DE102014006600B4

DE102014006600B4 - Rollstuhl mit fussbetriebenem mechanischen Antrieb

Info

Publication number: DE102014006600B4
Application number: DE102014006600.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Pankratz; Günther Hugo; Falko Kuhnke; Sacha Praclik; Roland Trispel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-26
Filing date: 2014-04-26
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2034-04-27
Also published as: DE102014006600A1

Abstract

Rollstuhl mit einer Sitzfläche, mit Hinterrädern undmit einer fußbetriebenen Vorrichtung zum mechanischen Antrieb desselben, die eine Fußauflage bildet, die gegenüber dem Rahmen des Rollstuhls klappbar ist, damit ein Rollstuhl-Benutzer von einem festen Stand aus auf dem Rollstuhl Platz nehmen kann, wobei der mechanische Antrieb ein endloses, elastisches, zugfestes Laufband (1) aufweist, das über zwei leicht laufende Umlenkrollen (2) geführt ist, wobei die Umlenkrollen (2) mittels mindestens einer seitlichen Wange (3) auf Abstand gehalten sind, und wobei unterhalb des oberen Teils des Laufbandes (1) eine Gleitfläche (6) oder eine serielle Anordnung von Rollen (7) kleinen Durchmessers angeordnet ist, die einen Durchhang des Bandes (1) am Aufsetzpunkt des antreibenden Fußes minimiert, wobeidie Kupplung des Laufband-Moduls mit jeweils einem der großen Hinterräder des Rollstuhls durch ein einfaches Zwischenrad (14) als Friktionstrieb erreicht wird, wobei das Laufband-Modul gar nicht mit dem Boden in Berührung kommt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollstuhl mit fussbetriebenem mechanischen Antrieb gemäß Anspruch 1. Der Schwerpunkt dieser Beschreibung liegt dabei auf den mobilen Sitz- und Fortbewegungsgelegenheiten gehbehinderter Menschen, den Rollstühlen, wie sie in den 3 ff bereits modifiziert abgebildet sind.
Roll- bzw. Krankenfahrstühle sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie bestehen aus einem Rahmen, an dem ein Paar Hinterräder großen Durchmessers und ein Satz kleiner Vorderräder angeordnet ist. Letztere sind zumeist um eine vertikale Achse drehbar gelagert, damit der Rollstuhl leicht auch um Ecken gelenkt werden kann.
Weiterhin weist ein derartiger Rollstuhl einen Sitz mit einer Sitzplatte, zwei Armlehnen und eine Rückenlehne auf. Zusätzlich sind neben den kleineren Vorderrädern klapp- und demontierbare Fussauflagen in Form von Trittbrettern angebracht. Hierauf kann die im Stuhl sitzende Person ihre Füße abstellen; insbesondere dann, wenn sie von einer Begleitperson geschoben wird. Für diese Unterstützung sind an der Rückenlehne auch zumeist höhenverstellbare Handgriffe vorgesehen.
An jedem der großen Hinterräder ist an der Außenseite üblicherweise ein metallischer Laufring befestigt. Damit kann der Benutzer durch entsprechenden Krafteinsatz den Rollstuhl mit den Händen rein mechanisch und ganz autonom vor- oder rückwärts bewegen. Hierzu versetzt er die Hinterräder über die Laufringe mittels seiner Handkraft in Rotation.
Viele Behinderte besitzen allerdings gar nicht mehr die zur Bewegung des Rollstuhles nötige Kraft in ihren Armen. Deswegen nehmen sie auch ihre Füße/ Beine oder wenigstens einen Fuss/ Bein zuhilfe. Dazu führt der Rollstuhlfahrer einfache Trittbewegungen auf dem Boden aus und zieht den Rollstuhl so mittels Beinkraft nach vorne oder drückt ihn nach hinten.
Diese Fortbewegungstechnik erfordert eine der Beinlänge angepaßte optimale Sitzhöhe, wie sie beispielsweise aus der DE 1010 9233 C1 bekannt ist. Der einstellbare Sitz steigert zusätzlich auch den Sitzkomfort überhaupt.
Aus der Patent- und Technikliteratur sind verschiedene alternative Antriebsarten von Rollstühlen bekannt, mittels derer sich der Behinderte ohne fremde Hilfe fortbewegen kann. Aus der DE 11 2007 003 318 T5 ist eine Ausführung mit Handhebel(n) bekannt, die hin und her bewegt über eine Mechanik (Getrieb) das Fahrzeug fortbewegen. Hierbei wird die Hebelwirkung verstärkend für die Vortriebskraft eingesetzt.
Weiterhin sind diverse elektrische Antriebe für Roll-/ Krankenfahrstühle bekannt. In modernen Ausführungen erlauben sie eine Steuerung mittels eines s.g. Sticks, vergl. hierzu die DE 44 2087 7 C2 . Damit ist es dem Behinderten möglich, beliebig vorwärts, rückwärts oder aber auch Kurven zu fahren.
Diese elektrischen Antriebe sind jedoch relativ teuer und erhöhen durch den zwangsläufig mitzuführenden Akku bzw. die Batterie das Gewicht des Rollstuhls erheblich. Weiterhin sind derartig ausgerüstete Rollstühle auch nicht mehr platzsparend „faltbar“. Ein weiterer Nachteil dieser selbstfahrenden Rollstühle ist, dass z.B. sehr alte und sehr demente Menschen die Logik der Antriebssteuerung nicht mehr verstehen und ausführen können.
Aus der US 6/257/610 B1 ist ein Rollstuhl bekannt, der Fussstützen aufweist, die einen fussbetreibbaren Antrieb haben. Dieser Antrieb kann als Laufband ausgebildet sein, das in einer mehrteiligen Ausführung zur Nutzung durch den rechten bzw. den linken Fuss geeignet ist. Der Antrieb ist für einen bequemen Einstieg in den Rollstuhl nach rechts und links hochklappbar. Der Antrieb selbst erfolgt durch einen Bodenkontakt des Laufbandes. Bei Benutzung dieses Antriebs kann der Rollstuhl nicht gelenkt werden.
Die JP 2001-286507 A beschreibt einen Rollstuhl, der durch Fussbewegung antreibbar ist. Der Antrieb erfolgt ebenso über ein Laufband, das über ein Getriebe auf die Hinterräder des Rollstuhls wirkt. Die Bauart erlaubt kein Verschwenken des Laufbandes, so dass der Benutzer über das flexible Laufband in den Rollstuhl steigen muss. Zudem ist eine solche Antriebsform sehr sperrig, eine platzsparende Unterbringung des Rollstuhls ist nicht möglich. Auch ein Freilauf ist nicht vorgesehen.
In der US 4/334/695 A ist ein Dreirad beschrieben, das mittels eines Laufbandes betrieben wird. Ein Nutzer stellt sich auf das Laufband und hält sich am Lenker fest. Ein solches Gefährt ist nur von sehr sportlichen Menschen verwendbar.
US 2006/0287165 A1 offenbart ein „Tretboot“, das mittels eines Laufbandes angetrieben wird. Zur Verhinderung eines Durchhängens des Laufbandes hat dieses unterhalb seines oberen Abschnitts eine Vielzahl an Tragrollen angeordnet. Auch hier hält sich ein Nutzer an einem Gestänge fest und verschiebt das Laufband mit Schrittbewegungen.
Diese Vorrichtung richtet sich wiederum ausschliesslich an sportliche Menschen.
Die US 2008/0039289 A1 zeigt eine dem Dreirad ähnliche Vorrichtung mit einem Laufband, das zur Verhinderung eines Durchhängens statt Tragrollen eine Tragfläche unterhalb seines oberen Abschnittes aufweist. Da ein Nutzer mit seinem vollen Körpergewicht das Laufband gegen die Tragfläche presst, geht ein großer Teil der körperlich erbrachten Antriebsleistung in Reibung verloren. Entsprechend konnten sich tragflächengestützte fussbetriebene Laufbänder nicht durchsetzen.
Eine Verbesserung zeigt ein gekrümmtes Laufband aus der DE 199 22 822 A 1, das wiederum von einer rollenbewehrten Kufe unterstützt wird. Das Laufband eignet sich zum Antrieb eines Fitnessgerätes.
Ein spannbares Laufband ist aus der DE 201 14 331 U 1 bekannt, das dem Antrieb eines Lauf-Tretrollers dient. Das Laufband wird von Rollen gestützt. Auch hier ist die Nutzung aus Sicherheitsgründen auf sportliche Personen beschränkt.
In der JP 2001-347802 A werden Rollstuhlräder beschrieben, die einem Kettenfahrzeug ähnlich aufgebaut sind. Diese Anordnung soll das Überwinden von Stufen erleichtern. Ein Antrieb des Rollstuhls ist nicht weiter beschrieben.
Ein geländegängiger Rollstuhl wird in der US 2013/0153308 A1 offenbart, der einem Kettenfahrzeug ähnlich aufgebaut und motorbetrieben ist. Dieses Fahrzeug ist entsprechend voluminös und schwer.
Wird ein preiswerter, rein mechanischer Antrieb favorisiert, ist für Behinderte mit unzureichender Armkraft die Vorwärtsfahrt im Rollstuhl nur mittels Beinkraft eine echte Herausforderung. Dazu muß der Rollstuhl mit aller Kraft mit den Beinen vorwärts gezogen werden. Das ist eine anstrengende, kräftezehrende und uneffektive Vorwärtsfahrt. Viel leichter fällt es den Benutzern solcher Fahrzeuge, diese rückwärts mithilfe eines oder beider Füße zu bewegen. Das führt zu dem in Alten- und Pflegeheimen zu beobachtenden Phänomen, dass sich die Rollstuhlfahrer vorwiegend rückwärts fortbewegen.
Die Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung besteht darin, einen mechanischen Antrieb für einen Rollstuhl zu schaffen, der die Vorteile des mühelosen Abstossens derart umkehrt, dass sich der Rollstuhl damit ebenso leicht vorwärts bewegen läßt und der ein bequemes Platznehmen sowie Verlassen des Rollstuhls gestattet.
Diese Aufgabe wird gemäß einem der Ansprüche 1 - 3 gelöst. Die Unteransprüche zeigen besondere Ausführungen.
Dazu wird die Montage wenigstens einer weiteren, alternativen Fussauflage vorgeschlagen. Der Rollstuhlfahrer setzt seine Füße zur Vorwärtsfahrt auf eine Laufband-Vorrichtung, die, vorzugsweise geeignet mit den großen Antriebsrädern des Rollstuhls gekoppelt, diesen trotz der Abstoßbewegung vorwärts fahren läßt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, das Laufband-Modul, 1, 5 besteht aus einem endlosen, elastischen und zugfesten Laufband 1, das über wenigstens zwei Umlenkrollen 2 geführt ist. Die mit Leichtlauflagern versehenen Umlenkrollen 2 werden durch ein Verbindungselement 3 in Position gehalten. Das Verbindungselement 3 kann ein- oder besser zweiseitig ausgeführt sein. Zum Spannen des endlosen Laufbandes 1 kann die Achse einer der Umlenkrollen 2, vorzugsweise die vordere, mittels einer Spannvorrichtung 4 dank eines Langloches 5 verschoben werden.
Auf der Oberseite der Vorrichtung befindet sich unterhalb des Laufbandes 1 eine Gleitfläche 6. Sie verhindert einen Durchhang des Bandes 1 am Ort des aufgesetzten Fusses, dem Ort der eingeleiteten Schubkraft. Soll die Reibung zwischen dem Laufband 1 und der Gleitfläche 6 minimiert werden, wird letztere entsprechend beschichtet. In einer kostspieligeren Variante ist es auch vorstellbar, anstelle der Gleitfläche 6 eine serielle Anordnung von Rollen 7 kleinen Durchmessers vorzusehen.
Die Verbindung des Laufband-Moduls mit dem Rahmen des Rollstuhls geschieht ganz analog der der Fussauflagen (Trittbretter) mit einem um neunzig Grad klappbaren Scharnier 8 und einem Klemmstück 9. Die Klappfunktion ist deshalb wichtig, weil der Rollstuhlbenutzer von einem festen Stand zwischen den hoch geklappten Laufbandmodulen aus im Rollstuhl Platz nimmt. Sitzt er, darf der Zwischenraum durch Umklappen der Module verringert werden.
Für den Antrieb des Rollstuhls mittels des Laufband-Moduls gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten der Kopplung. Im einfachsten Fall (Stand der Technik, 3) liegt das Laufband-Modul am Boden auf. Wird das Band nun auf der Oberseite nach vorne bewegt (gestoßen) wälzt es sich an der Unterseite in gleicher Richtung, ähnlich einer Panzerkette, ab. D.h. der Rollstuhl bewegt sich Eins-zu-eins ebenfalls nach vorne. Diese simple Variante stößt allerdings dann an ihre Grenzen, wenn der Boden uneben oder mit kleinen Hindernissen, Schwellen usf. versehen ist. Eine Verbesserung kann dann mit einer zusätzlichen Andruckrolle 13 am Modul erreicht werden. Sie drückt das Laufband an der Unterseite nach außen (unten).
Soll das Laufband-Modul gar nicht mit dem Boden in Berührung kommen, kann die Kopplung mit jeweils einem der großen Hinterräder des Rollstuhls durch ein einfaches Zwischenrad 14 (4) erreicht werden. Auch hierbei ergibt sich eine Eins-zu-eins-Übersetzung. Dieser Friktionstrieb neigt allerdings zu Schlupf und kann bei glatten Oberflächen auch vollständig versagen. Der mögliche Schlupf ist umgekehrt in Verbindung mit der Schubbewegung des Rollstuhls hilfreich. Die Zwischenrolle 14 ermöglicht keinen Freilauf. Man kann sie jedoch derart (federnd) montierten, dass sie beim Schieben des Rollstuhls leicht aus ihrer Position gedrängt wird. Damit kann das Laufband 1 (die Laufbänder) in gewohnter Weise als ruhende Trittbrett(er) zum bloßen Aufsetzen der Füße genutzt werden.
Eine andere Antriebsvariante, dargestellt in den 5 und 6, sieht einen Ketten- oder Riemenantrieb vor. Während die vordere (verstellbare) Umlenkrolle 2 frei um ihre Drehachse rotieren kann, ist die hintere fest mit ihrer Welle 10 verbunden. Hier kann die lineare Laufbandbewegung als Drehbewegung „abgegriffen“ werden. Dazu dient beispielsweise ein auf der Rollenachse 10 angeordnetes Abtriebsrad 11. Bei dieser Anwendung muß allerdings auch der Abtriebsmechanismus mit einem Klappelement 12 versehen werden. Hierzu wird in die Abtriebswelle 10 ein konventionelles Kardangelenk, Hardyscheiben oder im einfachsten Falle ein Stück Schlauch eingesetzt.
Eine weitere, besonders sichere Antriebmöglichkeit besteht darin, die Rotationsbewegung der Abtriebswelle 10 über das Klappelement 12 und Abtriebsrad 11 mittels Kette, Keil- oder Zahnriemen 15 direkt mit dem(den) Hinterrädern zu verbinden. Die gewünschte Über- bzw. Untersetzung ergibt sich zwanglos durch Wahl der Raddurchmesser 16. Bei dieser Variante ist auch die Integration eines Freilaufes, ähnlich dem eines Fahrrades, besonders einfach realisierbar.
In einer besonderen Ausführungsform, 6 des vorgenannten Riemen- oder Kettenantriebes wird der Klappmechanismus des Laufbandmodules, der dem Fahrer das „Ein- und Aussteigen“ erleichtert, nicht mit einer horizontalen, seitlich angeordnete Achse versehen. Vielmehr ist die Abtriebsachse 10 zugleich auch die Drehachse für diese Klappbewegung. In diesem Falle wird das jeweilige Modul also nach oben, in Richtung Sitzfläche geklappt. Diese Variante vereinfacht die Konstruktion, hindert allerdings die Faltbarkeit des gesamten Rollstuhles.

Claims

Rollstuhl mit einer Sitzfläche, mit Hinterrädern und mit einer fußbetriebenen Vorrichtung zum mechanischen Antrieb desselben, die eine Fußauflage bildet, die gegenüber dem Rahmen des Rollstuhls klappbar ist, damit ein Rollstuhl-Benutzer von einem festen Stand aus auf dem Rollstuhl Platz nehmen kann, wobei der mechanische Antrieb ein endloses, elastisches, zugfestes Laufband (1) aufweist, das über zwei leicht laufende Umlenkrollen (2) geführt ist, wobei die Umlenkrollen (2) mittels mindestens einer seitlichen Wange (3) auf Abstand gehalten sind, und wobei unterhalb des oberen Teils des Laufbandes (1) eine Gleitfläche (6) oder eine serielle Anordnung von Rollen (7) kleinen Durchmessers angeordnet ist, die einen Durchhang des Bandes (1) am Aufsetzpunkt des antreibenden Fußes minimiert, wobei die Kupplung des Laufband-Moduls mit jeweils einem der großen Hinterräder des Rollstuhls durch ein einfaches Zwischenrad (14) als Friktionstrieb erreicht wird, wobei das Laufband-Modul gar nicht mit dem Boden in Berührung kommt.
Rollstuhl mit einer Sitzfläche, mit Hinterrädern und mit einer fußbetriebenen Vorrichtung zum mechanischen Antrieb desselben, die eine Fußauflage bildet, die gegenüber dem Rahmen des Rollstuhls klappbar ist, damit ein Rollstuhl-Benutzer von einem festen Stand aus auf dem Rollstuhl Platz nehmen kann, wobei der mechanische Antrieb ein endloses, elastisches, zugfestes Laufband (1) aufweist, das über zwei leicht laufende Umlenkrollen (2) geführt ist, wobei die Umlenkrollen (2) mittels mindestens einer seitlichen Wange (3) auf Abstand gehalten sind, und wobei unterhalb des oberen Teils des Laufbandes (1) eine Gleitfläche (6) oder eine serielle Anordnung von Rollen (7) kleinen Durchmessers angeordnet ist, die einen Durchhang des Bandes (1) am Aufsetzpunkt des antreibenden Fußes minimiert, wobei ein Ketten- oder Riemenantrieb vorgesehen ist, wobei die vordere Umlenkrolle (2) frei um ihre Drehachse rotieren kann und die hintere Umlenkrolle (2) fest mit ihrer Welle (10) verbunden ist, wobei die lineare Laufbandbewegung als Drehbewegung abgegriffen wird und wobei auch der Abtriebsmechanismus mit einem Klappelement (12) versehen ist.
Rollstuhl mit einer Sitzfläche, mit Hinterrädern und mit einer fußbetriebenen Vorrichtung zum mechanischen Antrieb desselben, die eine Fußauflage bildet, die gegenüber dem Rahmen des Rollstuhls klappbar ist, damit ein Rollstuhl-Benutzer von einem festen Stand aus auf dem Rollstuhl Platz nehmen kann, wobei der mechanische Antrieb ein endloses, elastisches, zugfestes Laufband (1) aufweist, das über zwei leicht laufende Umlenkrollen (2) geführt ist, wobei die Umlenkrollen (2) mittels mindestens einer seitlichen Wange (3) auf Abstand gehalten sind, und wobei unterhalb des oberen Teils des Laufbandes (1) eine Gleitfläche (6) oder eine serielle Anordnung von Rollen (7) kleinen Durchmessers angeordnet ist, die einen Durchhang des Bandes (1) am Aufsetzpunkt des antreibenden Fußes minimiert, wobei die Rotationsbewegung der Abtriebswelle (10) über ein Klappelement (12) und ein Abtriebsrad (11) mittels Kette, Keil- oder Zahnriemen (15) direkt mit einem Hinterrad oder den Hinterrädern verbunden ist.
Rollstuhl nach Anspruch 2, wobei in die Abtriebswelle (10) ein konventionelles Kardangelenk, ein Stück Schlauch oder Hardyscheiben eingesetzt ist oder sind.
Rollstuhl nach Anspruch 3, wobei ein Freilauf in den Antrieb integriert ist.
Rollstuhl nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Abtriebsachse (10) zugleich auch die Drehachse für die Klappbewegung ist, wobei das jeweilige Modul nach oben in Richtung der Sitzfläche geklappt wird.
Rollstuhl nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Achse (10) einer der Umlenkrollen (2) zum Spannen des Laufbandes (1) mittels einer Spannvorrichtung (4) in einem Langloch (5) der Wange (3) verschiebbar ist.