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Die Erfindung betrifft ein Hebezeug mit einem mittels eines Antriebs um eine horizontale Achse schwenkbaren Ausleger, vorzugsweise zum Be- und Entladen von Rollstühlen durch die Heckklappe eines PKW, wobei die Achse des Auslegers in einer Basis gelagert ist, die mit einer Ladefläche verbunden ist, und wobei der Ausleger einen sich zwischen einer ausgeschwenkten Lage und einer eingeschwenkten Lage erstreckenden Schwenkwinkel aufweist, der eine vertikale Richtung überstreichend ausgebildet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Be- und Entladen eines PKW mittels eines um eine im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbaren Auslegers.
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Derartige Hilfen kommen in behindertengerechten Fahrzeugen zum Einsatz, um beispielsweise einen PKW mit einem Rollstuhl zu be- und entladen. Diese Rollstühle besitzen häufig elektrische Antriebe mit zugehörigen Batterien, so dass sie Gewichte von mehr als 120 kg aufweisen können. Dazu wird ein Ladearm, d.h. ein Ausleger, wie bei dem „BrigAyd-System“ an die Kontur und Größe eines Kombi, Van oder Minivan angepasst und in den Laderaum des PKW eingebaut.
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Das Hebezeug besteht aus einem Hebelarm, den Elektroantrieb und dazugehörigen bedienen Einheit. Mit der Bedieneinheit lässt sich der komplette Verladevorgang besteuern, d.h. das Heben und Senken sowie ein horizontales Ein- und Ausfahren der Befestigungspunkte des Auslegers. Der Ausleger wird dazu gezielt auf die jeweiligen PKW angepasst, damit er beim Schwenken um die horizontale Achse durch die Hecköffnung passt.
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Zum Aufladen wird nach Öffnen der Ladeöffnung zunächst der Ausleger, der in einer Schiene geführt ist, horizontal nach außen bewegt, bis er nicht mehr mit dem PKW kollidieren kann. Anschließend wird der Ausleger um die horizontale Achse geschwenkt, bis der Rollstuhl mit dem Ausleger mittels eines speziellen Ladegeschirrs verbunden werden kann. Nach Einhaken des Rollstuhls verläuft der Bewegungsablauf umgekehrt, bis der Rollstuhl auf der Ladefläche steht und die Ladeöffnung verschlossen werden kann. Meist wird die Ladeöffnung eine Heckklappe eines PKW sein. Es können aber auch seitliche Ladeöffnungen genutzt werden.
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Analog erfolgt die Entladung des Rollstuhls.
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Nachteilig an diesen vorgeschlagenen bekannten Lösungen ist, dass sie alle sehr kompliziert aufgebaut sind. Das eingangs beschriebene System, von dem die Erfindung ausgeht, bedarf der speziellen Anpassung des Auslegers und zwei elektrische Antriebe, die die Schwenkbewegung und die eine horizontale Bewegung der Basis ermöglichen.
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Es besteht somit einen dringendes Bedürfnis an einem Ladesystem, dass einfacher aufgebaut ist, keine speziellen Anpassungen an bestimmte Fahrzeugtypen erfordert und leicht nachgerüstet werden kann.
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[A1]. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Hebezeug mit einem mittels eines Antriebs um eine horizontale Achse schwenkbaren Ausleger, vorzugsweise zum Be- und Entladen von Rollstühlen durch die Heckklappe eines PKW, wobei die Achse des Auslegers in einer Basis gelagert ist, die mit einer Ladefläche verbunden ist, und wobei der Ausleger einen sich zwischen einer ausgeschwenkten Lage und einer eingeschwenkten Lage erstreckenden Schwenkwinkel aufweist, der eine vertikale Richtung überstreichend ausgebildet ist, dadurch, dass der Ausleger eine veränderliche Länge aufweist, die vorzugsweise in Abhängigkeit der Stellung des Auslegers sich verändernd ausgebildet ist. Durch die veränderliche Länge besitzt der Ausleger beim Schwenken eine so geringe Länge, dass er nicht mehr speziell an die vertikale Abmessung der Ladeöffnung oder an die lichte Höhe des Laderaums angepasst werden muss. Beim Schwenken ist das Hebezeug so kompakt, dass es nicht kollidieren kann. Er lässt sich deshalb auch nachträglich in unterschiedliche Fahrzeuge einbauen. Beim Verkauf des Fahrzeugs kann das Hebezeug ausgebaut und in ein neu erworbenes Fahrzeug wieder eingebaut und genutzt werden.
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Je nach Notwendigkeit können ein oder zwei der erfindungsgemäßen Hebezeuge zum Einsatz kommen. Wenn zwei der Hebezeuge gemeinsam genutzt werden, ist es von Vorteil, wenn die Antriebe gekoppelt werden. Dies kann mechanisch und/oder elektrisch erfolgen, damit der Bewegungsablauf beider Hebezeuge synchron erfolgt.
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[A2]. In Ausgestaltung des Hebezeugs ist vorgesehen, dass der Ausleger aus einem schwenkbaren Teil und einem an diesem geführten Teil besteht. Das Hebezeug weist zur Veränderung der Länge des Auslegers einen Stellantrieb für den geführten Teil des Auslegers auf. Der Stellantrieb ist vorzugsweise mittels eines mechanischen Getriebes vom Schwenkantrieb abgeleitet. Folglich ist nur ein elektrischer Antrieb notwendig, um alle Bewegungen zu bewirken. Die elektrische Steuerung ist dadurch vorteilhaft einfach.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Steuerung keine kabelgebundene Steuerung sondern eine Fernsteuerung vorgesehen ist.
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Die Sicherheit wird wesentlich erhöht, wenn eine Verriegelung der Steuerung mit der KFZ-Elektrik vorgesehen ist. Beispielsweise kann verhindert werden, dass sich der Kragarm bei Fehlbedienung während der Fahrt in Bewegung setzen kann. Zusätzlich kann eine Verriegelung in der Weise vorgenommen werden, dass eine Betätigung des Hebezeugs nur nach Betätigung der Feststellbremse des Fahrzeugs möglich ist.
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[A3]. In weiterer Ausgestaltung des Hebezeugs wird vorgeschlagen, dass als mechanisches Getriebe ein Seilzug vorgesehen ist, wobei ein bewegliches Teil des Seilzugs mit dem geführten Teil des Auslegers verbunden ist. Ein solcher Seilzug ist ein bewährtes Konstruktionselement, das vorteilhaft einfach ist, wenig Platz benötigt und kaum Wartung bedarf.
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[A4]. Wenn für das Hebezeug als Schwenkantrieb ein Linearantrieb vorgesehen ist, lassen sich bei vorteilhaft kompakter Bauweise auch große Schwenkmomente erzeugen und entsprechend hohe Lasten heben. Vorteilhafter Weise ist dessen Ende mit der Basis und dessen anderes Ende mit dem schwenkbaren Teil des Auslegers oder vorzugsweise mit einem mit dem Ausleger verbundenen Gelenkgetriebe verbunden. Dadurch lässt sich der Ausleger auch in einen Winkel schwenken, bei dem der Ausleger schräg nach unten weist. Dies erlaubt auch Fahrzeuge mit hoher Bodenfreiheit zu nutzen. Insbesondere ist als Gelenkgetriebe ein ebenes viergliedriges Koppelgetriebe in Form eines Viergelenks mit horizontalen Gelenkachsen vorgesehen, wobei der schwenkbare Teil des Auslegers vorzugsweise als ein Koppelglied des Viergelenks ausgebildet ist. Somit ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise.
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[A5]. Für spezielle Einsatzzwecke kann es von Vorteil sein, wenn mindestens ein Koppelglied einen, vorzugsweise verstellbaren, Anlenkpunkt und eine mit diesem verbundene Stellstange aufweist, deren anderes Ende mit einem beweglichen Ende des Seilzugs verbunden ist. Der Seilzug erhält dadurch die erforderliche Krafteinleitung und sein Hub lässt sich in Grenzen anpassen.
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[A6]. Der Anpassbarkeit an spezielle Einsatzfälle dient auch die Maßnahme, dass mindestens ein Gelenkabstand des Viergelenks veränderbar ausgebildet ist.
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[A7]. Vorteilhafter Weise bilden der Linearantrieb und die Stellstange gegenüberliegende Koppelglieder des Viergelenks, wobei das andere Ende der Stellstange linear geführt ausgebildet ist, und wobei vorzugsweise die Länge der Stellstange verstellbar ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich auch mit elektrischen Linearantrieben, ein vorteilhaft großer Schwenkwinkel bei hohen Schwenkmomenten erreichen. Hydraulische Linearantriebe, die ein entsprechendes Hydraulikaggregat mit Steuerung benötigen würden, können vermieden werden.
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[A8]. In alternativer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Ausleger mindestens teilweise aus einem Dreieck gebildet ist, von dem ein Abstand zweier Eckpunkte mindestens einer Seite verstellbar ausgebildet ist. Mit Vorteil lassen sich dadurch die Endlagen des Auslegers an die Höhe der Ladefläche eines bestimmten Fahrzeugs anpassen.
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[A9]. Die Verfahrensaufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Be- und Entladen eines PKW mittels eines um eine im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbaren Auslegers gelöst, bei dem während des Schwenkens eine Länge des Auslegers in Abhängigkeit der Stellung des Auslegers verändert wird. Die Notwendigkeit, das Hebezeug vor dem Schwenken erst horizontal Verfahren zu müssen, wird dadurch vermieden. Das Schwenken und die Veränderung der Ladearmlänge können gleichzeitig erfolgen. Der ganze Bewegungsablauf benötigt dadurch weniger Zeit.
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[A10]. In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Veränderung der Länge des Auslegers mechanisch von einem Schenkantrieb des Auslegers über ein mechanisches Getriebe erfolgt.
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[A11]. In Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Veränderung der Länge des Auslegers durch eine Steuerung, die einen Schwenkantrieb und einen Antrieb zur Längenveränderung des Auslegers miteinander koppelt. Dazu können auch zwei getrennte Antriebe vorgesehen werden, die mechanisch oder elektrisch synchronisiert und/oder gegenseitig verriegelt sind. Vorzugsweise erfolgt die Veränderung der Auslegerlänge in Abhängigkeit eines Sensorsignals, das beispielsweise den Schwenkwinkel des Auslegers an die Steuerung übergibt. Insbesondere kann auch die Längenänderung in Abhängigkeit eines Neigungssensorsignals des Auslegers gesteuert werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beispielhaft an Hand einer Zeichnung erläutert, wobei funktionsgleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
- 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hebezeugs in eingeschwenkter Lage des Auslegers,
- 2 eine schematische Rückansicht der in 1 dargestellten Hebezeugs,
- 3 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hebezeugs in ausgeschwenkter Lage des Auslegers,
- 4 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Hebezeugs mit Darstellung der beiden Endlagen des Auslegers und
- 5 eine Ansicht der alternativen Ausführungsform gemäß Pfeilrichtung V in 4.
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In den 1 bis 5 bezeichnet die Bezugsziffer 1 das erfindungsgemäße Hebezeug. Dabei betreffen 1 bis 3 eine erste Ausführungsform und die 4 und 5 eine alternative Ausführung. Teile mit gleicher Funktion sind dabei mit denselben Bezugsziffern versehen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird zunächst die erste Ausführungsform beschrieben:
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Die Grundkonstruktion besteht aus einem 4-Kantstahlrohr 50 x 50 mm, das die Basis 16 bildet, mit aufgeschweißten Laschen 35 zur Befestigung des Schwenkantriebs 11, der als 12 Volt Elektroantrieb ausgebildet ist, und direkt von der Autobatterie 36 gespeist wird. Die Basis 16 dient als Schnittstelle zum Kraftfahrzeug und wird fest mit der nicht dargestellten Ladefläche eines Kraftfahrzeuges verschraubt oder verschweißt.
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Zum Betätigen des Antriebs dient eine in 1 angedeutete Steuerung 29, im einfachsten Fall ein Schalter, die über Leitung 38 als Wirkverbindung 37 die Stromversorgung von der Autobatterie 36 zum Antrieb 2 durchschaltet. Die Steuerung 29 kann auch in ein separates Bedienteil und ein Schaltungsteil getrennt ausgebildet sein, die leitungsgebunden und/oder drahtlos miteinander kommunizieren und so eine Fernsteuerung des Antriebs 2 und etwaiger weiterer Antriebe 30 ermöglichen. Zur Verriegelung mit weiteren Funktionen des Kraftfahrzeugs können zusätzliche Ein- und Ausgänge für die Steuerung vorgesehen sein, um beispielsweise das Signal eines Neigungssensors 31 über Wirkverbindung 37 der Steuerung 29 aufzuschalten.
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Ein Ausleger 4 ist um eine horizontale Achse 3 schwenkbar mit der Basis 16 verbunden. Die Länge 5 dieses Auslegers 4 ist veränderbar. Dazu dient das geführte Teil 8 des Auslegers 4, das in dem schwenkbaren Teil 7 des Auslegers 4 linear geführt ist. Der Ausleger 4 besteht aus einem Kragarm 30 x 30 mm, als schwenkbar gelagertes Teil 7. Darin steckt wiederum ein Schubstück aus 4-Kantrohr mit Gleitleisten 20 x 20 mm als geführtes Teil 8. Als Antrieb 30 bzw. Stellantrieb 9 für die relative Verschiebung der beiden Teile 7, 8 zueinander dient ein Seilzug 12. Seine Bewegung wird mechanisch über ein Umlenkgestänge, dem Gelenkgetriebe 14, aus der Schwenkbewegung des Antriebs 2, in diesem Fall dem Linearantrieb 14, abgeleitet. Dazu ist der bewegliche Teil 13 des Seilzugs 12 mit dem geführten Teil 8 fest verbunden und das feststehende Außenteil des Seilzugs 12 an einem Ende am schwenkbaren Teil 7 des Auslegers 4 fixiert.
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Das andere Ende des beweglichen Teils 13 des Seilzugs 12 wird mittels einer Linearführung 34 und einer Stellstange 24 verstellt. Der Seilzug 12 bewirkt, dass der Ausleger 4 ganz ausgefahren werden kann. In der Verladestellung 41 ist der geführte Teil 8 des Auslegers 4 ganz ausgefahren, um den nötigen Abstand zwischen Stoßstange und einer nicht dargestellten Einhängevorrichtung herzustellen. Als Einhängevorrichtung lässt sich ein Gurt verwenden, dessen eines Ende am freien Ende des Auslegers und dessen anderes Ende am Rollstuhl befestigt ist.
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Um als Schwenkantrieb 11 einen einfachen Linearantrieb 14 verwenden zu können und gleichzeitig einen möglichst großen Schwenkwinkel 39 (4) zu erzielen, ist zwischen Linearantrieb 14 und Ausleger 4 ein Koppelgetriebe 22 vorgesehen, dass als Gelenkgetriebe 18 ausgebildet ist, nämlich als ein Viergelenk 20 mit horizontalen Gelenkachsen 21. Im dargestellten Fall kann der Linearantrieb 14 sowohl ein Hydraulikantrieb wie auch ein elektrischer Spindel-Mutter-Antrieb sein.
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Der Abstand der Achsen 21 wird durch Bohrungen in den Koppelgliedern 22 bestimmt und dadurch auch die Übersetzung der Bewegung. Zur Veränderung des Übertragungsverhaltens des Koppelgetriebes 19 ist der Gelenkabstand 27 verändert werden, indem die Achse 21 durch eine andere im Koppelglied 22 vorgesehene alternative Bohrung geführt wird. Derartige Bohrungen können selbstverständlich auch in anderen Koppelgliedern 22 vorgesehen werden, um das Übertragungsverhalten zu verändern.
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Ein weiteres Viergelenk 33, ebenfalls mit horizontalen Gelenkachsen ist zur Verstellung des Seilzugs 12 vorgesehen. Als gegenüberliegende Koppelglieder 23 sind darin der Linearantrieb 14 und die Stellstange 24 angeordnet. Ein Ende der Stellstange ist zwischen den Gelenkachsen 21 des Koppelgliedes 22 des anderen Viergelenks 31 im Anlenkpunkt 23 befestigt. Das andere Ende 25 ist in der Linearführung 34 beweglich geführt und mit dem beweglichen Ende 26 des Seilzugs verbunden.
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In Fällen, in denen der Schwenkwinkel, kleiner sein kann, reicht auch ein einziges Viergelenk. Die Stellstange 24 und Linearantrieb 14 werden dann am schwenkbaren Teil des Auslegers 4 angelenkt.
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Der Schwenkwinkel 39 (4) ist der Winkel zwischen den beiden in 1 und 3 dargestellten Endlagen, d.h. zwischen der ausgeschwenkten Lage 41 (3 und 4) und eingeschwenkten Lage 42 (1 und 4) des Auslegers 4. Beim Schwenken des Auslegers 4 von einer Endlage in die andere Endlage überstreicht er die vertikale Richtung 40. Die eingeschwenkte Lage ist durch den Winkel 6 des Auslegers zur Horizontalen bzw. Stellung 6 beschrieben.
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2 und 3 zeigen andere Stellungen 6 des erfindungsgemäßen Hebezeugs aus der Front- und Seitenansicht.
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Statt einer mechanischen Kopplung der Stellantriebe für die Schwenkbewegung und die des geführten Teils 8 mit Seilzug 12 kann auch eine elektrische oder elektronische oder hydraulische Kopplung zweier Linearantriebe vorgesehen werden. Eine selbsthemmende Wirkung eines Spindel-Mutterantriebs bietet bei Stromausfall in vorteilhafter Weise Sicherheit vor einem zu schnellen Sinken oder Abstürzen der Last.
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Beim Einladen des eingehängten Rollstuhls zieht sich das geführte Teil 8 automatisch zurück. Dieses ist erforderlich, um in eine geringe Kofferraumhöhe einfahren zu können. Beim Herausfahren schiebt sich das geführte Teil 8 wieder raus, um den Rollstuhl auf dem Boden abzusetzen. Danach werden die Schnellverschlüsse einer Einhängevorrichtung gelöst und der Ausleger 4 wieder eingeschwenkt.
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Das Hebezeug wird mittels Fernbedienung bzw. fest eingebauter Schaltung in Betrieb genommen.
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Als Ladebrücke können auch zwei gleiche Hebezeuge, die links und rechts im Kofferraum montiert werden. Der Bewegungsablauf dieser beiden Hebezeuge wird dann synchronisiert.
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Für leichte Faltrollstühle bis ca. 40 kg mit und ohne Elektroantrieb, kann das System als Einzelelement genutzt werden. Bei dieser Anwendung wird das Gerät mittig im Kofferraum eingebaut. Der Rollstuhl wird wiederum mit Schnellverschlüssen an das geführte Teil 8 eingehängt. In diesem Fall legt sich der Rollstuhl auf den Ausleger 4 und wird so in den Kofferraum eingeladen. Hierzu sind auch kleinere Kofferräume geeignet.
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Das Hebezeug wäre ebenfalls geeignet, den Rollstuhl hinter der Fahrertür, d.h. durch eine seitliche Schiebetür bzw. durch gegeneinander öffnende Türen, einzufahren. Der Bewegungsablauf ist der gleiche wie zuvor beschrieben. Hierzu wird lediglich der zusammengefaltete Rollstuhl über das geführte Teil geschoben, verriegelt und in die Seitentür eingefahren.
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Das Hebezeug ist auch für Kombis mit kleineren Kofferräumen geeignet. Durch die Einfachheit ist das Hebezeug sehr preiswert herzustellen. Der Einbau ins Kraftfahrzeug ist ebenfalls sehr einfach und die Bedienung kinderleicht.
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Abweichend von der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist in den Firguren 4 und 5 eine alternative Ausgestaltung des Hebezeugs dargestellt, bei der ein Spezialfall des in den 1 bis 3 gezeigten Viergelenks gezeigt ist. Das Viergelenkgetriebe ist durch den Zusammenfall zweier Achsen zu einem festen Dreieck 43 geformt, so dass es kein Getriebe mehr ist.
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Die Endlagen 41, 42 des Auslegers 4 lassen sich durch Abstandsänderungen mindestens zweier Eckpunkte des Dreiecks 43 einstellen. Zu diesem Zweck ist die Seite 44 des Dreiecks 43 durch eine spannschlossartige Strebe gebildet, deren Befestigungsenden in ihrem Abstand veränderbar sind.
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Auch die Anlenkung des Seilzugs 12 zur Verstellung des geführten Teils ist 8 ist gegenüber 1 bis 3 vereinfacht. Das bewegliche Ende 26 ist nicht mehr an einer Linearführung 34 (1) sondern an einer Befestigungsachse 45 angelenkt. Diese Achse 45 ist von der Schwenkachse 3 des Auslegers 4 so beabstandet, dass sich der Abstand zwischen Befestigungsachse 45 und dem Befestigungspunkt 46 des festen Abschnitts des Seilzugs 12 am schwenkbaren Teil 7 des Auslegers 4 während des Schwenkens aus der ausgeschwenkten Lage 41 in die eingeschwenkten Lage 42 vergrößert. Da die Länge des zwischen den beiden Enden des beweglichen Teils des Seilzugs fix ist, verkürzt das am geführten Teil 8 befestigte bewegliche Teil 13 des Seilzugs gleichzeitig die Länge 5 des Auslegers 4. Die beiden Enden des Seilzugs sind an den Befestigungspunkten 46 und 47 fest aber verstellbar mit dem schwenkbaren Teil 7 des Auslegers 4 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hebezeug
- 2
- Antrieb
- 3
- Achse
- 4
- Ausleger
- 5
- Länge
- 6
- Stellung
- 7
- schwenkbaren Teil
- 8
- geführten Teil
- 9
- Stellantrieb
- 10
- Getriebe
- 11
- Schwenkantrieb
- 12
- Seilzug
- 13
- bewegliches Teil
- 14
- Linearantrieb
- 15
- Ende
- 16
- Basis
- 17
- anderes Ende
- 18
- Gelenkgetriebe
- 19
- Koppelgetriebe
- 20
- Viergelenk
- 21
- Gelenkachsen
- 22
- Koppelglied
- 23
- Anlenkpunkt
- 24
- Stellstange
- 25
- anderes Ende
- 26
- beweglichen Ende
- 27
- Gelenkabstand
- 28
- Länge
- 29
- Steuerung
- 30
- Antrieb
- 31
- Sensors
- 32
- Koppelglied
- 33
- Viergelenk
- 34
- Linearführung
- 35
- Lasche
- 36
- Autobatterie
- 37
- Wirkverbindung
- 38
- Leitung
- 39
- Schwenkwinkel
- 40
- Vertikale Richtung
- 41
- ausgeschwenkte Lage, Verladestellung
- 42
- eingeschwenkte Lage
- 43
- Dreieck
- 44
- Seite, spannschlossartige Strebe
- 45
- Befestigungsachse
- 46
- Befestigungspunkt
- 47
- Befestigungspunkt
