DE102010008265B4

DE102010008265B4 - Kleinfahrzeug

Info

Publication number: DE102010008265B4
Application number: DE102010008265A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: AAT Alber Antriebstechnik GmbH
Current assignee: AAT Alber Antriebstechnik GmbH
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: DE102010008265A1

Abstract

Kleinfahrzeug, insbesondere Rollstuhl, mit mindestens zwei abnehmbaren Laufrädern (12) und mindestens einer Antriebseinheit (16) für die Laufräder (12), die mindestens einen Motor, einen Akkumulator und eine Steuereinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) koaxial an einer Nabe (22) eines Laufrads (12) anordenbar und als eine unabhängig von den Laufrädern (12) vom Kleinfahrzeug abnehmbare Einheit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kleinfahrzeug, insbesondere einen Rollstuhl, mit mindestens zwei abnehmbaren Laufrädern und mindestens einer Antriebseinheit für die Laufräder, die mindestens einen Motor, einen Akkumulator und eine elektronische Steuerung aufweist.
Ein derartiges Kleinfahrzeug ist aus der DE 198 57 786 C2 bekannt. Bei dem bekannten Kleinfahrzeug handelt es sich um einen so genannten Selbstfahrerrollstuhl, dessen Antriebseinheit fest in die Laufräder integriert ist. Bei diesem Rollstuhl sind die Laufräder vom Rollstuhlrahmen abnehmbar und der Rahmen selbst faltbar, sodass der Rollstuhl Platz sparend in einem PKW transportiert werden kann. Die beiden Laufräder weisen dabei allerdings durch die in sie integrierte Antriebseinheit mit einem Motor und eventuell noch einem Getriebe, einem Akkumulator und einer Steuereinrichtung ein sehr hohes Gewicht auf und sind dadurch von einem Rollstuhlfahrer ohne fremde Hilfe nur sehr schwer in einem Fahrzeug verstaubar. Die schweren Laufräder sind insbesondere für Rollstuhlfahrer hinderlich, die in der Lage sind, ihren PKW selbst zu fahren. Sind sie alleine unterwegs, müssen sie sich zunächst vom Rollstuhl in das Fahrzeug ziehen und dann die Laufräder vom Fahrersitz aus demontieren und hinter oder neben sich im Fahrzeug verstauen. Auch der erneute Zusammenbau des Rollstuhls am Zielort gestaltet sich aufgrund des hohen Gewichts der Laufräder für einen körperlich behinderten Menschen schwierig.
Die WO 95/35 082 A1 offenbart einen Rollstuhl, an den eine Antriebseinheit in Form eines Wagens durch zwei Klauenkupplungen angekuppelt werden kann. Der zusätzliche Wagen ist entsprechend groß ausgebildet und ohne fremde Hilfe für einen Rollstuhlfahrer nur sehr schwer in einem Fahrzeug verstaubar.
Ein elektrisch angetriebener Kleinwagen ist ferner aus der DE 37 14 066 A1 in Form eines Golfwagens bekannt. Die Räder des Golfwagens sind dabei durch jeweils einen Elektromotor antreibbar. In einer Ausführung des Golfwagens sind Batterie und Motor innerhalb des Behälters ein- und ausbaubar angeordnet.
Weiter ist aus der DE 691 04 064 T2 eine Antriebseinheit als Fortbewegungshilfe eines handgetriebenen Rollstuhls bekannt. Die Antriebseinheit ist dabei am Rückenteil eines handgetriebenen Rollstuhls an bring bar.
Die DE 10 2004 039 519 B3 offenbart eine Laufradanordnung für einen Rollstuhl. Die Laufradanordnung weist dabei zwei Laufräder mit Antrieben auf, wobei die Kombinationen aus Laufrad und Antrieb über Schwenkplatten lösbar mit einem Rahmen des Rollstuhls verbindbar sind.
Aus der DE 697 16 209 T2 ist weiter ein elektrisch angetriebener Rollstuhl bekannt, der in einem Gehäuse, das an einer Sitzbasisplatte des Rollstuhls befestigbar ist, einen Motor, eine Batterie und eine Steuereinheit aufweist. Das Gehäuse kann je nach Bedarf zusammen mit dem Sitz vom Rollstuhlrahmen gelöst werden.
Ferner ist aus der EP 0 153 663 A2 ein von einer Energiequelle versorgter Antriebsmotor mit einer Steuervorrichtung für scheibenförmige oder radförmige Körper bekannt. Der Motor dient dem Umbau eines handbetriebenen Faltrollstuhls zu einem Elektrorollstuhl. Dabei bilden Getriebe und Motor eine von einer Steuerung und einer Batterie getrennte Einheit. Durch die Einheit aus Getriebe und Motor ist zumindest ein Laufrad antreibbar.
Die DE 195 27 680 A1 offenbart ein muskelkraftbetriebenes Radfahrzeug mit einem elektrischen Hilfsantrieb und einer Steuereinrichtung, mit der, in Abhängigkeit von der auf das jeweilige Rad wirkenden, mit einer Sensoreinrichtung erfassten Muskelkraft der Hilfsantrieb zur Abgabe eines zusätzlichen Drehmoments ansteuerbar ist. Der Hilfsantrieb ist nicht vom Laufrad abnehmbar und vorzugsweise getriebelos zwischen einer Radaufnahmeeinrichtung und dem jeweiligen Laufrad gekoppelt.
Ein Kleinfahrzeug mit faltbarem Stuhlgestell ist ferner aus der DE 41 27 257 A1 bekannt. Das Kleinfahrzeug ist dabei mit zwei in Laufräder integrierten Nabenmotoren ausgerüstet. Die Laufräder sind als vom Rollstuhlgestell abnehmbare Steckräder ausgebildet.
Schließlich ist aus der DE 201 20 619 U1 bekannt, eine Antriebs- und Bremshilfsvorrichtung für Rollstühle bereitzustellen, die am Rahmen eines Rollstuhls befestigbar ist. Die Antriebs- und Bremshilfsvorrichtung weist ein motorisch antreibbares Ritzel auf, das an einem an der Felge eines Laufrades des Rollstuhls befestigbaren Innenzahnkranz angreift.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Kleinfahrzeug und insbesondere einen Rollstuhl derart auszuführen, dass er auf einfachere Weise transportierbar ist als die bekannten Kleinfahrzeuge.
Diese Aufgabe wird durch ein Kleinfahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, dessen Antriebseinheit koaxial an einer Nabe eines Laufrads anordenbar und als eine unabhängig von den Laufrädern vom Kleinfahrzeug abnehmbare Einheit ausgebildet ist. Das Kleinfahrzeug hat den wesentlichen Vorteil, dass es der Benutzer in mehrere, weniger schwere Teile zerlegen und somit einfacher handhaben und verstauen kann.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Antriebseinheit außerdem ein Getriebe auf, um das Drehmoment und die Drehzahl des Motors optimal an die Geschwindigkeit des Kleinfahrzeugs anpassen zu können. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Planetengetriebe handeln, das die Drehzahl des Motors untersetzt.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Laufräder des Kleinfahrzeugs über eine Steckachse lösbar mit dem Rahmen des Kleinfahrzeugs verbunden. Die Laufräder können so werkzeugfrei vom Kleinfahrzeug abgenommen und zum Transport verstaut werden. Darüber hinaus ist ein Wechsel eines Laufrads beispielsweise im Falle eines Defekts einfach möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Antriebseinheit auf die Steckachse des Laufrads aufsetzbar und gemeinsam mit dem Laufrad am Rahmen des Kleinfahrzeugs befestigbar. Die Antriebseinheit ist dadurch koaxial mit der Nabe des Laufrads verbunden. Die gemeinsame Steckachse vereinfacht den Aufbau des Kleinfahrzeugs und reduziert den Aufwand beim Zerlegen vor dem Transport, sowie bei der Montage des Kleinfahrzeugs nach dem Transport.
Um das Zerlegen des Kleinfahrzeugs weiter zu vereinfachen, kann ein Schnellverschluss zum Lösen und Arretieren der Steckachse vorgesehen sein. Das Kleinfahrzeug kann dann durch Lösen der Schnellwechsel-Steckachse einfach und schnell in die Komponenten Antriebseinheit und Laufrad sowie Kleinfahrzeugrahmen zerlegt und ebenso rasch wieder zusammengebaut werden.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am Rahmen ein Zahnkranz angeordnet, in den ein Antriebsritzel der Antriebseinheit eingreift, wodurch eine drehmomentschlüssige und verschleißarme Verbindung erreicht wird. Wird der Zahnkranz als ein Innenzahnkranz ausgeführt, so lässt sich eine sehr geringe Baubreite des Kleinfahrzeugs erreichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Laufräder jeweils mit einem Greifring ausgestattet. Am Greifring ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mit der eine zur Beschleunigung oder Abbremsung am Greifring wirkende Muskelkraft eines Benutzers erfassbar und an die Steuereinrichtung weiterleitbar ist. Je nach Einstellung des Benutzers wird aufgrund des Messsignals der Sensoreinrichtung eine entsprechend starke Unterstützung der Muskelkraft durch die Antriebseinheiten bewirkt. Bei Bergabfahrten ist auch ein Abbremsen des Kleinfahrzeugs mithilfe der Antriebseinheiten möglich. Die Antriebseinheiten schalten dabei ihre Laufrichtung um, wenn auf die Greifringe bremsend eingewirkt wird und sorgen so für eine sichere Abfahrt. Die Schiebe- und Bremshilfe erleichtert das Befahren von Steigungen und erweitert so den Aktionsradius des Benutzers erheblich, ohne dass der Trainingseffekt für die Armmuskulatur verloren geht. Auch eine Begleitperson kann über eine entsprechende Sensorik beim Schieben des Rollstuhls an Steigungen oder Gefällen unterstützt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Antriebseinheit mit dem Laufrad mitrotierend befestigt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Messsignal der an der Sensoreinrichtung des Greifrings gemessenen Muskelkraft ohne Schleifkontakte an die Antriebseinheit des Kleinfahrzeugs weitergeleitet werden kann. Die Sensoren sind vorzugsweise über eine Sensorleitung und Kontaktstifte mit der Antriebseinheit elektrisch leitfähig verbunden. Bei der Montage der Antriebseinheit am Laufrad wird somit automatisch der elektrische Kontakt zwischen der Antriebseinheit und den Sensorleitungen der Sensoreinrichtung geschlossen.
Zu therapeutischen Zwecken kann das von der Antriebseinheit erlangte Drehmoment in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entsprechend der gemessenen Muskelkraft regelbar sein. Vorzugsweise kann das vom Antrieb erzeugte Drehmoment oder das mittels Muskelkraft erzielte Drehmoment einen einstellbaren Wert nicht überschreiten, um eine Überlastung der Muskulatur des Benutzers oder des Antriebs zu vermeiden. Für die Regelung der Antriebseinheit sind mehrere Vorgehensweisen denkbar. Das vom Benutzer abgegebene Drehmoment kann beispielsweise in einem festen Verhältnis zum Drehmoment der Antriebseinheit stehen, wobei das Verhältnis vom Benutzer vorgebbar ist. Das Kleinfahrzeug ist dadurch vom Benutzer entsprechend leichter bewegbar. Eine andere Regelmöglichkeit besteht darin, die Geschwindigkeit des Kleinfahrzeugs konstant zu halten.
Darüber hinaus kann eine am Kleinfahrzeug integrierte Sensoreinrichtung auf das Kleinfahrzeug wirkende Beschleunigungen oder den vom Kleinfahrzeug eingenommenen Winkel gegenüber der Horizontalen erfassen. Mittels der Steuereinrichtung der Antriebseinheit können daraufhin die Antriebseinheiten der Laufräder die Drehzahl oder den erfassten Winkel des Kleinfahrzeugs auf vorbestimmte Werte regeln. Diese Art der Sensoreinrichtung kann beispielsweise dazu eingesetzt werden ein Nachhintenkippen oder ein Überschlagen des Kleinfahrzeugs zu verhindern.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kleinfahrzeugs darstellt.
Im Einzelnen zeigen:
1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Kleinfahrzeugs mit einem Laufrad in gelöstem Zustand;
2 eine geschnittene Darstellung der Teilansicht aus 1 mit fest montiertem Laufrad.
1 zeigt ansatzweise einen Rahmen 10 eines Kleinfahrzeugs, hier eines Rollstuhls, sowie ein Laufrad 12, das mittels einer Steckachse 14 mit dem Rahmen 10 des Kleinfahrzeugs verbunden ist. Der ansatzweise gezeigte Rahmen 10 ist typischerweise faltbar und mit einer Sitz- und Rückenlehnenbespannung versehen. Auf der vom Rahmen 10 weg weisenden Seite des Laufrads 12 befindet sich eine Antriebseinheit 16, die ebenfalls durch die Steckachse 14 am Laufrad 12 und am Rahmen 10 befestigt ist, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist. Das Laufrad 12 weist einen Reifen 18 auf, der mittels Speichen 20 mit einer Nabe 22 des Laufrads 12 verbunden ist, die auf der Steckachse 14 kugelgelagert ist. Die Antriebseinheit 16 kann somit koaxial an der Nabe 22 angeordnet werden. Die Nabe 22 ist topfartig ausgebildet und übergreift eine am Rahmen 10 angeordnete Scheibe mit axial vorstehendem Randbereich 24. Die Scheibe mit axial vorstehendem Randbereich 24 ist durch eine Platte 26 fest mit dem Rahmen 10 des Kleinfahrzeugs verbunden. Am Laufrad 12 ist außerdem an der Außenseite ein Greifring 30 in Umfangsrichtung begrenzt beweglich befestigt.
Wie auch aus 2 ersichtlich, ist der Greifring 30 dazu über Stützen 32 und die Sensorelemente 28 mit dem Reifen 18 verbunden. Die Stützen 32 können als Gummielemente ausgeführt sein. Diese federelastische Lagerung des Greifrings 30 ermöglicht, die auf den Greifring 30 ausgeübte Kraft zu messen und ein entsprechendes Messsignal an eine Steuereinrichtung der Antriebseinheit 16 weiterzuleiten. Die Steuereinrichtung regelt dann den Antrieb des Elektromotors mit Übersetzungsgetriebe, welches durch ein Ritzel 34 das Drehmoment der Antriebseinheit 16 auf einen Innenzahnkranz 36 des Laufrads 12 überträgt. Abhängig von der gemessenen Muskelkraft wird daher der Benutzer beim Bewegen des Kleinfahrzeugs motorisch unterstützt.
Zum Zerlegen des Kleinfahrzeugs wird ein Schnellverschluss 38, der beispielsweise als ein Drehgriff oder als eine von Fahrrädern bekannte Spannvorrichtung ausgeführt ist, gelöst. Durch das Lösen des Schnellverschlusses 38 kann die auf der Steckachse 14 montierte Antriebseinheit 16 aus ihrem Verbund mit dem Laufrad 12 gelöst und abgenommen werden. Der Benutzer, beispielsweise ein körperlich behinderter Rollstuhlfahrer, kann die kompakte Antriebseinheit 16 hinter oder neben seinem Fahrersitz verstauen. Anschließend wird das gleichfalls auf der Steckachse 14 montierte und relativ leichte Laufrad 12 vom Rahmen des Kleinfahrzeugs abgenommen und ebenfalls im PKW verstaut. Auf die gleiche Art und Weise kann der Benutzer die Antriebseinheit und das Laufrad auf der anderen Seite des Rahmens 10 (beide nicht gezeigt) demontieren, im PKW verstauen und schließlich den faltbaren Rahmen 10 zusammenklappen und ebenfalls im PKW unterbringen. Das Auseinanderbauen und Verstauen des Rollstuhls ist durch die Trennung von Laufrad und Antriebseinheit ebenso wie der Zusammenbau des Rollstuhls dabei für den Benutzer leichter ohne fremde Hilfe möglich als bei bekannten Rollstühlen.

Claims

Kleinfahrzeug, insbesondere Rollstuhl, mit mindestens zwei abnehmbaren Laufrädern (12) und mindestens einer Antriebseinheit (16) für die Laufräder (12), die mindestens einen Motor, einen Akkumulator und eine Steuereinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) koaxial an einer Nabe (22) eines Laufrads (12) anordenbar und als eine unabhängig von den Laufrädern (12) vom Kleinfahrzeug abnehmbare Einheit ausgebildet ist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) außerdem ein Getriebe aufweist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (12) über eine Steckachse (14) lösbar mit dem Rahmen (10) des Kleinfahrzeugs verbunden sind.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) auf die Steckachse (14) des Laufrads (12) aufsetzbar und gemeinsam mit dem Laufrad (12) am Rahmen (10) des Kleinfahrzeugs befestigbar ist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steckachse (14) ein Schnellverschluss zum Lösen und Arretieren der Steckachse (14) vorgesehen ist.
Kleinfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an seinem Rahmen (10) ein Zahnkranz (36) angeordnet ist, in den ein Antriebsritzel (34) der Antriebseinheit (16) eingreift.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (36) ein Innenzahnkranz ist.
Kleinfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (12) jeweils mit einem Greifring (30) ausgestattet sind und eine Sensoreinrichtung (28) vorgesehen ist, mit der eine zur Beschleunigung oder Abbremsung am Greifring (30) wirkende Muskelkraft eines Benutzers erfassbar und an die Steuereinrichtung weiterleitbar ist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) mit dem Laufrad (12) mitrotierend befestigt ist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Antriebseinheit (16) erlangte Drehmoment entsprechend der gemessenen Muskelkraft regelbar ist.
Kleinfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Antrieb erzielte Drehmoment oder das mittels Muskelkraft erzielte Drehmoment einen einstellbaren Wert nicht überschreitet.