Die Erfindung betrifft einen Treppensteigmechanismus für eine Transportvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zum Treppensteigen für einen Rollstuhl.The invention relates to a stair climbing mechanism for a transport device, in particular a device for climbing stairs for a wheelchair.
Vorrichtungen zum Treppensteigen für Rollstühle weisen ein mit Rädern versehenes Fahrgestell auf, das eine Hubeinrichtung beispielsweise mit einem heb- und senkbaren Stützfuß aufnimmt, der auf eine Stufe aufgesetzt wird und das Fahrgestell – je nach Fahrrichtung – auf die nächste Stufe anhebt bzw. absenkt. Die Steuerung des Fahrgestells erfolgt per Hand aus mit Handgriffen, welche Steuerschalter zur Betätigung des elektrischen Antriebs der Hubeinrichtung tragen.Devices for climbing stairs for wheelchairs have a wheeled chassis that receives a lifting device, for example, with a liftable and lowerable support leg, which is placed on a level and the chassis - depending on the direction of travel - raises or lowers to the next level. The control of the chassis is done by hand with handles, which control switch to operate the electric drive of the lifting device.
Zur Verbindung der Treppensteigvorrichtung mit einem Rollstuhl kann am Stuhlgestell eine Halterung zur Fixierung der Treppensteigvorrichtung mit dem Gestell des Rollstuhls vorgesehen sein. In diesen Fällen müssen häufig die Laufräder des Rollstuhles für den Einsatz der Treppensteigvorrichtung demontiert werden, was den Gebrauch der Vorrichtung umständlich macht. Um eine Treppensteigvorrichtung unabhängig von einer am Rollstuhl angebrachten Halterung zur Fixierung desselben einsetzen zu können, können an der Treppensteigvorrichtung seitlich zwei Arme mit Aufnahmen für die Laufräder des Rollstuhles angebracht sein, so dass ein Rollstuhl mit seinen Laufrädern in diese Aufnahmen geschoben und an der Treppensteigvorrichtung mittels einer einfachen Klemmeinrichtung festgeklemmt werden kann. Der Rollstuhl stützt sich somit über seine Laufräder und die seitlichen Aufnahmen lastabtragend an der Treppensteigvorrichtung ab, sodass am Rollstuhl keine gesonderte Halterung zur Aufnahme der Treppensteigvorrichtung vorzusehen ist und ein Abnehmen der Laufräder des Rollstuhles für den Einsatz der Treppensteigvorrichtung entbehrlich wird.To connect the stair climbing device with a wheelchair can be provided on the chair frame a bracket for fixing the stair climbing device to the frame of the wheelchair. In these cases, often the wheels of the wheelchair for use of the stair climbing device must be dismantled, which makes the use of the device cumbersome. In order to use a stair climbing device regardless of a mounted on the wheelchair holder for fixing the same, can be attached to the stair climbing device laterally two arms with receptacles for the wheels of the wheelchair, so that a wheelchair pushed with his wheels in these recordings and the stair climbing device by means a simple clamping device can be clamped. The wheelchair is thus based on his wheels and the side shots load-bearing on the stair climbing device, so that the wheelchair no separate holder for receiving the stair climbing device is provided and a removal of the wheels of the wheelchair for the use of stair climbing device is unnecessary.
Nachteilig bei den derartigen Treppensteigvorrichtungen mit seitlichen Aufnahmen für die Laufräder eines Rollstuhles ist allerdings, dass die beiden seitlichen Arme für die Aufnahmen jeweils vom Fahrgestell abgenommen werden müssen, um die Treppensteigvorrichtung platzsparend lagern zu können, wie dies beispielsweise für die Mitnahme in einem Fahrzeug notwendig ist. Des Weiteren muss die Treppensteigvorrichtung vom Rollsuhl demontiert werden, um mit dem Rollstuhl auf einer eben Fläche fahren zu können, wodurch bei häufigem Bewegen des Rollstuhls über Treppen die Treppensteigvorrichtung ständig montiert und demontiert werden und in der Zwischenzeit gesondert transportiert werden muss.A disadvantage of such stair climbing devices with lateral receptacles for the wheels of a wheelchair, however, that the two lateral arms must be removed for the recordings each from the chassis to store the stair climbing device space saving, as is necessary for example for driving in a vehicle , Furthermore, the stair climbing device must be disassembled from the wheelchair in order to drive with the wheelchair on a flat surface, whereby the stair climbing device is constantly mounted and dismantled when moving the wheelchair frequently over stairs and must be transported separately in the meantime.
Allgemein haben Hubeinrichtungen bekannter Treppensteigvorrichtungen den Nachteil, dass der Rollstuhl vor dem Absenken auf eine tiefere Stufe jedes mal angehoben (und umgekehrt nach dem Heben auf die nächsthöhere Stufe wieder abgesenkt) wird, was für die im Rollstuhl sitzende Person als unangenehm empfunden wird, und für den Antrieb der Hubeinrichtung einen höheren Energieaufwand bedeutet.In general, lifting devices known stair climbing devices have the disadvantage that the wheelchair before lowering to a lower level each time raised (and vice versa after lifting to the next higher level lowered again), which is perceived as unpleasant for the person sitting in the wheelchair, and for the drive of the lifting device means a higher energy consumption.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Treppensteigen für Rollstühle zur Verfügung zu stellen, bei der weder die Räder des Rollstuhl abgenommen werden müssen, noch die Vorrichtung beim Fahren auf ebenen Flächen vom Rollstuhl demontiert werden muss sowie das oben erwähnte Absenken nach dem Heben des Rollstuhls auf die nächsthöhere Stufe auf ein Mindestmaß reduziert ist.The object underlying the present invention is to provide an improved device for climbing stairs for wheelchairs, in which neither the wheels of the wheelchair must be removed, nor the device when driving on flat surfaces of the wheelchair must be dismantled and the above-mentioned Lowering is minimized after lifting the wheelchair to the next level.
Diese Aufgabe wird durch die Treppensteigvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch Verfahren zur Steuerung der Treppensteigvorrichtung gemäß den Ansprüchen 11 und 12 gelöst. Unterschiedliche Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the stair climbing device according to claim 1 and by methods for controlling the stair climbing device according to claims 11 and 12. Different embodiments are the subject of the dependent claims.
Im Folgenden wird eine Vorrichtung zum Treppensteigen offenbart. Die Treppensteigvorrichtung weist folgendes auf: ein Gestell; einen an dem Gestell schwenkbar oder fest gelagerten Stützfuß, der in einer eingefahrenen Position und in einer ausgefahrenen Position fixierbar ist; eine an dem Gestell gelagerte, und relativ dazu bewegbare Schubstange; eine Antriebseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Schubstange relativ zum Gestell entlang einer vorgegebenen Bahn zu heben bzw. zu senken, wobei die Lagerung des Stützfußes und die durch den Antrieb vorgegebene Bahn der Schubstange derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Schubstange in einem mit dem Stützfuß fest verbundenen Koordinatensystem sich entlang einer geschlossenen zweidimensionalen Kurve bewegt.In the following, a device for climbing stairs is disclosed. The stair climbing device comprises: a frame; a pivotally mounted on the frame or fixed support leg, which is fixable in a retracted position and in an extended position; a mounted on the frame, and relatively movable to push rod; a drive unit which is adapted to raise or lower the push rod relative to the frame along a predetermined path, wherein the bearing of the support leg and the predetermined by the drive path of the push rod are coordinated so that the push rod in one with the Support foot firmly connected coordinate system moves along a closed two-dimensional curve.
Im Falle eines starr an dem Gestell gelagerten Stützfußes ist die Schubstange mit Hilfe der Antriebseinheit relativ zur Treppensteigvorrichtung entlang einer zweidimensionalen geschlossenen Kurve (z. B. einer Kreisbahn) bewegbar. Im Falle eines in einem gewissen Winkelbereich schwenkbar (d. h. verkippbar) am Gestell gelagerten Stützfußes genügt es, wenn die Antriebseinheit einen Lineartrieb umfasst, der ein einfaches Ein- und Ausfahren (d. h. Heben und Senken entlang einer Linie) der Schubstange ermöglicht.In the case of a support foot mounted rigidly on the frame, the push rod can be moved relative to the stair climbing device along a two-dimensional closed curve (eg a circular path) with the aid of the drive unit. In the case of a support leg which is pivotable in a certain angular range (i.e., tiltable) on the frame, it is sufficient if the drive unit comprises a linear drive which allows for simple retraction and extension (i.e., lifting and lowering along a line) of the push rod.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Abbildungen dargestellten Beispiele näher erläutert. In den Abbildungen zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to the examples shown in the figures. In the pictures shows:
1 Skizzen zur Illustration verschiedener Arbeitsprinzipien von Treppensteigvorrichtungen; 1 Sketches illustrating various working principles of stair climbing devices;
2 eine Darstellung eines ersten Beispiels der erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung mit zur Montage an einem Rollstuhl; 2 a representation of a first example of the stair climbing device according to the invention with for mounting on a wheelchair;
3 eine detailliertere Darstellung eines Stützfußes aus dem Beispiel aus 2; 3 a more detailed representation of a support leg from the example 2 ;
4 eine Folge von schematischen Abbildungen der Vorrichtung aus 2 in achtzehn aufeinanderfolgenden Positionen beim Abstieg über eine Treppe; 4 a sequence of schematic illustrations of the device 2 in eighteen consecutive positions when descending a staircase;
5 eine Darstellung eines zweiten Beispiels der erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung mit zur Montage an einem Rollstuhl; 5 a representation of a second example of the stair climbing device according to the invention with for mounting on a wheelchair;
6 eine Folge von schematischen Abbildungen der Vorrichtung aus 5 in vier aufeinanderfolgenden Positionen beim Aufstieg über eine Treppe; und 6 a sequence of schematic illustrations of the device 5 in four consecutive positions when climbing a staircase; and
7 eine Folge von schematischen Abbildungen der Vorrichtung aus 5 in vier aufeinanderfolgenden Positionen beim Abstieg über eine Treppe. 7 a sequence of schematic illustrations of the device 5 in four consecutive positions when descending a staircase.
In den Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleicher bzw. ähnlicher Bedeutung.In the figures, the same reference numerals designate the same or similar components with the same or similar meaning.
Die 1 zeigt Skizzen zur Illustration verschiedener Arbeitsprinzipien von Treppensteigvorrichtungen. 1a zeigt einen Rollstuhl mit einem beweglichen Stützfuß 24, der mit Hilfe einer geeigneten Antriebseinheit relativ zum Rollstuhl entlang einer elliptischen oder kreisförmigen Bahn bewegt wird. Der Rollstuhl bewegt sich damit auf einer Art Zykloide die Treppe hinauf. Eine derartiger Treppensteigvorrichtung ist jedoch nicht für die üblicherweise verwendeten Rollstühle geeignet, bei denen die als Hinterräder sogenannte Großräder verwendet werden, deren Durchmesser so groß ist, dass sie leicht per Hand angetrieben werden können.The 1 shows sketches illustrating various working principles of stair climbing devices. 1a shows a wheelchair with a mobile support leg 24 which is moved by means of a suitable drive unit relative to the wheelchair along an elliptical or circular path. The wheelchair moves up the stairs on a kind of cycloid. However, such a stair climbing device is not suitable for the wheelchairs commonly used in which the rear wheels so-called large wheels are used, whose diameter is so large that they can be easily driven by hand.
Die 1b und 1c zeigen eine gegenüber dem Beispiel aus 1a verbessere Treppensteigvorrichtung mit einem antriebslos an der Vorrichtung gelagerten Stützfuß 24 und einer von einer Antriebseinheit bewegten Schubstange 23, an deren unterem Ende optional ein Paar Fahrrollen 31 angeordnet ist. Die Lagerung des Stützfußes 24 und der Antrieb der Schubstange 23 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Schubstange sich in einem mit dem Stützfuß 24 fest verbundenen Koordinatensystem entlang einer geschlossenen zweidimensionalen Kurve bewegt.The 1b and 1c show one opposite to the example 1a Improve stair climbing device with a support foot mounted without drive on the device 24 and a push rod moved by a drive unit 23 , at the lower end optionally a pair of casters 31 is arranged. The storage of the support foot 24 and the drive of the push rod 23 are coordinated so that the push rod is in one with the support leg 24 firmly connected coordinate system moves along a closed two-dimensional curve.
In dem Beispiel aus 1b wird die Bewegung der Schubstage entlang der gestrichelt dargestellten geschlossenen zweidimensionalen Kurve z. B. dadurch realisiert, dass die Schubstange 23 an mit Hilfe einer Führung und einem Exzenter auf einer Kreisbahn oder einer elliptischen Bahn bewegt wird, wobei der Stützfuß 24 starr mit dem Rollstuhl verbunden ist. In dem Beispiel aus 1c wird die Bewegung der Schubstange entlang der gestrichelt dargestellten geschlossenen zweidimensionalen Kurve z. B. dadurch realisiert, dass die Schubstange mit Hilfe eines Linearantriebs angehoben und abgesenkt wird und gleichzeitig der Stützfuß in einem bestimmten Winkelbereich hin und hergeschwenkt (verkippt) wird. In diesem Fall kann, je nachdem wie die Linearbewegung der Schubstange 23 und die Kippbewegung des Stützfußes 24 zeitlich koordiniert ist, die geschlossene Kurve unterschiedliche Formen annehmen (von annähernd elliptisch bis annähernd rechteckförmig).In the example off 1b For example, the movement of the thrust bearings along the closed two-dimensional curve shown in dashed lines z. B. realized in that the push rod 23 is moved by means of a guide and an eccentric on a circular path or an elliptical path, wherein the support leg 24 rigidly connected to the wheelchair. In the example off 1c is the movement of the push rod along the dashed closed two-dimensional curve z. B. realized in that the push rod is raised and lowered by means of a linear drive and at the same time the support foot in a certain angle range swung back and forth (tilted) is. In this case, depending on how the linear movement of the push rod 23 and the tilting movement of the support foot 24 is coordinated in time, the closed curve take different forms (from approximately elliptical to approximately rectangular).
In 2 ist ein Ausführungsbeispiels der Treppensteigvorrichtung entsprechend der in 1b dargestellten Variante gezeigt, wobei in dieser Realisierung der Treppensteigvorrichtung die Schubstange 23 in aufrechter Lage (aus Sicht des Rollstuhls) entlang einer Kreisbahn bewegt wird. Diese Bewegung wird mit Hilfe eines durch eine Kurbel 22 gebildeten Exzenters sowie einer Kulissenführung ermöglicht. Die Treppensteigvorrichtung aus 2 umfasst ein Gestell 30 bzw. ein Gehäuse, welches das Grundgerüst der Treppensteigvorrichtung bildet und z. B. mit einem Rollstuhl 10 verbindbar ist. Der Rollstuhl selbst sowie dessen Vorderräder 13 und die Hinterräder bzw. Großräder 11 sind in der in der 2 nur schematisch mit gestrichelten Linien dargestellt. In dem Gestell 30 ist eine Antriebseinheit verankert, die beispielsweise einen Elektromotor 21 und eine mit der Motorwelle verbundene Kurbel 22 aufweist. Die Kurbel 22 bildet einen Exzenter, mit dessen Hilfe das obere Ende der Schubstange 23 entlang einer Kreisbahn bewegt wird. Die Bewegung der Schubstange 23 umfasst nur einen Freiheitsgrad, folglich ist die Position der Schubstange allein durch die Winkelstellung der Kurbel 22 festgelegt. Dazu kann eine Lagerung sowie eine Führung der Schubstange 23 verwendet werden, die einem Kreuzkurbeltrieb ähnelt. Die Schubstange 23 ist in einer Linearführung 26 gelagert, durch welche die Schubstange 23 nur entlang ihrer Längsachse gleiten kann. Die Linearführung 26 ist wiederum an oder in einem Kulissenstein 27 angeordnet oder mit einem solchen verbunden, der sich entlang einer im Gestell bzw. im Gehäuse 30 angeordnete Kulisse 25 bewegen kann, wobei die Kulisse 25 im Wesentlichen quer zur Längsachse der Schubstange verläuft. Die Kulisse 25 kann auch leicht gekrümmt verlaufen, wodurch die Schubstange bei einem Durchlauf der geschlossenen Kurve (hier: Kreisbahn) leicht um eine parallel zur Längsachse des Antriebs oder Kurbelachse (z. B. des Motors) 21 verlaufende Achse hin und her geschwenkt wird.In 2 is an embodiment of the stair climbing device according to the in 1b shown variant, wherein in this realization of the stair climbing device, the push rod 23 is moved in an upright position (from the perspective of the wheelchair) along a circular path. This movement is done with the help of a crank 22 formed eccentric and a sliding guide allows. The stair climbing device off 2 includes a frame 30 or a housing which forms the skeleton of the stair climbing device and z. B. with a wheelchair 10 is connectable. The wheelchair itself and its front wheels 13 and the rear wheels or large wheels 11 are in the in the 2 shown only schematically with dashed lines. In the frame 30 is a drive unit anchored, for example, an electric motor 21 and a crank connected to the motor shaft 22 having. The crank 22 forms an eccentric, with the help of which the upper end of the push rod 23 is moved along a circular path. The movement of the push rod 23 includes only one degree of freedom, therefore, the position of the push rod is solely by the angular position of the crank 22 established. This can be a storage and a leadership of the push rod 23 used, which resembles a cross-crank drive. The push rod 23 is in a linear guide 26 stored, through which the push rod 23 can only glide along its longitudinal axis. The linear guide 26 is again on or in a sliding block 27 arranged or connected to such, which extends along a frame or in the housing 30 arranged backdrop 25 can move, taking the backdrop 25 extends substantially transversely to the longitudinal axis of the push rod. The scenery 25 can also be slightly curved, whereby the push rod in a passage of the closed curve (here: circular path) slightly around a parallel to the longitudinal axis of the Drive or crank axle (eg of the engine) 21 pivoting axis is pivoted back and forth.
Als Alternative zu einem Exzenterantrieb kann das obere Ende der Stange auch mit einer umlaufenden Kette (nicht dargestellt) verbunden sein, welche über zwei Kettenräder läuft, wobei ein Kettenrad durch den Motor 21 angetrieben wird. Statt einer Kette könnte auch ein Riemen verwendet werden.As an alternative to an eccentric drive, the upper end of the rod may also be connected to a revolving chain (not shown) which passes over two sprockets, with a sprocket through the engine 21 is driven. Instead of a chain, a belt could be used.
Des Weiteren ist mit dem Gestell 30 ein Stützfuß 24 starr verbunden, der ein und ausfahrbar ist und sowohl in der eingefahrenen sowie in der ausgefahrenen Position fixierbar (d. h. arretierbar) ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Stützfuß 24 zu diesem Zwecke als Teleskopstange ausgebildet.Furthermore, with the frame 30 a support foot 24 rigidly connected, which is retracted and retractable and both in the retracted and in the extended position can be fixed (ie lockable). In the present example is the support leg 24 designed for this purpose as a telescopic rod.
Während des Treppensteigens lastet das Gewicht der Vorrichtung sowie des mit der Vorrichtung verbundenen Rollstuhls abwechselnd auf dem Stützfuß 24 und auf der Schubstange 23. Um einen Lastwechsel zwischen Stützfuß 24 und Schubstange 23 für die im Rollstuhl transportierte Person möglichst ruckfrei zu gestalten, liegt das untere Ende der Schubstange 23 (bzw. der unterste Punkt der an der Schubstange montierten Rollen 31) im ausgefahrenen Zustand nur wenige Zentimeter tiefer als das untere Ende des ausgefahrenen Stützfußes 24.While climbing the stairs, the weight of the device and the device connected to the wheelchair alternately on the support foot 24 and on the push rod 23 , For a load change between support foot 24 and push rod 23 for the person transported in a wheelchair as smooth as possible, lies the lower end of the push rod 23 (or the lowest point of the rollers mounted on the push rod 31 ) in the extended state only a few inches lower than the lower end of the extended support foot 24 ,
Am unteren Ende des Stützfußes kann zudem eine größere Auflagefläche 24a befestigt sein, die als Sturzsicherung wirkt. Das heißt, die Auflagefläche muss groß genug sein, dass die Treppensteigvorrichtung samt Rollstuhl und darin befindlicher Person auf dem Stützfuß stehen kann ohne umzukippen. Um dies zu erreichen muss der Schwerpunkt der gesamten Vorrichtung über der Auflagefläche 24a liegen, z. B. auf der strichpunktierten Line in 3, welche den Stützfuß 24 mit Sturzsicherung 24a zeigt. Um die Stabilität der Treppensteigvorrichtung zu verbessern können auch mehrere – meist zwei – Schubstangen parallel zueinander angeordnet sein, z. B. eine auf der linken Seite und eine auf der rechten Seite der Treppensteigvorrichtung. Die beiden Schubstangen sind miteinander gekoppelt, so dass in der Seitenansicht in 2 nur eine Schubstange 23 zu sehen ist. In gleicher Weise können auch zwei parallele Stützfüße 24 vorgesehen werden, um ein seitliches Kippen der Treppensteigvorrichtung auszuschließen.At the lower end of the support foot can also have a larger contact surface 24a be attached, which acts as a fall protection. That is, the support surface must be large enough that the stair climbing device including wheelchair and person therein can stand on the support without tipping over. To achieve this, the center of gravity of the entire device must be above the support surface 24a lie, z. B. on the dot-dash line in 3 which the support foot 24 with fall protection 24a shows. To improve the stability of the stair climbing device also several - usually two - push rods may be arranged parallel to each other, for. B. one on the left side and one on the right side of the stair climbing device. The two push rods are coupled together, so in the side view in 2 only one push rod 23 you can see. In the same way, two parallel support legs 24 be provided to prevent lateral tilting of the stair climbing device.
In 4 ist eine Folge von achtzehn aufeinanderfolgenden Positionen (4.1 bis 4.18) der Treppensteigvorrichtung aus 2 im Laufe eines Abstiegs über eine Treppe mit 3 Stufen dargestellt, um die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung zu illustrieren. Der Übersichtlichkeit wegen sind in den 4.1 bis 4.18 nur die Räder des Rollstuhls 10 dargestellt sowie der Stützfuß 24, die Schubstange 23, die Kulisse 25 und der Exzenterantieb (Motor 21, Kurbel 22), wobei die Bahn der Kurbel 22 und damit des oberen Endes der Schubstange 23 gestrichelt dargestellt ist. Ebenfalls gestrichelt dargestellt sind die Trajektorie der Motorachse und des unteren Endes der Schubstange bzw. der daran befestigten Rollen 31.In 4 is a sequence of eighteen consecutive positions ( 4.1 to 4.18 ) of the stair climbing device 2 in the course of a descent via a staircase with 3 steps to illustrate the operation of the device described above. For the sake of clarity are in the 4.1 to 4.18 only the wheels of the wheelchair 10 shown as well as the support leg 24 , the push rod 23 , the scenery 25 and the eccentric drive (motor 21 , Crank 22 ), with the web of the crank 22 and thus the upper end of the push rod 23 is shown in dashed lines. Also shown in dashed lines are the trajectory of the motor axis and the lower end of the push rod or the rollers attached thereto 31 ,
In 4.1 befindet sich der Rollstuhl mit der Treppensteigvorrichtung auf der obersten Stufe (Stufe 1) der Treppe. Der Stützfuß 24 ist im eingefahrenen Zustand arretiert und die Schubstange befindet sich nahe dem obersten Punkt ihrer Bahn (oberer Totpunkt), sodass der Rollstuhl auf seinen Rädern steht. Der Exzenterantrieb dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Nach ca. einer Achtel-Umdrehung (vom oberen Totpunkt aus gemessen) setzt die Schubstange 23 bzw. die daran befestigten Rollen am Boden auf (siehe 4.2). Durch die fortwährende Drehung wird der Rollstuhl nun angehoben. In dieser Phase der Bewegung lastet das gesamte Gewicht auf der Schubstange 23 (bzw. auf den Schubstangen). Diese Situation ist in den 4.3 und 4.4 dargestellt. Wenn die Schubstange am tiefsten Punkt ihrer Bahn angelangt ist (unterer Totpunkt) ist der Rollstuhl vollständig angehoben (siehe 4.5). Ungefähr in dieser Position wird der Stützfuß 24 ausgefahren und in der ausgefahrenen Position arretiert (siehe 4.6). Im Laufe der weiteren Drehbewegung des Exzenterantriebs wird die Treppensteigvorrichtung und damit der Rollstuhl wieder abgesenkt und gleichzeitig in Vorwärtsrichtung treppenabwärts bewegt, bis der ausgefahrene Stützfuß 24 auf der nächsten Stufe (Stufe 2) aufsetzt (siehe 4.6 bis 4.8). Mit dem Aufsetzen des Stützfußes auf der Stufe 2 findet auch ein Belastungswechsel von der Schubstange 23 auf den Stützfuß 24 statt. In der Folge hebt die Schubstange 23 wieder ab. Der Zustand, an dem die Schubstange 23 wieder am oberen Totpunkt angelangt ist, ist in 4.9 dargestellt. In der Folge wird bei anhaltender Drehung des Exzenterantriebs die Schubstange 23 wieder abgesenkt bis diese auf der Stufe 2 aufsetzt und die Belastung übernimmt. An dieser Stelle beginnt der Zyklus von vorne, d. h. der Stützfuß wird wieder um eine Stufe abgesenkt ähnlich der in den 4.5 bis 4.9 dargestellten Serie.In 4.1 the wheelchair is on the top step (step 1) of the stairs with the stair climbing device. The support foot 24 is locked in retracted position and the push rod is near the top of its path (top dead center) so that the wheelchair stands on its wheels. The eccentric drive turns counterclockwise. After about one-eighth turn (measured from top dead center) sets the push rod 23 or the attached roles on the ground (see 4.2 ). The wheelchair is being raised by the continuous rotation. At this stage of the movement, all the weight is on the push rod 23 (or on the push rods). This situation is in the 4.3 and 4.4 shown. When the push rod reaches its lowest point (bottom dead center), the wheelchair is fully raised (see 4.5 ). Approximately in this position becomes the support foot 24 extended and locked in the extended position (see 4.6 ). In the course of the further rotation of the eccentric drive the stair climbing device and thus the wheelchair is lowered again and simultaneously moved down the stairs in the forward direction until the extended support foot 24 on the next level (level 2 ) (see 4.6 to 4.8 ). With the placement of the support foot on the level 2 also finds a load change of the push rod 23 on the support foot 24 instead of. As a result, the push rod lifts 23 again. The condition in which the push rod 23 has reached the top dead center again, is in 4.9 shown. As a result, with continuous rotation of the eccentric drive the push rod 23 lowered again until this on the step 2 touch down and take over the load. At this point, the cycle starts from the front, ie the support foot is lowered again by one step similar to that in the 4.5 to 4.9 illustrated series.
4.10 zeigt die Treppensteigvorrichtung in der selben Stellung wie 4.9, jedoch zwei Stufen weiter unten am Ende der Treppe. Die 4.11 bis 4.13 zeigen das folgende Absenken der Schubstange bis an den unteren Totpunkt. Kurz zuvor wird die Gewichtslast wieder von der Schubstange 23 aufgenommen (siehe 4.14) und die Arretierung des entlasteten Stützfußes gelöst. Dadurch wird beim Weiterdrehen des Exzenterantriebs der Rollstuhl wieder abgesenkt und der Stützfuß eingefahren (siehe 4.15 und 4.16). Die 4.17 zeigt jene Stellung der Vorrichtung, in der der Rollstuhl von der Schubstange 23 die Gewichtslast wieder übernimmt und auf seinen eigenen Rädern steht. Bei einer weiteren Drehung hebt die Schubstange 23 wieder vom Boden ab und der Rollstuhl kann ”normal” weiterbewegt werden. In der Ruhestellung ist die Schubstange maximal eingezogen, d. h. der Exzenter befindet sich am oberen Totpunkt. 4.10 shows the stair climbing device in the same position as 4.9 but two steps further down the bottom of the stairs. The 4.11 to 4.13 show the following lowering of the push rod to the bottom dead center. Shortly before, the weight load is returned from the push rod 23 recorded (see 4.14 ) and the locking of the unloaded support foot solved. As a result, when the eccentric drive continues to turn, the wheelchair is lowered again and the support leg is retracted (see 4.15 and 4.16 ). The 4.17 shows that position of the device in which the wheelchair from the push rod 23 the weight load takes over again and stands on its own wheels. Another turn raises the push rod 23 again from Floor off and the wheelchair can be moved "normally". In the rest position, the push rod is retracted maximally, ie the eccentric is at top dead center.
Der Ablauf beim Aufstieg ist genau umgekehrt. Im Folgenden werden die Wesentlichen Abläufe noch einmal zusammengefasst:
- (A) Absenken der Schubstange 23 bis zum unteren Totpunkt, wodurch die Treppensteigvorrichtung angehoben und gleichzeitig in Richtung Treppe bewegt wird.
- (B) Ausfahren des Stützfußes 24 und Fixieren desselben in der ausgefahrenen Stellung.
- (C) Heben der Schubstange 23, sodass das Gewicht der Treppensteigvorrichtung auf den ausgefahrenen Stützfuß 24 verlagert wird. Gleichzeitig bewegt sich die Schubstange über die nächste Stufe.
- (D) Absenken der Schubstange 23 bis zum unteren Totpunkt, wodurch wieder ein Beastungswechsel auf die Schubstange stattfindet und danach die Treppensteigvorrichtung weiter angehoben und treppenaufwärts bewegt wird;
- (E) Wiederholen der Schritte C und D.
The process of ascent is exactly the opposite. The following summarizes the main processes: - (A) lowering the push rod 23 to the bottom dead center, whereby the stair climbing device is raised and simultaneously moved towards the staircase.
- (B) Extending the support leg 24 and fixing it in the extended position.
- (C) Lift the push rod 23 so that the weight of the stair climbing device on the extended support foot 24 is relocated. At the same time the push rod moves over the next step.
- (D) lowering the push rod 23 to the bottom dead center, whereby a Beastungswechsel again takes place on the push rod and then the stair climbing device is further raised and moved up the stairs;
- (E) repeating steps C and D.
In 5 ist ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Treppensteigvorrichtung dargestellt. Das Prinzip der Bewegung über die Treppe ist das gleiche wie oben bereits erläutert, jedoch ist bei diesem Beispiel kein Exzenter- oder Kettenantrieb mit Kulissenführung notwendig, sondern es genügt ein Linearantrieb, der die vertikale Bewegungskomponente der oben erwähnten geschlossenen Kurve ausführt, wohingegen die horizontale Komponente durch ein leichtes Verkippen des Stützfußes 24 erreicht wird.In 5 is another example of the stair climbing device according to the invention shown. The principle of movement over the staircase is the same as explained above, but in this example no eccentric or chain drive with slide guide is necessary, but it suffices a linear drive that performs the vertical component of movement of the above-mentioned closed curve, whereas the horizontal component by a slight tilting of the support foot 24 is reached.
In 5 ist ein Rollstuhl 10 in angehobenem Zustand dargestellt, in dem das Gewicht der Treppensteigvorrichtung samt Rollstuhl auf dem Stützfuß lastet. Der Stützfuß ist, wie in dem Beispiel aus 2 ein- und ausfahrbar und sowohl in eingefahrener als auch in ausgefahrener Position arretierbar. Der Stützfuß ist an dem Gestell (vgl. Gestell 30 in 2) der Treppensteigvorrichtung schwenkbar bzw. kippbar gelagert, wobei das Drehzentrum der Schwenkbewegung sich ungefähr lotrecht unter dem Schwerpunkt SP der Anordnung aus Rollstuhl und Treppensteigvorrichtung samt der zu bewegenden Person befindet. Die Schwenkbewegung ist nur über einen kleinen Winkelbereich möglich, der durch zwei Anschläge 35, 36 festgelegt ist. Je nachdem, ob die Vorrichtung aufwärts oder abwärts über eine Treppe bewegt werden soll, zieht oder drückt eine Feder den Stützfuß gegen den ersten Anschlag 35 oder den zweiten Anschlag 36 (Feder ist nicht dargestellt).In 5 is a wheelchair 10 shown in the raised state, in which the weight of the stair climbing device including wheelchair on the support foot loads. The support leg is made as in the example 2 retractable and retractable both in retracted and in extended position. The support leg is attached to the frame (see frame 30 in 2 ) of the stair climbing device mounted pivotally or tiltably, wherein the center of rotation of the pivoting movement is approximately perpendicular to the center of gravity SP of the arrangement of wheelchair and stair climbing device including the person to be moved. The pivoting movement is possible only over a small angular range, by two stops 35 . 36 is fixed. Depending on whether the device is to be moved up or down a staircase, pulls or pushes a spring the support leg against the first stop 35 or the second stop 36 (Spring is not shown).
Die Schubstange 23 ist in der 5 nur durch ihre Längsachse dargestellt, welche annähernd lotrecht unter dem Schwerpunkt SP der gesamten Anordnung liegt. Mit Hilfe eines Linearantriebs kann die Schubstange 23 von einem oberen Totpunkt bis zu einem unteren Totpunkt ausgefahren und wieder eingefahren werden, wobei durch das Ausfahren der Schubstange, ähnlich wie bei dem Beispiel aus 2 die Treppensteigvorrichtung samt Rollstuhl angehoben bzw. abgesenkt wird. Die Schubstange muss dabei nicht zwangsläufig gerade sein, sondern kann auch leicht gebogen sein. Die Bewegungsbahn des Fahrrollenpaars 31 kann z. B. die Form eines Kreisbogen haben. In diesem Fall ist die Schubstange 23 entsprechend gekrümmt.The push rod 23 is in the 5 shown only by its longitudinal axis, which is approximately perpendicular to the center of gravity SP of the entire arrangement. With the help of a linear drive, the push rod 23 extended from a top dead center to a bottom dead center and retracted, wherein the extension of the push rod, similar to the example of 2 the stair climbing device including wheelchair is raised or lowered. The push rod does not necessarily have to be straight, but can also be slightly bent. The trajectory of the driving roller pair 31 can z. B. have the shape of a circular arc. In this case, the push rod is 23 correspondingly curved.
Die Funktionsweise der Treppensteigvorrichtung aus 5 wird anhand der Bewegungsabläufe illustriert, die in den 6 (Treppenaufstieg) und 7 (Treppenabstieg) dargestellt sind. Der Aufstieg über die Treppe erfolgt aus Sicht der im Rollstuhl sitzenden Person rückwärts, wobei die Treppensteigvorrichtung sowie der Rollstuhl während des Aufstiegs von einer Bedienperson gesteuert, überwacht und gegebenenfalls stabilisiert wird. Anfangs steht der Rollstuhl mit Treppensteigvorrichtung auf dem Boden vor der ersten Stufe. Zuerst wird die anfangs vollständig eingefahrene (d. h. am oberen Totpunkt befindliche) Schubstange 23 mit Hilfe des Linearantriebs bis zum unteren Totpunkt ausgefahren und die gesamte Vorrichtung samt Rollstuhl somit angehoben. Anschließend oder währenddessen wird der Stützfuß 24 ausgefahren und in seiner unteren Stellung (d. h. ausgefahren) arretiert. Zum Ausfahren des Stützfußes ist nicht zwangsläufig ein Antrieb notwendig. Der Stützfuß kann allein aufgrund seines Gewichts ”herausfallen” und anschließend in der ausgefahrenen Position arretiert werden. Die oben erwähnte Feder übt auf den Stützfuß eine Kraft aus, so dass dieser gegen den ersten Anschlag 35 in Richtung der Treppe gedrückt wird (d. h. in Richtung der gewünschten Bewegung).The functioning of the stair climbing device 5 is illustrated by the movements that occur in the 6 (Stairs climb) and 7 (Stairs down) are shown. The ascent of the stairs is done from the perspective of the person sitting in the wheelchair person backwards, the stair climbing device and the wheelchair is controlled during the ascent by an operator, monitored and possibly stabilized. Initially, the wheelchair is on the ground with stair climbing device before the first stage. First, the initially fully retracted (ie located at top dead center) push rod 23 extended with the help of the linear drive to bottom dead center and the entire device including wheelchair thus raised. Subsequently or during this time the support foot becomes 24 extended and locked in its lower position (ie extended). To extend the support foot is not necessarily a drive necessary. The support foot can "fall out" solely due to its weight and then locked in the extended position. The above-mentioned spring exerts a force on the support foot, so that this against the first stop 35 pressed in the direction of the stairs (ie in the direction of the desired movement).
In der Folge wird die Schubstange 23 wieder eingefahren (siehe 6a). Im Anschluss verkippt die Bedienperson durch leichtes Ziehen an der Vorrichtung (samt Rollstuhl) gegen die Wirkung der Federkraft den Stützfuß 24, wodurch das untere Ende der Schubstange 23 (d. h. die Fahrrollen 31, falls vorhanden) über die Kante der oberhalb nachfolgenden Stufe bewegt werden kann. Die Feder wird dabei gespannt. Der Neigungswinkel des Stützfußes 24 wird dabei durch den zweiten Anschlag 36 begrenzt. Der Rollstuhl wird dabei nicht geneigt, sondern praktisch nur zur nächsten Stufe hin verschoben (bei kleinen Kippwinkeln). Nach einer danach eingeleiteten Abwärtsbewegung der Schubstange 23 setzt diese auf der nächst höheren Stufe auf (siehe 6b). Es kommt dabei zu einem Lastwechsel, der den Stützfuß entlastet. Der nun lastfreie Stützfuß wird durch die Kraft der zuvor gespannten Feder nach hinten geschwenkt, bis dieser an der Stufe anstößt (siehe 6c, strichliert gezeichneter Stützfuß). Der Stützfuß schwenkt erst dann bis zum hinteren Anschlag 35, wenn die Schubstange weit genug ausgefahren ist, dass der Schützfuß über der Stufenkante zurück an den Anschlag 35 schwenkbar ist (siehe 6c, durchgezogen gezeichneter Stützfuß).As a result, the push rod becomes 23 retracted again (see 6a ). Following this, the operator tilts the support leg by pulling lightly on the device (including the wheelchair) against the action of the spring force 24 , whereby the lower end of the push rod 23 (ie the casters 31 if present) over the edge of the above succeeding stage. The spring is stretched. The angle of inclination of the support leg 24 is doing through the second stop 36 limited. The wheelchair is not tilted, but practically only shifted to the next level (at small tilt angles). After a subsequent downward movement of the push rod 23 set this to the next higher level (see 6b ). It comes to a load change, which relieves the support foot. The now load-free support foot is pivoted by the force of the previously tensioned spring backwards until it abuts the step (see 6c , dashed lined support leg). The support foot then pivots until the rear stop 35 when the push rod is extended far enough that the shoe foot is above the step edge back to the stop 35 is pivotable (see 6c , drawn through support foot).
Bei dem vorliegenden Beispiel ist es günstig, wenn am unteren Ende der Schubstange Fahrrollen 31 angeordnet sind. Die Bedienperson kann so die Treppensteigvorrichtung samt Rollstuhl bis zur Kante der nächsten Stufe fahren (siehe 6c und 6d). Der beschriebene Vorgang kann wiederholt werden, bis die Vorrichtung auf der obersten Stufe der Treppe angekommen ist. Danach wird die Arretierung des Stützfußes 24 gelöst und der Stützfuß 24 beim Absenken der Vorrichtung eingefahren und in eingefahrener Stellung wieder arretiert.In the present example, it is advantageous if at the lower end of the push rod rollers 31 are arranged. The operator can thus drive the stair climbing device including wheelchair to the edge of the next stage (see 6c and 6d ). The process described can be repeated until the device has arrived at the top of the stairs. Thereafter, the locking of the support foot 24 solved and the support foot 24 retracted when lowering the device and locked in the retracted position again.
Beim Abstieg über die Treppe (siehe 7) wird die Schubstange 23 der Treppensteigvorrichtung zunächst mit Hilfe des Linearantriebs in bereits beschriebener Weise ausgefahren und somit die Vorrichtung angehoben (siehe 7a). Der Stützfuß 24 wird ausgefahren und in ausgefahrener Position arretiert. Beim Abwärtsfahren ist die Wirkrichtung der oben erwähnten Feder umgekehrt und der Stützfuß wird gegen den zweiten Anschlag 36 gedrückt, sodass der Stützfuß (aus Sicht der im Rollstuhl sitzenden Person) nach vorne über die Kante der Stufe geschwenkt wird (siehe 7b). Bei breiten Stufen kann die auf den Fahrrollen 31 stehende Vorrichtung samt Rollstuhl bis an die Kante der jeweiligen Stufe gefahren werden, wodurch variierende Stufenlängen ausgeglichen werden können (siehe 7c). Ein Überfahren der Stufenkante wird mit Hilfe eines an den Fahrrollen befindlichen Bremssystems verhindert, das die erreichte Stufenkante erkennt und rechtzeitig aktiv wird. Beim anschließenden Einfahren der Schubstange 23 wird die Vorrichtung samt Rollstuhl abgesenkt bis der Stützfuß 24 auf der nächsten, weiter unten liegenden Stufe aufsetzt (siehe 7c). Dabei findet wieder ein Belastungswechsel von der Schubstange 23 auf den Stützfuß 24 statt. Die Vorrichtung samt Rollstuhl wird von der Bedienperson gegen die Federkraft soweit nach vorne geschoben bis die Neigung des Stützfußes groß genug ist, dass dieser wieder am (hinteren) Anschlag 35 anliegt. Durch die Bewegung der Vorrichtung kommt das untere Ende der Schubstange 23 über die unten nachfolgende Stufe. Anschließend wird die Schubstange 23 wieder ausgefahren und die Last von dieser übernommen, wenn diese auf der Stufe aufsetzt. Der oben beschriebene Vorgang wird dann für die nächste Stufe wiederholt.When descending the stairs (see 7 ) becomes the push rod 23 the stair climbing device initially extended by means of the linear drive in the manner already described and thus raised the device (see 7a ). The support foot 24 is extended and locked in the extended position. When driving down the effective direction of the above-mentioned spring is reversed and the support leg is against the second stop 36 pressed so that the support leg (as seen by the person sitting in the wheelchair) is swung forwards over the edge of the step (see 7b ). At wide steps, the on the casters 31 standing device including wheelchair are driven to the edge of each stage, whereby varying step lengths can be compensated (see 7c ). Driving over the step edge is prevented by means of a braking system located on the drive rollers, which detects the reached step edge and becomes active in time. During subsequent retraction of the push rod 23 the device including the wheelchair is lowered until the support foot 24 on the next lower step (see 7c ). There is again a load change of the push rod 23 on the support foot 24 instead of. The device including the wheelchair is pushed by the operator against the spring force so far forward until the inclination of the support leg is large enough that this again at the (rear) stop 35 is applied. By the movement of the device comes the lower end of the push rod 23 over the below subsequent stage. Subsequently, the push rod 23 once again extended and the load taken over by this when it touches down on the stage. The process described above is then repeated for the next stage.
Ein nach vorne Schwenken des Stützfußes 24 wurde bis jetzt durch die darauf ruhende Last verhindert. Durch den Lastwechsel wird der Stützfuß 24 einige Zentimeter von der Stufe abgehoben, sodass der Stützfuß durch die vorgespannte Feder wieder an den vorderen Anschlag 36 gedrückt wird. Am Ende der Treppe wird die Arretierung des Stützfußes 24 wieder gelöst und beim Absenken der Vorrichtung (d. h. beim folgenden Einfahren der Schubstange 23) eingezogen und in eingefahrener Stellung wieder arretiert. Danach kann die Person im Rollstuhl die Fahrt ”normal” fortsetzen.A forward pivoting of the support leg 24 was prevented until now by the load resting on it. The load change makes the support foot 24 lifted a few inches from the step, so that the support foot by the preloaded spring back to the front stop 36 is pressed. At the end of the stairs is the locking of the support foot 24 dissolved again and when lowering the device (ie the next retraction of the push rod 23 ) retracted and locked again in the retracted position. Then the person in the wheelchair can continue the drive "normally".
Die Rückstellkraft, welche den Stützfuß 24 gegen den Anschlag 35 bzw. 36 drückt, wird in den oben beschriebenen Beispielen von einer Feder auf den Stützfuß 24 ausgeübt. Wichtig ist jedoch nur, dass während des Betriebs der Treppensteigvorrichtung eine Rückstellkraft wirkt, welche versucht den Stützfuß 24 an den jeweiligen Anschlag 35, bzw. 36 zu drücken bzw. zu ziehen. Diese Kraft kann von einer Feder kommen. Jedoch ist es auch möglich, den Stützfuß so zu konstruieren, dass beim Aufwärtssteigen der Stützfuß, allein aufgrund seiner Schwerkraft an den Anschlag 35 gedrückt wird. Alternativ könnte auch ein Magnet (insbesondere ein Elektromagnet), ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, ein Gummiband oder ein beliebiges anderes Mittel verwendet werden, um die Rückstellkraft zu erzeugen.The restoring force, which the support foot 24 against the attack 35 respectively. 36 in the examples described above, a spring presses on the support leg 24 exercised. However, it is only important that a restoring force acts during operation of the stair climbing device, which tries the support foot 24 to the respective stop 35 , respectively. 36 to push or pull. This force can come from a spring. However, it is also possible to construct the support leg so that when climbing up the support leg, solely due to its gravity to the stop 35 is pressed. Alternatively, a magnet (in particular a solenoid), a pneumatic or hydraulic cylinder, a rubber band or any other means could be used to generate the restoring force.
Bei allen oben beschriebenen Beispielen erstreckt sich die Hebe- und Senkbewegung der Schubstange 23 von dem unteren Totpunkt bis zum oberen Totpunkt. Dabei liegt, wenn die Schubstange 23 sich im unteren Totpunkt befindet, das untere Ende der Schubstange 23 (oder die Laufflächen der an der Schubstange montierten Fahrrollen 31) tiefer als das untere Ende des Stützfußes 24 in der ausgefahrenen Position. Diese Differenz beträgt nur wenige Zentimeter, sodass der Rollstuhl beim Treppensteigen eine möglichst gleichförmige Auf- oder Abwärtsbewegung macht.In all the examples described above, the lifting and lowering movement of the push rod extends 23 from bottom dead center to top dead center. It lies when the push rod 23 is at bottom dead center, the lower end of the push rod 23 (or the running surfaces of the rollers mounted on the push rod 31 ) lower than the lower end of the support foot 24 in the extended position. This difference is only a few centimeters, so that the wheelchair when climbing stairs makes a uniform as possible upward or downward movement.
Die Treppensteigvorrichtung kann so an den Rollstuhl 10 montiert werden, dass, wenn die Schubstange im oberen Totpunkt liegt, das untere Ende der Schubstange 23 (oder gegebenenfalls die Laufflächen der Fahrrollen 31) höher liegt als die Laufflächen der Räder 11 und 13 des Rollstuhls 10 (siehe 2). Des Weiteren liegt auch das untere Ende des Stützfußes 24 in der eingefahrenen Position höher als die Laufflächen der Räder 11 und 13 des Rollstuhls 10. Der Stützfuß 24 kann über einen Riegel oder mit der Kraft eines Permanentmagneten in der eingefahrenen Position gehalten wird. Die Treppensteigvorrichtung muss daher nicht vom Rollstuhl demontiert werden, um ”normal” mit dem Rollstuhl fahren zu können.The stair climbing device can so to the wheelchair 10 be mounted so that when the push rod is at top dead center, the lower end of the push rod 23 (or optionally the running surfaces of the castors 31 ) is higher than the running surfaces of the wheels 11 and 13 of the wheelchair 10 (please refer 2 ). Furthermore, also lies the lower end of the support foot 24 in the retracted position higher than the running surfaces of the wheels 11 and 13 of the wheelchair 10 , The support foot 24 can be held in the retracted position via a bolt or with the force of a permanent magnet. Therefore, the stair climbing device does not have to be disassembled from the wheelchair in order to be able to drive "normally" with the wheelchair.
