfunktion aktiviert wird, so kann der
Fall eintreten, dass eine Aktivierung bereits erfolgt, obwohl
noch keine Kippgefahr bestand, beispielsweise dann, wenn eine
sehr leichte Person befördert wird.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem
besteht darin, eine Treppensteigvorrichtung bereit zu
stellen, die dazu in der Lage ist, eine Kippgefahr
zuverlässig zu erkennen.
Zur Lösung dieses technischen Problems wird erfindungsgemäß
eine Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle
für Gehunfähige, mit einer Steigeinheit, einer mit der
Steigeinheit verbundenen Griffeinheit, die einer Bedienperson
die Handhabung der Treppensteigvorrichtung ermöglicht, einer
Steuereinrichtung zum Steuern von Funktionen der
Treppensteigvorrichtung, einer Sensoreinrichtung zum Erkennen
einer drohenden Gefahr des Kippens der
Treppensteigvorrichtung und einer auf ein Signal der
Sensoreinrichtung hin bezüglich ihrer Abstützfunktion
aktivierbaren Stützvorrichtung bereit gestellt, bei der die
Sensoreinrichtung einen Haltekraftsensor aufweist, der im
Bereich der Griffeinheit angeordnet und dazu ausgelegt ist,
die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen, und bei der die
Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die
Stützvorrichtung zum Ausüben der Abstützfunktion als Reaktion
auf ein Signal des Haltekraftsensors in Abhängigkeit von der
durch den Haltekraftsensor erfassten Haltekraft zu
aktivieren.
Das durch die Erfindung verwirklichte Funktionsprinzip ist
dazu geeignet, die in der Praxis variierenden Einflussgrößen,
insbesondere unterschiedliche Lasten, unterschiedliche
Schwerpunktslagen und Lastwechsel, automatisch, d. h. ohne
veränderte Voreinstellungen, und zuverlässig zu kompensieren.
Die Treppensteigvorrichtung muss während des Steigvorgangs
ständig ausbalanciert werden, so dass sich die aus
Treppensteigvorrichtung, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse
gebildete Einheit möglichst im Gleichgewicht befindet. Je
weiter sich diese Einheit von einem idealen
Gleichgewichtszustand entfernt, desto größer muss die
Haltekraft der Bedienperson sein, um ein Kippen zu
verhindern. Wenn sich der Schwerpunkt der aus der
Steigvorrichtung, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen
gebildeten Einheit nicht exakt über der beispielsweise
radförmigen oder stelzenförmigen Stütze der
Treppensteigvorrichtung befindet, ergibt sich ein Kippmoment.
Um ein Kippen zu verhindern, leitet die Bedienperson eine
entsprechende Kraft in die Griffeinheit ein. Die Haltekraft
der Bedienperson ist somit ein direktes Maß für die
Kippgefahr.
Vorzugsweise wird die Haltekraft anhand eines Biegemoments
ermittelt. Durch geeignete Anordnung des Haltekraftsensors,
wie sie beispielsweise in den Unteransprüchen beschrieben
ist, kann eine drohende Kippgefahr zuverlässig erkannt
werden. Insbesondere eignet sich für das Detektieren der
Haltekraft anhand eines Biegemoments die Stelle, an der die
Steigeinheit, d. h. des Teils der Treppensteigvorrichtung, die
den eigentlichen Steigmechanismus einschließlich des Antriebs
umfasst, mit der Griffeinheit, d. h. desjenigen Teils der
Treppensteigvorrichtung, den die Bedienperson hält, verbunden
ist. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, die
Haltekraft direkt an den Handgriffen zu ermitteln, was
insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn ein Teil der Last auf
der Griffeinheit aufliegt.
Wenn die Haltekraft anhand eines Biegemoments ermittelt wird,
ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung zusätzlich zu
dem Haltekraftsensor einen Griffsensor aufweist, der erkennt,
ob die Bedienperson die Greifeinheit hält. Sollte der zwar
unwahrscheinliche aber theoretisch mögliche Fall auftreten,
dass die Bedienperson die Griffe losläßt, würde eine akute
Kippgefahr bestehen, obwohl keine relevante Haltekraft
erfasst wird. Die Steuereinrichtung ist bei einer
vorteilhaften Ausführungsform daher zudem dazu ausgelegt, die
Stützvorrichtung zum Ausüben der Abstützfunktion anzusteuern,
wenn der Griffsensor detektiert, dass die Bedienperson die
Griffeinheit nicht hält.
Zur weiteren, gegebenenfalls redundanten Absicherung besteht
die Möglichkeit, zusätzlich andere charakteristische
Betriebsgrößen der Treppensteigvorrichtung zu überwachen,
beispielsweise mittels eines Neigungssensors und/oder
Beschleunigungssensors, um in Verbindung mit der Überwachung
der Haltekraft eine Aktivierung der Stützvorrichtung
auszulösen.
In der Praxis werden vorwiegend solche Stützvorrichtungen
eingesetzt, die ein Überkippen nach vorne, d. h. treppabwärts
verhindern. Die Überwachung der Haltekraft wird somit
vorzugsweise im Hinblick auf diese Kipprichtung durchgeführt.
Es versteht sich jedoch, dass ein Überkippen nach hinten
ebenfalls überwacht und mittels geeigneter Kippsicherungen
verhindert werden kann.
Der Haltekraftsensor umfasst üblicherweise Dehnmessstreifen.
Es können allerdings auch induktive Systeme,
optoelektronische Sensoren oder weitere dem Fachmann geeignet
erscheinende Sensoren verwendet werden. Je nach verwendetem
Sensor, insbesondere in solchen Fällen, in denen
Dehnmessstreifen verwendet werden, welche vorzugsweise über
eine Brückenschaltung gekoppelt sind, sind Veränderungen der
Nullpunktslage in Betracht zu ziehen. Diese können durch
Feuchtigkeitseinfluss, Kriechverhalten der Werkstoffe,
Restspannungen in bestimmten Bauteilen oder mechanische
Überlastung verursacht werden. Es empfiehlt sich daher, die
Steuereinrichtung dahingehend auszulegen, von Zeit zu Zeit
einen Nullabgleich durchzuführen. Ein solcher Nullabgleich
kann beispielsweise beim Laden einer zum Betrieb der
Steigeinheit vorgesehenen Spannungsquelle durchgeführt
werden, da während des Ladevorgangs die
Treppensteigvorrichtung üblicherweise abgestellt ist und
somit keine Kräfte in die Griffeinheit eingeleitet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels weiter erläutert unter Bezugnahme auf
die Zeichnung, in der
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung zeigt, wobei sich
die Stützvorrichtung in der Ruhestellung befindet,
Fig. 2 eine Darstellung der Steigvorrichtung gemäß Fig. 1
ist, bei der sich die Stützvorrichtung in der
Bereitschaftsstellung befindet,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Treppensteigvorrichtung
gemäß Fig. 1 ist, bei der sich die Stützvorrichtung in einer
ersten ausgefahrenen Stellung befindet,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Treppensteigvorrichtung
gemäß Fig. 1 ist, bei der sich die Stützvorrichtung in einer
zweiten ausgefahrenen Stellung befindet,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines an einer
Steigeinheit befestigten Haltesensors ist,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten
Haltekraftsensor ist und
Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten
Haltekraftsensors ist.
Fig. 1 zeigt im Schnitt in schematischer Darstellung eine
Treppensteigvorrichtung 1. Ein aus einem ersten Rad 11 und
einem zweiten Rad 12 bestehendes erstes Räderpaar ist
zusammen mit einem entsprechenden zweiten Räderpaar (nicht
gezeigt) so ausgelegt, dass die Treppensteigvorrichtung eine
Treppe hinauf und hinab bewegt werden kann. Hierzu können die
Räder 11, 12 sowie die beiden entsprechenden nicht
dargestellten Räder des zweiten Räderpaars nicht nur um ihre
eigene Achse, sondern gleichzeitig um eine allen Rädern
gemeinsame Achse drehen. Diese Art des
Treppensteigmechanismus ist in der DE 37 13 564 C2 offenbart.
Die zwei Räderpaare bilden zusammen mit einer
Antriebseinrichtung eine Steigeinheit.
An der Treppensteigvorrichtung sind eine oder mehrere
Griffstangen 20 befestigt, die in den Figuren lediglich mit
ihrem unteren Teilstück dargestellt sind. An dem oberen, in
den Figuren nicht dargestellten Teilstück sind Griffe
montiert, mit denen die Steigvorrichtung während des Betriebs
von einer Bedienperson gehalten und geführt werden kann.
An der Steigvorrichtung kann ein Rollstuhl (nicht gezeigt)
befestigt werden, beispielsweise dadurch, dass die
Steigvorrichtung von hinten unter den Rollstuhl gefahren und
mit entsprechenden Haltevorrichtungen an dem Rollstuhl
befestigt wird. Nach dem Befestigungsvorgang kann die
Steigvorrichtung zusammen mit dem Rollstuhl an eine Treppe
herangefahren werden und durch zyklisches Drehen und
Verschwenken der Räder zusammen mit dem Rollstuhl und einer
darin befindlichen Person eine Treppe hinauf oder hinab
bewegt werden.
An der Steigvorrichtung 1 ist eine Stützvorrichtung 40
angebracht, die einen Scherenarm 41 mit vier Endschenkeln 42,
43, 44 und 45 aufweist. Die Endschenkel 42 und 43 sind der
Steigvorrichtung 1 zugewandt und an dieser verschwenkbar
befestigt. Die Endschenkel 44 und 45 sind von der
Steigvorrichtung abgewandt und halten zusammen mit einem
Verbindungselement 46 ein Abstützelement 47.
Von den beiden der Steigvorrichtung 1 zugewandten
Endschenkeln ist der erste Endschenkel 42 bezüglich einer
ersten Schwenkachse 51 verschwenkbar, die zu der
Treppensteigvorrichtung 1 ortsfest ist. Der zweite
Endschenkel 43 ist bezüglich einer zweiten Schwenkachse 52
verschwenkbar. Die zweite Schwenkachse 52 befindet sich an
dem äußeren Ende eines Schwenkhebels 53, der mittels einer
Betätigungswelle 54 verschwenkbar ist. Die Drehung der
Betätigungswelle 54 wird durch eine nicht dargestellte
Antriebseinrichtung bewirkt.
Die Treppensteigvorrichtung 1 verfügt über einen oder mehrere
Sensoren, die die Gefahr eines drohenden Kippens der
Treppensteigvorrichtung während des Betriebs erkennen, sowie
über eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt), die die
Signale der Sensoren verarbeitet und die Antriebseinrichtung
steuert.
Mindestens einer der Sensoren der Treppensteigvorrichtung 1
ist ein Haltekraftsensor. Fig. 5 zeigt schematisch
den Grundkörper 80 der Steigeinheit der
Treppensteigvorrichtung 1. Einzelheiten der Steigeinheit,
insbesondere die Räderpaare und deren Antrieb sind zur
Vereinfachung der Darstellung weggelassen. Ein
Haltekraftsensor 100 ist mit seinem einen Ende 101 an dem
Grundkörper 80 befestigt. Das gegenüber liegende Ende 102 des
Haltekraftsensors 100 dient zur Aufnahme einer Greifstange
20. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, weist der
Haltekraftsensor 100 eine Bohrung 110 auf, die als erster
Befestigungspunkt an dem Grundkörper 80 dient. An dem Ende
101 des Haltekraftsensors 100 sind zwei Bohrungen 111, 112
vorgesehen, die wahlweise als zweiter Befestigungspunkt an
dem Grundkörper 80 genutzt werden können.
Zur Befestigung des Haltekraftsensors 100 wird dieser mit
seiner Bohrung 110 auf einen entsprechend dimensionierten
Bolzen 82 aufgesteckt, der an dem Grundkörper 80 befestigt
ist. Der Bolzen 82 ist hinsichtlich der Bohrung 110 so
dimensioniert, dass der Haltekraftsensor 100 sich in Bezug
auf den Grundkörper 80 um den Mittelpunkt des Bolzens 82
drehen kann. Die vollständige Befestigung des
Haltekraftsensors 100 an der Steigeinheit 80 erfolgt durch
eine Schraube 81, die durch ein Langloch 83 in dem
Grundkörper 80 der Steigeinheit wahlweise mit der
Gewindebohrung 111 oder 112 am Ende 101 des Haltekraftsensors
100 verschraubt ist. Durch die Bereitstellung eines Langlochs
83 in dem Grundkörper 80 der Steigeinheit sowie die
Bereitstellung zweier Gewindebohrungen 111 und 112 in dem
Haltekraftsensor 100 besteht die Möglichkeit, die Neigung der
Griffeinheit zu verstellen. Die Befestigung zwischen dem
Haltekraftsensor 100 und dem Grundkörper 80 der Steigeinheit
erfolgt somit über zwei Befestigungspunkte, von denen einer,
nämlich der durch die Bohrung 110 hindurchgesteckte Bolzen
82, als Drehpunkt ausgelegt ist.
Zwischen den beiden Befestigungspunkten ist in dem
Haltekraftsensor 100 eine im wesentlichen rechtwinklige und
mit abgerundeten Ecken versehene Ausnehmung 120 vorgesehen.
Zu beiden Seiten der Ausnehmung 120 sind Dehnmessstreifen
121, 122 vorgesehen, die über eine Brückenschaltung,
beispielsweise eine Wheatstone-Brücke miteinander gekoppelt
sind.
Wenn die Treppensteigvorrichtung 1 durch Einleitung einer im
wesentlichen senkrecht zur Griffstange 20 verlaufenden Kraft
gekippt wird, bewirkt diese Kraft, dass im Bereich des
Haltekraftsensors 100 ein Biegemoment erzeugt wird. Dieses
Biegemoment hat zur Folge, dass der Haltekraftsensor 100 auf
einer Seite der Ausnehmung 120 gedehnt und auf der gegenüber
liegenden Seite gestaucht wird. Die Ausnehmung 120 sorgt
somit für eine gezielte Verformung des in diesem Bereich als
Federkörper ausgebildeten Haltekraftsensors 100. Die
Verformung wird über die Dehnmessstreifen 121, 122
aufgenommen, die Signale der Dehnmessstreifen 121, 122 werden
an die nicht gezeigte Steuereinrichtung weiter geleitet und
dort verarbeitet.
Es versteht sich, dass an Stelle des in den Figuren
dargestellten Haltekraftsensors andere Formen eines
Haltekraftsensors verwendet werden können, beispielsweise ein
T-förmiger Haltekraftsensor, der an seinen beiden kurzen
freien Enden mit dem Grundkörper 80 der Steigeinheit
verschraubt ist und dessen langes freies Ende zur Aufnahme
einer Griffstange 20 dient.
Es versteht sich zudem, dass an Stelle der Dehnmessstreifen
oder zusätzlich hierzu andere Sensorsysteme verwendet werden
können, beispielsweise induktive Systeme, optoelektronische
Sensoren oder dergleichen. Es besteht zudem die Möglichkeit,
neben den die Haltekraft detektierenden Sensoren solche
Sensoren vorzusehen, die andere charakteristische Kenngrößen
des Betriebs der Treppensteigvorrichtung erfassen,
beispielsweise einen Neigungswinkelsensor, der den
Neigungswinkel der Treppensteigvorrichtung detektiert, einen
Beschleunigungssensor, einen Abstandssensor, der den Abstand
oder das Vorhandensein einer unterhalb oder oberhalb der
Treppensteigvorrichtung befindlichen Stufe oder eines
Absatzes erfasst, einen Griffsensor, der erkennt, ob die
Bedienperson die Griffeinheit hält und einen Positionssensor,
der feststellt, in welcher Stellung sich die Räder 11, 12 des
ersten Räderpaars sowie die entsprechenden Räder des zweiten
Räderpaars befinden.
In der Ruhestellung ist der Scherenarm 41 vollständig
eingezogen, so dass er sich praktisch vollständig innerhalb
der Aussenkonturen der Treppensteigvorrichtung 1 befindet.
Bei der Inbetriebnahme der Treppensteigvorrichtung 1
verbleibt die Stützvorrichtung 40 zunächst in der in Fig. 1
gezeigten Ruhestellung. Die Treppensteigvorrichtung kann
somit problemlos mit einem Rollstuhl verbunden werden und die
aus Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse
bestehende Einheit kann bis an den Rand einer Treppe
herangefahren werden. Hierbei schiebt die Bedienperson die
Treppensteigvorrichtung mit dem daran befestigten Rollstuhl
üblicherweise vor sich her. Bei Annäherung an das untere Ende
einer Treppe wendet die Bedienperson die aus
Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsasse
bestehende Einheit, so dass sie zwischen dieser Einheit und
der Treppe steht und den Steigvorgang im Rückwärtsgehen
durchführen kann. Diese Wendung ist beim Annähern an den
oberen Rand einer Treppe nicht erforderlich, da das
Treppenabsteigen in Vorwärtsrichtung erfolgt.
In beiden Fällen ist jedoch ein Ankippen der
Treppensteigvorrichtung erforderlich, bei dem die
Bedienperson die Griffeinheit zu sich hinzieht, um die aus
Treppensteigvorrichtung 1, Rollstuhl und Rollstuhlinsassen
bestehende Einheit in eine geneigte Lage zu bringen, die ein
Aufsteigen oder Absteigen der Treppe ermöglicht. Die bei
diesem Ankippen auftretenden Kräfte sowie Änderungen des
Neigungswinkels und des Abstandes bestimmter Teile der
Treppensteigvorrichtung von dem Boden werden durch die
Sensoren erfasst, welche entsprechende Signale an die
Steuereinrichtung abgeben. Anhand der Signale erkennt die
Steuereinrichtung durch Vergleich mit gespeicherten typischen
Signalverläufen beziehungsweise Grenzwerten den Ankippvorgang
und versetzt die Stützvorrichtung 40 in eine
Bereitschaftstellung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.
Hierzu wird die Betätigungswelle 54 im Uhrzeigersinn gedreht,
wodurch der Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 1 gezeigten
Stellung im Uhrzeigersinn in die in Fig. 2 gezeigte Stellung
verschwenkt wird. Die Drehung der Betätigungswelle 54 wird
durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung bewirkt. Die
Steuerung der Antriebseinrichtung erfolgt über die nicht
gezeigte Steuereinrichtung.
Das Verschwenken des Schwenkhebels 54 aus der in Fig. 1
gezeigten Stellung im Uhrzeigersinn in die in Fig. 2 gezeigte
Stellung bewirkt nicht nur ein teilweises Ausfahren des
Scherenarms 41, sondern gleichzeitig ein Verschwenken des
Scherenarms 41 im Uhrzeigersinn.
Wenn nach dem Steigvorgang das Treppenende erreicht ist,
bringt die Bedienperson die aus der Treppensteigvorrichtung
1, dem Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen bestehende Einheit
von der geneigten Lage wieder in die horizontale Lage. Die
Steuereinrichtung erkennt anhand bestimmter Signale der
Sensoreinrichtung, insbesondere anhand der Signale des
Abstandssensors das Vorhandensein eines Treppenabsatzes und
weiß diesen willentlich von der Bedienperson durchgeführten
Vorgang von einem unbeabsichtigten Aufrichten der Einheit
während des Steigvorgangs zu unterscheiden, so dass ein
unnötiges Ausfahren der Stützvorrichtung 40 in die
Abstützstellung nicht erfolgt.
Während des Betriebs der Treppensteigvorrichtung 1,
insbesondere dann, wenn diese eine Treppe hinauf oder hinab
bewegt wird, verbleibt die Stützvorrichtung 40 so lange in
der in Fig. 2 gezeigten Bereitschaftsstellung, wie aufgrund
der Sensoren keine drohende Gefahr des Kippens der
Treppensteigvorrichtung 1 detektiert wird.
Da die Treppensteigvorrichtung 1 so benutzt wird, dass die
Räderpaare der Treppe zugewandt sind, würde der kritischere
Fall des Kippens in einer Richtung auftreten, die ein
Verschwenken der gesamten Treppensteigvorrichtung 1 in den
Fig. 1 bis 4 um das Rad 11 im Gegenuhrzeigersinn zur Folge
hätte.
Wenn die Gefahr eines derartigen Verschwenkens im
Gegenuhrzeigersinn um das Rad 11 droht, wird die
Antriebseinrichtung so angesteuert, dass die Betätigungswelle
54 den Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 2 dargestellten
Stellung im Uhrzeigersinn weiter in die in Fig. 3
dargestellte Stellung verschwenkt. Hierdurch wird der
Scherenarm 41 weiter ausgefahren und gleichzeitig
verschwenkt, wobei die Verschwenkung des Scherenarms 41
zunächst im Uhrzeigersinn verläuft. Die Stützvorrichtung 40
wird somit aus der in Fig. 2 dargestellten
Bereitschaftsstellung in eine Abstützstellung gebracht. Die
Abstützstellung ist dann erreicht, wenn das Abstützelement 47
mit einer oder mehreren Treppenstufen bzw., wenn sich die
Treppensteigvorrichtung am unteren Ende der Treppe befindet,
mit dem darunter liegenden Treppenabsatz in Berührung
gelangt.
Durch diese Berührung wird eine Abstützung der
Treppensteigvorrichtung 1 zusammen mit dem daran befestigten
Rollstuhl und dem Rollstuhlinsassen bewirkt, die ein weiteres
Kippen der aus der Treppensteigvorrichtung 1 und dem
Rollstuhl sowie dem Rollstuhlinsassen bestehenden Einheit
verhindert.
Das Verschwenken des Schwenkhebels 53 im Uhrzeigersinn zum
Bewegen der Stützvorrichtung 40 von der in Fig. 2 gezeigten
Bereitschaftsstellung in die zuvor erläuterte Abstützstellung
erfolgt mit hoher Geschwindigkeit, um ein gefährliches Kippen
zuverlässig zu verhindern. Die Steuereinrichtung steuert die
Antriebseinrichtung derart, dass die Bewegung des
Schwenkhebels 53 dann beendet wird, wenn eine zuverlässige
Abstützung erfolgt ist. Dies kann durch entsprechende
Sensoren detektiert werden.
Wenn die aus der Treppensteigvorrichtung 1 und dem Rollstuhl
zusammen mit dem Rollstuhlinsassen gebildete Einheit im
abgestützten Zustand bereits einen beträchtlichen Kippwinkel
erreicht haben, ist es für die Bedienperson unter Umständen
mit erheblichem Kraftaufwand verbunden, diese Einheit zurück
in eine ausbalancierte Lage zu bringen. Zur Unterstützung
dieses Vorgangs kann der Schwenkhebel 53 aus der in Fig. 3
dargestellten Lage weiter im Uhrzeigersinn in die in Fig. 4
dargestellte Lage verschwenkt werden. Hierdurch wird nicht
nur der Scherenarm 41 nochmals weiter ausgefahren, sondern
gleichzeitig verschwenkt, wobei auf diesem Bewegungsabschnitt
die Verschwenkung des Scherenarms 41 im Gegenuhrzeigersinn
erfolgt. Hierdurch kann ein Aufrichten der
Treppensteigvorrichtung 1 bewirkt werden.
Es versteht sich, dass die Abstützstellung von den örtlichen
Gegebenenheiten und der Stellung der Treppensteigvorrichtung
in dem Moment, in dem die Kippgefahr erkannt wird, sowie der
Geschwindigkeit des Ausfahrens der Stützvorrichtung und der
Kippgeschwindigkeit abhängt. Die tatsächliche Stellung der
Stützvorrichtung 40 kann somit eine beliebige
Zwischenstellung zwischen den in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4
dargestellten Stellungen sein oder gegebenenfalls auch über
die in Fig. 4 dargestellte Stellung hinausgehen.
Es versteht sich für den Fachmann, dass der
Scherenmechanismus 40 zwei Scherenarme aufweisen kann, welche
parallel zueinander angeordnet und an den jeweiligen
Gelenkstellen miteinander verbunden sind.
Claims (11)
1. Treppensteigvorrichtung (1), beispielsweise für
Rollstühle für Gehunfähige, mit einer
Steigeinheit, einer mit der Steigeinheit
verbundenen Griffeinheit, die einer Bedienperson
die Handhabung der Treppensteigvorrichtung
ermöglicht, einer Steuereinrichtung zum Steuern
von Funktionen der Treppensteigvorrichtung, einer
Sensoreinrichtung zum Erkennen einer drohenden
Gefahr des Kippens der Treppensteigvorrichtung
und einer auf ein Signal der Sensoreinrichtung
hin bezüglich ihrer Abstützfunktion aktivierbaren
Stützvorrichtung (40),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoreinrichtung einen Haltekraftsensor (100) aufweist, der im Bereich der Griffeinheit angeordnet und dazu ausgelegt ist, die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen, und
dass die Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die Stützvorrichtung (40) zum Ausüben der Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des Haltekraftsensors (100) in Abhängigkeit von der durch den Haltekraftsensor erfassten Haltekraft zu aktivieren.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoreinrichtung einen Haltekraftsensor (100) aufweist, der im Bereich der Griffeinheit angeordnet und dazu ausgelegt ist, die Haltekraft der Bedienperson zu erfassen, und
dass die Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die Stützvorrichtung (40) zum Ausüben der Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des Haltekraftsensors (100) in Abhängigkeit von der durch den Haltekraftsensor erfassten Haltekraft zu aktivieren.
2. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Griffeinheit Handgriffe
aufweist und der Haltekraftsensor dazu ausgelegt
ist, die Haltekraft unmittelbar an den
Handgriffen zu erfassen.
3. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Haltekraftsensor (100)
dazu ausgelegt ist, die Haltekraft durch
Erfassung eines Biegemoments zu erfassen.
4. Treppensteigvorrichtung nach 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Haltekraftsensor an
einem eine Ausnehmung (120) aufweisenden
Federkörper (100) angeordnet ist.
5. Treppensteigvorrichtung nach 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Federkörper (100) eine
im wesentlichen rechtwinklige Ausnehmung (120)
aufweist, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten
der Ausnehmung jeweils ein Sensorelement (121,
122) angeordnet ist.
6. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Griffeinheit mindestens
eine Bedienungsstange (20) aufweist, an deren
einem Ende mindestens ein Handgriff angeordnet
ist und deren anderes Ende unter Zwischenkopplung
des Federkörpers (100) mit der Steigeinheit
verbunden ist.
7. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Federkörper (100) an
mindestens zwei Befestigungspunkten (110; 111,
112) mit der Steigeinheit verbunden ist, wobei
die Verbindungslinie beider Befestigungspunkte im
wesentlichen in Längsrichtung der
Bedienungsstange (20) verläuft, die rechtwinklige
Ausnehmung (120) zwischen den beiden
Befestigungspunkten (110; 111, 112) angeordnet
ist und der zwischen der rechtwinkligen
Ausnehmung (120) und der Bedienungsstange (20)
liegende Befestigungspunkt (110) als Drehpunkt
ausgeführt ist.
8. Treppensteigvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Haltekraftsensor einen Dehnmessstreifen
als Sensorelement (121, 122) umfasst.
9. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Dehnmessstreifen
(121, 122) vorgesehen und über eine
Brückenschaltung miteinander gekoppelt sind.
10. Treppensteigvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zu dem Haltekraftsensor ein
Griffsensor vorgesehen ist, der erkennt, ob die
Bedienperson die Griffeinheit hält, und dass die
Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist, die
Stützvorrichtung (40) zum Ausüben der
Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des
Griffsensors zu aktivieren.
11. Treppensteigvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zu dem Haltekraftsensor ein
Neigungswinkelsensor vorgesehen ist, der den
Neigungswinkel der Steigeinheit erfasst, und dass
die Steuereinrichtung dahingehend ausgelegt ist,
die Stützvorrichtung (40) zum Ausüben der
Abstützfunktion als Reaktion auf ein Signal des
Neigungswinkelsensors zu aktivieren.
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