DE102006049711A1 - Kompakt-Treppensteiger, zum Selbststeigen für Rollstuhlfahrer - Google Patents

Abstract

Rollstuhl mit einem Rahmen (1), einer Sitzfläche (2), einer Lehnenfläche (3),
mit einer Sitzhinterkante (4), wo sich die Ebenen von Sitzfläche (2) und Lehnenfläche (3) schneiden,
mit einer Treppensteigenden Einheit wie einer Raupe (5),
wobei genannte Treppensteigende Einheit einen zweiten Rahmen (6) besitzt oder fest in den Rahmen (1) des Rollstuhles integriert ist,
mit mindestens einem Hebel (7), wobei dieser drehbar am Rahmen (6) der Treppensteigenden Einheit (5) oder des Rollstuhles (1) befestigt ist,
wobei die Drehachse (8) des Hebels (7) etwa parallel zur Sitzhinterkante (4) verläuft,
wobei genannte Hebel (7) eine Längsachse (9) etwa senkrecht zur Drehachse (8) aufweisen,
wobei der drehachsenferne Teil jedes Hebels (7) ein oder mehrere Räder (10) als Rollmittel auf dem Untergrund besitzt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) im Bezug zum Rahmen (6) angetrieben ist und um mindestens 360° drehbar ist und dass die genannten...

Description

• Es handelt sich Rollstuhl mit Treppensteigfunktion mittels Raupenkette oder dergleichen, basierend auf GB 693,983. Die später veröffentlichten Modifikationen von diesem Patent betreffen alle die Gestaltung der Hinterradschwinge und sind ein Zeichen, dass damals die optimale Lösung noch nicht gefunden wurde. Ein weiterer Lösungsvorschlag mit soll hier vorgestellt werden.
• Lasten- oder Rollstuhltransporter, die mittels Gleisketten Treppen überwinden sind bekannt und in vielen Patenten beschrieben. Daraus sind in der Praxis sehr sichere Treppensteiger entstanden. Der erste käufliche Treppensteiger, mit dem ein Rollstuhlfahrer selbständig, also ohne Hilfsperson Treppen befahren konnte, basierte auf einer Raupenkette. (Sani-Trans^® Selbstfahrerraupe).
• Die käuflichen Treppensteiger mit Raupenketten sind dafür ausgelegt, dass der Fahrer die großen Rollstuhlhinterräder nicht abnehmen muss. Daraus resultiert eine hohe Schwerpunktlage. Damit der Fahrer auf der Treppe sicher steht und nicht umkippt, muss die Treppensteigeinheit schwer sein, um den Gesamtschwerpunkt abzusenken. Sie besitzt meist ein Gewicht ab 40 kg, was das Handling und den mobilen Einsatz erschwert und ein Wettbewerbsnachteil zu den "wheel-over-wheel-drive" Treppensteigern darstellt. Dieser Nachteil trifft auch auf die Sani-Trans^® Selbstfahrerraupe zu, (Gewicht 55kg).
• Ein sehr überzeugender Rollstuhl mit Raupenkette und tiefer Schwerpunktlage wurde bereits 1949 von Johannsen unter GB 693,983 geoffenbart. Hier müssen beim Treppenfahren die Hinterräder weggeschwenkt werden. Er ist auch Grundlage dieses Erfindungsvorschlages. Die Raupenketten verlaufen etwa entlang der Tangentialebene durch Rollstuhlvorderräder und Sitzhinterkante und ermöglichen eine tiefe Schwerpunktlage auf der Treppe. Durch die tiefe Schwerpunktlage liegt der Fahrer sehr kippsicher auf der Treppe, so dass das Gewicht des Treppensteigmoduls nicht mehr zur Sicherung benötigt wird und das Treppensteigmodul leichter und kompakter sein kann.
• Eine sehr praktikable Weiterentwicklung dieser Grundidee stellt mein zur Zeit noch unveröffentlichter Schutzrechtsantrag PCT DE2005/000688 dar, wo die Hinterradschwinge maximal 15 cm entfernt von der Sitzhinterkante gelagert ist, und sie ist um 360° drehbar. Eine volle Drehbarkeit war bei GB 683,983 nicht vorgesehen, das unterscheidet die oben genannte PCT-Anmeldung von GB 683,983. Details sind im oben genannten PCT-Patentantrag beschrieben. Die Änderung im Vergleich zu GB 683,983 scheint nur geringfügig zu sein, in der Praxis hat sie aber enorme Auswirkungen: Die Vorrichtung kann ohne Hilfsperson vom Fahrer allein bedient werden. Die Hinterradschwinge kann für jede Fahrposition in die jeweils günstigste Position verschwenkt werden.
• Ein Treppensteiger gemäß PCT DE2005/000688 stellt eine sehr vorteilhafte Konstruktion dar, leicht (unter 10 kg Gesamtgewicht), sicher, ohne Hilfsperson bedienbar. Jedoch ist der Schutzanspruch eng gefaßt, denn die Drehachse der genannten Hinterradschwinge befindet sich maximal 15 cm entfernt von der Sitzhinterkante. Diese ist defininert als Linie, wo sich die Ebene der Rückenlehne des Rollstuhles und die Ebene der Sitzfläche des Rollstuhles schneiden. Hier wird eine Variante vorgestellt, wo die Drehachse der Hinterradschwinge weiter entfernt von der Sitzhinterkante entfernt ist, jedoch nicht weiter als 15 cm von der Ebene der Rückenlehne entfernt. Dadurch kann die Hinterradschwinge kürzer werden, was das zum Antrieb der Hinterradschwinge notwendigen Drehmoment reduziert.
• Die bevorzugte Ausführungform enthält 2 Raupen. Diese sind an dem Rahmen der Treppensteigenden Einheit befestigt, welche am Rahmen des Rollstuhles befestigt ist.
• Die bevorzugte Art der genannten Befestigung ist ein Schnellverschluss, welcher vom Benutzer selbst tetätigt werden kann, ohne dass dieser aus dem Rollstuhl aussteigen muss. Die Raupen besitzen eine Unterseite, welche beim Treppensteigen den Kontakt zu den Stufenkanten herstellt. Die Ebene der genannten Unterseite verlaufe etwa innerhalb der weiter unten definierten Schrägebene.
• Die bevorzugte Art des Antriebes ist ein oder 2 Spindelhubgetriebe, wobei das genannte Spindelhubgetriebe auf der einen Seite am Rahmen der Treppensteigenden Einheit, etwa in der Schrägebene gelagert ist, auf der anderen Seite an der Hinterradschwinge, etwas entfernt vom Drehpunkt der Hinterradschwinge etwa an der Längsachse der Ausleger der Hinterrädschwinge
• Ziffer 1
• Der Schutzanspruch erstreckt sich auf einen Rollstuhl mit Treppensteigfunktion oder auf ein Anbauteil, welches an einem Rollstuhlrahmen befestigt werden kann und eine Treppensteigfunktion ermöglicht.
• Der Treppensteigmechanismus sei eine oder mehrere Raupenketten oder dergleichen wie zum Beispiel Förderschnecken. Der Rollstuhl besitze einen Rahmen, eine Sitzfläche und eine Lehnenfläche. Wo sich die Ebenen durch beide Flächen schneiden, sei die Sitzhinterkante.
• Zweitens besitzt der Rahmen zwei große Hinterräder sowie zwei kleine lenkbare Vorderräder. Die Verbindungslinie zwischen den Naben der genannten Hinterräder verlaufe parallel zur Sitzhinterkante. Diese genannte Verbindungslinie sei das Hinterradträgerrohr, welches bei den starren Aktivrollstühlen meist als stabiles Rohr ausgeführt ist. Beim Stehen des Rollstuhles auf der Bodenebene existieren damit 2 Radaufstandspunkte der Hinterräder und mindestens 2 Radaufstandspunkte der Vorderräder. Da die Vorderräder lenkbar sind, ist die Menge der Radaufstandspunkte jedes Vorderrades ein Kreis. Die hinteren Radaufstandspunte der genannten Vorderräder seien diejenigen, welche maximal nah zum Hinterradträgerrohr liegen. Definiert sei noch eine sogenannte Schrägebene, in welcher die hinteren Radaufstandspunte der genannten Vorderräder liegen sowie das Hinterradträgerrohr.
• Drehbar im Bezug zum Rahmen des Treppensteigmechanismus befinden sich zwei Hinterradschwingen. Befestigt am Rahmen des Treppensteigmechanismus befinden sich in der bevorzugten Ausführungsform zwei Raupen. Der Treppensteigmechanismus sei in folgender Weise am Rahmen befestigt:
• • Die Drehachsen der genannten Hinterradschwingen verlaufen etwa parallel zur Sitzhinterkante und sind mindestens 15 cm davon entfernt. (Dadurch grenzt sich dieser Erfindungsvorschlag von der oben genannten PCT-Anmeldung ab)
• • Die Drehachsen der genannten Hinterradschwingen liegen unterhalb der Sitzebene und sind etwa 5–15 cm von der Ebene der Lehnenfläche entfernt.
• • Die Unterseite des Treppensteigmechanismus, welcher beim Treppensteigen den Kontakt zu den Stufenkanten herstellt, verlaufe in der genannten Schrägebene
Kennzeichnend ist weiterhin, dass die genannten Hinterradschwingen frei um ihre Drehachse drehen können und dass das Bewegungsausmaß 360° überschreitet.
• Kennzeichnend ist weiterhin, dass die Räder, welche am genannten Hebel befestigt sind, deutlich kleiner sind als die großen Hinterräder, maximal 30 cm, sonst arbeiten sie nicht richtig beim Treppen-Ein- und Ausstieg.
• Beide Hinterradschwingen sind bevorzugt miteinander verbunden. Sie besitzen eine Längsachse, die etwa rechtwinklig zu ihrer Drehachse steht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei beiden Hinterradschwingen um einen U-förmigen Hebel, wobei die Schwingen die Schenkel des U's darstellen und die Drehachse das Mittelstück des U's. An den äußeren Enden der Schenkel befinden sich kleine (kleinere als die großen Antriebsräder des Rollstuhles) Räder als Rollmittel auf dem Untergrund.
• Beim Herabfahren einer Treppe geschieht folgendes:
  (Bewegungsrichtung und Hebelpositionen sind beschrieben, wie sie sich in Seitenansicht darstellen, mit Blick auf die linke Rollstuhlseite.)
• Die Fahrposition der Hinterradschwinge zum Fahren in der Ebene ist bevorzugt lotrecht, so dass sich der Drehpunkt des Hebels etwa senkrecht über der Drehachse des kleinen Hinterrades befindet. Diese Position wird analog zur Stellung des Stundenzeigers "6 Uhr-Position" genannt. Aus dieser Position wird die Hinterradschwinge im Gegenuhrzeigersinn etwa in eine "5 Uhr-Position" verschwenkt. Dann kann an den oberen Treppenabsatz herangefahren werden, so dass die Vorderräder die erste Stufenkante überfahren und die Raupenketten aufsetzen. Dann wird die Hinterradschwinge weiter im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, während die Raupenketten die Treppe beginnen herabzufahren. Beide Vorgänge sind bevorzugt koordiniert in einer Weise, dass der Rollstuhlrahmen seine Neigung etwa konstant hält und nicht kippt. Dies kann über einen Neigungssensor oder eine Arbeitsverbindung mit fest eingestelltem Getriebeverhältnis zwischen Raupenkettenantrieb und Hinterrad-Schwingenantrieb geschehen. Hat die Hinterradschwinge etwa eine Position zwischen der "2 Uhr-Position" und der "9 Uhr-Position" erreicht, wird sie nicht mehr angetrieben. Sie stoppt, während die Raupe fährt, bis sie den unteren Treppenabsatz erreicht hat. Dann stoppt die Raupe und die Hinterradschwinge wird weiter im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, bis die kleinen Hinterräder auf der Ebene des unteren Treppenabsatzes aufsetzen und bleibt in der "6 Uhr-Position" stehen. Hier kann der Fahrer wieder in der Ebene weiterfahren. Kennzeichnend ist, dass die Hinterradschwinge während des beschriebenen Treppensteigvorganges eine volle Drehung ausgeführt hat. Wird nun eine weitere Treppe herabgefahren, führt die Hinterradschwinge eine weitere volle Drehung im Gegenuhrzeigersinn aus.
• Analog ist der Vorgang beim Herauffahren: Der Rollstuhl wird, mit Hinterradschwinge bevorzugt in der "6 Uhr-Position", rückwärts an die Treppe herangefahren, bis die Hinterräder die unterste Stufe berühren. Dann wird Sie im Uhrzeigersinn verschwenkt, bis die Raupenketten auf der Treppe aufsetzen. Sie stoppt etwa in einer Position zwischen der "9 Uhr-Position" und der "2 Uhr-Position", während der Raupenkettenantrieb arbeitet, bis der Rollstuhl den oberen Treppenabsatz erreicht hat. Dann wird die Hinterradschwinge weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt, bis die kleinen Hinterräder auf den oberen Treppenabsatz aufsetzen. Dann werden Raupenkette und Hinterradschwinge gemeinsam im Uhrzeigersinn angetrieben, bis der Rollstuhl auf dem oberen Treppenabsatz steht und die Hinterradschwinge in "6 Uhr-Position" stehen bleibt. Während des beschriebenen Treppenhochfahrens hat sich die Hinterradschwinge eine volle Drehung im Uhrzeigersinn gedreht. Alles beschrieben aus Seitenansicht mit Blick auf die linke Seite.
• Der Antrieb der Hinterradschwinge besteht bevorzugt aus einem oder zwei Spindelhubgetrieben, welche über Exzenter die Hinterradschwingen antreiben.
• Ziffer 2
• Rollstuhl, wie unter Ziffer 1 beschrieben mit folgenden weiteren Eigenschaften: An den Hinterradschwingen befinden sich noch Ausleger, die am Unteren Ende der Treppe in die Treppenstufen eingreifen und in dieser Phase die Kippsicherheit des Rollstuhles gewährleisten.
• Die Hinterradschwingen besitzen eine Längsachse, etwa senkrecht zur Drehachse. Das proximale Ende der Längsachse geht über in die Drehachse. Am distalen Ende befinden sich Räder als Rollmittel auf dem Untergrund. Der Ausleger geht etwa von der Längsachse aus in Richtung Vorwärtsdrehrichtung. In "6-Uhr" Position der Hinterradschwinge zeigen diese vorn Fahrer aus gesehen etwa nach Rückwärts.
• Die äußere Kontur des Auslegers (in Richtung distal) entspricht etwa einem Kreisbogen analog zum Außenrand eines Tortenstückes. Der Mittelpunkt des Kreisbogens bzw. analog der Torte befindet sich etwa im Drehpunkt der Hinterradschwingen.
• Ziffer 3
• Rollstuhl, wie unter Ziffer 2 beschrieben mit folgenden weiteren Eigenschaften: Der Radius des Kreisbogens ist etwa folgendermaßen bestimmt: (Länge der Längsachse plus Radius des Hinterrades minus etwa Stufenhöhe)
• Ziffer 4
• Rollstuhl, wie unter Ziffer 2 oder 3 beschrieben mit folgenden weiteren Eigenschaften: Die Außenkontur des Flügels orientiert sich an ihrer distalen Seite (Seite, die vom Drehpunkt wegzeigt) an der Kreisbogenform, es sind aber noch kleine (1–6 cm große) Ausschnitte vorgenommen, die eine Treppenförmige Kontur erzeugen. Verschieden hohe Stufen greifen beim Herauffahren mit ihrer Kante in verschiedene Teile des gebildeten Treppchens ein.
• Zeichnungen
• Alle Zeichnungen außer 2 stellen eine in Seitenansicht mit Blick auf die linke Rollstuhlseite dar. (Die linke Seite vom Fahrer aus gesehen)
• 1 Zeigt ein Ausführungsbeispiel nach Schutzanspruch 4, wobei Rollstuhlrahmen und Treppensteigelement verbunden sind. Der Rollstuhl besitzt also nicht nur die kleinen Hilfsräder (10), sondern auch große, abnehmbare Räder (18)
• 2 zeigt den Rollstuhl in Vorderansicht. Er besitzt große Speichenräder, welche bei üblichem Radsturz von etwa 5° genügend Platz (25) bieten für die Hebel (7) der Treppensteigenden Einheit, ohne weiter auseinander rücken zu müssen.
• 3 Zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Treppensteigelementes in einer Form, wie es günstig im KFZ transprotiert werden kann. (nach Schutzanspruch 4).
• 4 Zeigt die Vorrichtung nach Schutzanspruch 4 an der oberen Treppenkante, beim Einfahren von oben oder beim Herausfahren nach oben. Die großen Räder (17) befinden sich in einer Ablage vorne und das Gewicht des Fahrers liegt zu 80% auf Hilfsrad (10) und zu 20% auf der Raupe (5).
• 5 Zeigt den Beginn des Treppensteigens von unten. Der Rollstuhlrahmen, ist rückwärts an die unterste Stufen gefahren worden.
• Die Hinterradschwinge (7) befindet sich in "6 Uhr-Position". Die großen Hinterräder werden nun vom Boden abgehoben und können entfernt werden. Hilfsräder 10 bevorzugt manuell angetrieben, so daß der Fahrer sich dann auch ohne große Räder rollend fortbewegen kann.
• 6 Im Vergleich zu 5 ist die Hinterradschwinge (7) im Uhrzeigersinn verschwenkt worden (In der Beschreibung wird diese Drehrichtung Vorwärtsdrehrichtung genannt, die umgekehrte Drehrichtung wäre die Rückwärtsdrehrichtung) und zieht nun den Rollstuhl ohne Kippgefahr in die Treppe. Zur Anpassung an verschiedene Stufengeometrien dienen die stufenförmige. Kontur (15) des Auslegers (12) an der Hinterradschwinge (7).
• 7 Die Raupenkette 5, gelagert am Rahmen (6) der treppensteigenden Vorrichtung wird nun angetrieben und fährt den Fahrer hoch. Durch die niedrige Schwerpunktlage entsteht genügend Kippsicherheit, auch bei geringem Gewicht der treppensteigenden Vorrichtung. Die Achse des Hebels zeigt hier in "10" Uhr-Position"
• Um bei kurzer, kompakter Kette genügend Kippsicherheit zu bieten, hat der Rahmen bei dieem Ausführungsbeispiel hinten einen Kippschutz (22). Um ein Vornüberkippen zu verhindern, fährt auf der Treppe bei diesem Ausführungsbeispiel nach vorne ein Hebel aus.
• 8 Am oberen Treppenabsatz angekommen, wird Hinterradschwinge (7) nun so weit im Uhrzeigersinn (Vorwärtsdrehrichtung) verschwenkt, bis Hilfsrad (10) auf den oberen Treppenabsatz aufsetzt.
• 4 Die nächste Situation nach der in 8 beschreibenen ist in 4 beschrieben, dann käme die Situation wie in 6 beschrieben, dann die Situation wie in 1 beschrieben. Damit wäre eine Treppe bewältigt. Beim Herabfahren würde der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ablaufen, wobei sich Hinterradschwinge (7) dann eine volle Drehung in Rückwärtsdrehrichtung drehen würde.
• Ziffern 1–16 sind in den Schutzansprüchen erwähnt. Weitere

17

Großes Hinterrad des Rollstuhles

18

Vorderrad, kleiner, gelenkt

19

Nabe des Hinterrades

20

Verbindungsstange zwischen den Hinterradnaben. Nicht Zwingend notwendig.

21

Vorderer Stützhebel gegen Vornüberkippen auf der Treppe, ausfahrbar

22

Hinterer Stützhebel, am Rahmen befestigt.

23

Treppe

24

Spindelhubgetriebe, als ein möglicher Antrieb des Hebels 7.

25

Platz für den Hebel 7, schraffiert. Der Rollstuhl wird nicht breiter.

Claims (4)

1. Rollstuhl mit einem Rahmen (1), einer Sitzfläche (2), einer Lehnenfläche (3), mit einer Sitzhinterkante (4), wo sich die Ebenen von Sitzfläche (2) und Lehnenfläche (3) schneiden, mit einer Treppensteigenden Einheit wie einer Raupe (5), wobei genannte Treppensteigende Einheit einen zweiten Rahmen (6) besitzt oder fest in den Rahmen (1) des Rollstuhles integriert ist, mit mindestens einem Hebel (7), wobei dieser drehbar am Rahmen (6) der Treppensteigenden Einheit (5) oder des Rollstuhles (1) befestigt ist, wobei die Drehachse (8) des Hebels (7) etwa parallel zur Sitzhinterkante (4) verläuft, wobei genannte Hebel (7) eine Längsachse (9) etwa senkrecht zur Drehachse (8) aufweisen, wobei der drehachsenferne Teil jedes Hebels (7) ein oder mehrere Räder (10) als Rollmittel auf dem Untergrund besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) im Bezug zum Rahmen (6) angetrieben ist und um mindestens 360° drehbar ist und dass die genannten Räder (10) einen Durchmesser von maximal 30 cm besitzen, und dass die Drehachse (8) des Hebels (7) einen Abstand von der Sitzhinterkante (4) besitzt, der zwischen 15 und 25 cm beträgt.
2. Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, wobei der/die Hebel (7) eine Rückwärtsdrehrichtung (11) besitzt, die der Richtung entspricht, wenn sich der/die genannten Hebel in Seitenansicht betrachtet, mit Blick auf die linke Seite, im Gegenuhrzeigersinn dreht, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) einen Ausleger (12) besitzt, der sich von der Längsachse (9) des Hebels (7) weg in Richtung Rückwärtsdrehrichtung (11) erstreckt, dessen Form etwa einem Kreisbogen (13) entspricht, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens (13) etwa auf der Drehachse (8) des genannten Hebels (7) liegt.
3. Vorrichtung nach Schutzanspruch 2, wobei der Radius (14) des genannten Kreisbogens (13) etwa der Summe entspricht aus der Länge des genannten Hebels (7) entlang seiner Längsachse (9) plus dem Radius des als Rollmittel dienenden Rades (10) abzüglich (16 +/–4) cm.
4. Vorrichtung nach Schutzanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kreisbogen (13) 1–5 cm kleine Ausschnitte (15) besitzt, die ihm auf der Seite, die von der Drehachse wegzeigt, eine treppenförmige Kontur (16) verleihen.