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Die Erfindung betrifft eine Treppensteighilfe, insbesondere für Wendeltreppen.
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Treppen stellen für Gehbehinderte oder ältere Leute unüberwindliche Barrieren dar. Dies führt dazu, dass diese Personen mitunter ein vertrautes Feld verlassen müssen, um in barrierefreie Wohnungen, Senioren- oder Pflegeheime umzuziehen. Damit gehen menschliches Leid, aber auch hohe Kosten, sowohl für den Einzelnen als auch die Gesellschaft einher.
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Der Stand der Technik kennt zum Beseitigen dieser Problem Konstruktionslösungen in der Form von Treppenliften. Der Einbau von solchen Treppenliften ist in Privathäusern denkbar, wird aber auch dort aufgrund hoher Aufwendungen und deren Baugröße häufig nicht vorgenommen. Für Treppenhäuser in Mietobjekten sind Treppenlifte zumeist keine Lösung. In Altbauten, öffentlichen Gebäuden und vielen privaten Häusern sind weder Aufzüge noch Treppenlifte aus technischen oder finanziellen Gründen nachträglich einbaubar.
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Weiterhin sind auch ansteigende Plattformen bekannt. Diese sind allerdings meistens weder zuverlässig und sicher, noch als kompakt anzusehen
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Treppensteighilfe, insbesondere für Wendeltreppen vorzuschlagen, die kompakt aufgebaut ist und einen mühelosen Transport von Personen und/oder Lasten über Treppen ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmalskombination des unabhängigen Anspruchs.
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So erfolgt die Lösung dieser Aufgabe durch eine Treppensteighilfe, insbesondere für Wendeltreppen, die in einer Hauptbewegungsrichtung bewegbar ist. Die Treppensteighilfe umfasst ein Tragelement, eine Mehrzahl von antreibbaren Rotationselementen und eine Mehrzahl von Hubeinheiten. Dabei sind die Rotationselemente jeweils um eine Rotationsachse zum Rollen auf eine Rollebene rotierbar. Die Hubeinheiten weisen jeweils ein erstes Ende auf, an dem die Hubeinheiten jeweils mit den Rotationselementen verbunden sind. Weiterhin ist ein Bereich der Hubeinheiten einer zur Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe senkrechten Richtung zum Heben und/oder Senken der Rotationselemente bewegbar. Durch die vorgeschlagene Treppensteighilfe wird ein gleichmäßiger und freier Transport von Personen oder Lasten ermöglicht, der ähnlich einer Rolltreppe mit einer selbstfahrenden Plattform ist. Allerdings bietet die Treppensteighilfe im Vergleich zu einer Rolltreppe den Vorteil eines sehr kompakten Aufbaus. Außerdem wird durch die Bewegbarkeit der Hubelemente in einer zur Hauptbewegungsrichtung senkrechten Richtung die Sicherheit des Transports mittels der Treppensteighilfe erhöht. Der Grund dafür ist, dass somit vermieden werden kann, dass die Rotationselemente beim Heben und/oder Senken gegen eine Treppenstufe stoßen oder nicht richtig auf eine Treppenstufe aufgesetzt werden. Bei der vorliegenden Treppensteighilfe können die Hubeinheiten in einer Richtung bewegt werden, in der mehr Platz für Bewegungsabläufe zur Verfügung steht. Weiterhin kann die Treppensteighilfe für mehrere Anwendungen eingesetzt werden. Das Tragelement ist vorzugsweise als Plattform ausgebildet und dient zum Tragen der Person oder der Sache, die transportiert werden muss. Als Hauptbewegungsrichtung ist die Bewegungsrichtung zu verstehen, in der im Wesentlichen die Treppensteighilfe als Einheit bewegbar ist, um eine Treppe hinauf- oder herabzufahren. Mit anderen Worten entspricht die Hauptbewegungsrichtung der Richtung, in der sich die Treppe erstreckt bzw. verläuft, wenn die Treppe auf eine horizontale Ebene projiziert wird. Anders gesagt bedeutet die Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe eine Fortbewegungsrichtung der Treppensteighilfe. Wenn die Treppensteighilfe einen vorderen Teil, einen hinteren Teil, einen linken Teil, und einen rechten Teil aufweist, entspricht dann die Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe der Richtung vom hinteren Teil zum vorderen Teil, wobei für die Bestimmung der Hauptbewegungsrichtung unabhängig ist, ob die Treppensteighilfe die Treppe hochfährt oder runterfährt. Wenn die Treppensteighilfe eine Längsachse, eine Querachse und eine Hochachse analog zu den Achsen eines Fahrzeugs aufweist, dann entspricht die Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe der Längsachse. Die Längsachse entspricht dabei der Fortbewegungsrichtung der Treppensteighilfe. Die Hauptbewegungsrichtung ist vorzugsweise horizontal.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Bevorzugt weist mindestens eine Hubeinheit ein zweites Ende auf, an dem die Hubeinheit senkrecht zu der Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe seitlich verschiebbar am Tragelement angeordnet ist. „Seitlich“ bedeutet, dass die Hubeinheit in der Richtung vom linken zum rechten Teil bzw. in der Richtung der Querachse der Treppensteighilfe am Tragelement verschiebbar angeordnet ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine Hubeinheit als Kniehebel ausgebildet. Dabei weist vorzugsweise der Kniehebel einen ersten Kniehebelarm und einen zweiten Kniehebelarm auf, die aneinander angelenkt sind. Der erste Kniehebelarm ist an seinem ersten Ende am Tragelement schwenkbar angeordnet, und an seinem zweiten Ende am zweiten Kniehebelarm angelenkt. Am ersten Ende des zweiten Kniehebelarms ist der zweite Kniehebelarm senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe seitlich verschiebbar angeordnet. Dabei entspricht das erste Ende des zweiten Kniehebelarms dem zweiten Ende der Hubeinheit. Am zweiten Ende des zweiten Kniehebelarms ist bevorzugt das Rotationselement angebracht. Das zweite Ende des zweiten Kniehebelarms entspricht dabei dem ersten Ende der Hubeinheit. Durch das Betätigen des Kniehebels von einer gebeugten Stellung (erste Stellung) zu einer nahezu ausgestreckten bzw. weniger gebeugten Stellung (zweite Stellung) kann das Rotationselement gehoben werden. Der Kniehebel weist den Vorteil eines großen Hubes und einer einfachen Betätigung auf. Vorzugsweise sind der erste Kniehebelarm und der zweite Kniehebelarm unterschiedlich lang ausgebildet.
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Nach einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Hubeinheit derart ausgebildet, dass die Hubeinheit basierend auf dem Scherenhub-Prinzip betreibbar ist. Dies bedeutet, dass die Hubeinheit als Scherenhubmechanismus ausgestaltet ist. Der Scherenhubmechanismus kann insbesondere eine Einfachschere oder Doppelschere sein.
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Der Scherenhubmechanismus weist insbesondere einen ersten Scherenarm, einen zweiten Scherenarm, einen dritten Scherenarm und einen vierten Scherenarm auf, wobei der erste Scherenarm und der zweite Scherenarm, und der dritte Scherenarm und der vierte Scherenarm gegeneinander schwenkbar angeordnet sind. Der erste Scherenarm weist ein erstes Scherenarmende und ein zweites Scherenarmende auf. Der zweite Scherenarm hat ein drittes Scherenarmende und ein viertes Scherenarmende auf. Der dritte Scherenarm weist ein fünftes Scherenarmende und ein sechstes Scherenarmende auf, wobei der vierte Scherenarm ein siebtes Scherenarmende und ein achtes Scherenarmende hat. Dabei ist vorzugsweise das erste Scherenarmende am Tragelement angelenkt und das dritte Scherenarmende am Tragelement verschiebbar angeordnet. Der erste Scherenarm ist vorzugsweise mit dem vierten Scherenarm drehbar verbunden. Dementsprechend ist bevorzugt der zweite Scherenarm mit dem dritten Scherenarm drehbar verbunden. Am achten Scherenarmende des vierten Scherenarms ist vorteilhafterweise das Rotationselement der Hubeinheit angeordnet.
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Unter Anwendung des Scherenhub-Prinzips lässt sich der Hub erheblich steigern. Zudem verfügt die Hubeinheit über eine einfache und wartungsarme Konstruktionsweise.
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Nach einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Hubeinheit in einer zur Hauptbewegungsrichtung der Treppensteighilfe parallelen Achse in Bezug auf das Tragelement schwenkbar ausgebildet. Somit kann der Hub des Rotationselements bzw. der Hubeinheit durch das Schwenken der Hubeinheit in Bezug auf das Tragelement in einfacher und sicherer Weise erfolgen.
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Insbesondere kann die Hubeinheit ein erstes Drehelement, ein zweites Drehelement und ein drittes Drehelement umfassen, die mittels eines ersten Verbindungselements miteinander derart verbunden sind, dass das zweite Drehelement und das dritte Drehelement mit dem ersten Drehelement um eine erste Drehachse des ersten Drehelements mitrotierbar sind. Ferner umfasst bevorzugt die Hubeinheit ein Übertragungselement, das eingerichtet ist, eine Drehung des ersten Drehelements um die erste Drehachse des ersten Drehelements auf das zweite Drehelement zu übertragen, so dass das zweite Drehelement um eine zweite Drehachse des zweiten Drehelements drehbar ist. Dabei stehen das zweite Drehelement und das dritte Drehelement im Eingriff miteinander, so dass eine Drehung des zweiten Drehelements um die zweite Drehachse auf das dritte Drehelement übertragbar ist. Weiterhin umfasst die Hubeinheit ein zweites Verbindungselement, welches das dritte Drehelement mit dem Rotationselement verbindet.
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Dabei können vorzugsweise das erste Drehelement, das zweite Drehelement und das dritte Drehelement jeweils als Zahnrad ausgebildet sein (erstes Zahnrad, zweites Zahnrad und drittes Zahnrad). Das erste Verbindungselement ist bevorzugt in der Form einer ersten Stange ausgebildet. Das Übertragungselement ist in vorteilhafter Weise als Zahnriemen ausgestaltet. Ferner weist das zweite Verbindungselement die Form einer Stange (zweite Stange) auf.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Hubeinheit ein erstes Drehelement und ein zweites Drehelement umfassen, die mittels eines ersten Verbindungselements miteinander derart verbunden sind, dass das zweite Drehelement mit dem ersten Drehelement mitrotierbar ist. Ferner umfasst die Hubeinheit ein Übertragungselement, das eingerichtet ist, eine Drehung des ersten Elements um eine erste Drehachse des ersten Drehelements auf das zweite Drehelement zu übertragen, so dass das zweite Drehelement um eine zweite Drehachse des zweiten Drehelements drehbar ist. Weiterhin umfasst die Hubeinheit ein zweites Verbindungselement, welches das zweite Drehelement mit dem Rotationselement verbindet. Diese Ausgestaltung der Hubeinheit ermöglicht einen großen Hub der Hubeinheit bzw. des Rotationselements.
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Dabei können vorzugsweise das erste Drehelement und das zweite Drehelement jeweils als Zahnrad ausgebildet sein (erstes Zahnrad und zweites Zahnrad). Das Übertragungselement ist dabei vorzugsweise als Stange mit daran angeordneten Zahnrädern ausgebildet, wobei das zweite Verbindungselement in der Form einer Stange ausgebildet ist.
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Besonders bevorzugt umfasst die Hubeinheit mindestens eine Parallelogrammführung, so dass das Rotationselement immer senkrecht zum Tragelement, insbesondere immer vertikal positioniert, ist. D.h., dass die Rotationsachse des Rotationselements horizontal, insbesondere parallel zum Tragelement, verläuft.
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Wenn die Hubeinheit ein Scherenhubmechanismus ist, kann bevorzugt der Scherenarm, an dem das Rotationselement angeordnet ist, als Parallelogrammführung ausgebildet sein. Bei einer als Doppelschere ausgebildeten Hubeinheit können vorzugsweise der erste Scherenarm und der vierte Scherenarm als Parallelogrammführungen ausgebildet sein.
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Bevorzugt kann mindestens ein Rotationselement der Mehrzahl der antreibbaren Rotationselemente eine Lauffläche aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass das Rotationselement in einer zu einer Rotationsrichtung des Rotationselements unterschiedlichen Richtung bewegbar ist. Besonders bevorzugt können mindestens zwei Rotationselemente eine derartige Lauffläche aufweisen. Insbesondere ist die Mehrzahl der Rotationselemente mit einer solchen Lauffläche versehen. Dadurch werden omnidirektionale Fahrmanöver der Treppensteighilfe ermöglicht, ohne dass die Treppensteighilfe mit einer mechanischen Lenkung ausgestattet sein muss. Ferner ermöglicht der Einsatz von solchen Rotationselementen eine Manövrierfähigkeit der Treppensteighilfe auf engstem Raum. Dies führt auch zu einer besonders platzsparenden und gewichtssparenden Gestaltung der Hubeinheit.
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Insbesondere kann das Rotationselement als Mecanum-Rad ausgebildet sein. Ein Mecanum-Rad ist derart ausgestaltet, dass auf seinem Umfang mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen in einem Winkel zur Achse des gesamten Rades angebracht sind. Diese Rollen haben keinen direkten Antrieb und können sich frei um ihre schräge Lagerachse drehen. Das Mecanum-Rad kann in vorteilhafter Weise von einem Antriebsmotor angetrieben werden.
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Die Verschiebbarkeit einer verschiebbar am Tragelement angeordneten Hubeinheit wird durch einen an der Hubeinheit angeordneten ersten Spindelantrieb bewirkt. Somit kann die Hubeinheit genau bewegt werden und hohe axiale Schubkräfte aufnehmen.
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Ferner bevorzugt weist die Hubeinheit einen weiteren Bereich auf, der mittels eines zweiten Spindelantriebs teleskopartig ausgebildet ist. Somit kann ein noch größerer Hub erreicht werden. Der weitere Bereich entspricht einem zweiten Bereich.
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Weiterhin bevorzugt umfasst mindestens eine Hubeinheit ein teleskopartiges Element, welches durch ein Federelement ausfahrbar ist. Im Ruhezustand des Federelements ist vorzugsweise das teleskopartige Element ausgefahren. Dabei befindet sich das Federelement in einer ersten Stellung. Die erste Stellung des Federelements entspricht dabei einer ausgefahrenen Stellung des teleskopartigen Elements. Im zusammengedrückten Zustand befindet sich das Federelement in einer zweiten Stellung. Die zweite Stellung des Federelements entspricht einer zusammengefahrenen Stellung des teleskopartigen Elements. Um das Rotationselement zu heben, wird das Federelement von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung gebracht. Dies kann vorzugsweise über einen Seilzug erfolgen, wobei insbesondere das Seil auf eine Rolle mittels eines Motors aufgewickelt wird. Somit lässt sich die Hubeinheit sehr kompakt gestalten.
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Um eine noch kleinere Baugröße der Hubeinheit zu erzielen, kann vorzugsweise das Federelement in einem inneren Raum des teleskopartigen Elements angeordnet sein.
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Das Federelement weist bevorzugt eine Druckfeder und/oder eine Pufferfeder und/oder einen federelastischen Stab, insbesondere Kunststoff- oder Gummistab auf. Als federelastischer Stab ist der Stab zu verstehen, der in ähnlicher Weise zu einer Feder funktioniert.
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Vorzugsweise ist mindestens eine Komponente der Hubeinheit derart ausgebildet, dass die Komponente der Hubeinheit beim Senken und/oder Heben des Rotationselements in einer Führung führbar ist. Hierbei kann bevorzugt die Komponente der Hubeinheit an einem Befestigungselement angeordnet sein.
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Insbesondere kann die führbare Komponente der Hubeinheit mit einem Führungselement versehen sein, durch welches die Komponente in der Führung führbar ist. Dabei kann vorzugsweise das Führungselement als Zapfen ausgebildet sein.
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Die Führung ist bevorzugt als Ausnehmung in einer weiteren Komponente der Hubeinheit ausgebildet. Insbesondere ist die Führung bogenförmig ausgestaltet. Zum Führen der führbaren Komponente ist das Führungselement in der Ausnehmung der weiteren Komponente bewegbar angeordnet.
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Die weitere Komponente ist vorzugsweise als Spreizelement ausgebildet, welches verschiebbar in Bezug auf das Befestigungsbauteil angeordnet ist. Die weitere Komponente kann bevorzugt in Bezug auf das Befestigungsbauteil führbar ausgebildet sein.
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Bevorzugt ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten derart anzusteuern, dass eine Treppe befahren und/oder eine Strecke zurückgelegt wird.
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Weiterhin bevorzugt sind die Rotationselemente um eine Schwenkachse schwenkbar, die senkrecht zu der Rollebene steht, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten derart anzusteuern, dass eine Vorderkante des Tragelements parallel zu einer Vorderkante einer zu überwindenden Stufe der Treppe ist. Dies ist besonders vorteilhaft bei Wendeltreppen, da auf diese Weise eine langsame und kontinuierliche Drehbewegung der Treppensteighilfe erreicht werden kann.
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Bei der Treppensteighilfe ist vorzugsweise ein Speicher vorgesehen, in dem ein Computermodell der Treppe gespeichert ist. Der Speicher kann als separates Bauteil ausgebildet sein oder zur Steuereinheit gehören. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten basierend auf mittels des Computermodells der Treppe berechneten Weginformationen anzusteuern. Dadurch wird beim Befahren einer Treppe die Treppensteighilfe in einer völlig automatischen Weise bewegt.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei der Treppensteighilfe eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Treppendaten und/oder an der Treppe angeordneten Markierungselementen vorgesehen sein. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten basierend auf den erfassten Treppendaten und/oder den erfassten Markierungselementen der Treppe anzusteuern. Somit kann die Treppe bzw. die Form der Treppe in Echtzeit erfasst werden. Dadurch wird beim Bewegen der Treppensteighilfe der aktuelle Zustand der Treppe berücksichtigt, was einen noch sichereren Transport der Personen oder Lasten ermöglicht. So kann die Erfassungseinrichtung zum Beispiel abgenutzte Treppenstufen erkennen, wodurch die Steuereinheit das Ansteuern der Rotationselemente und/oder der Hubeinheiten entsprechend anpassen kann. Treppendaten sind beispielsweise die Abmessungen der Treppenstufe (zum Beispiel Stufenhöhe, Stufenbreite), die Treppensteigung, die Kontur der Treppe usw.
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Das Tragelement ist bevorzugt mit einem teleskopartigen Halteelement und/oder einem klappbaren Sitz versehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Tragelement eine Aufnahmefläche zum Aufnehmen bzw. Montieren eines Stuhls aufweisen, um Personen sitzend zu befördern.
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Zum Transportieren von Lasten kann die Treppensteighilfe vorzugsweise fernsteuerbar ausgebildet sein.
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Weiterhin bevorzugt kann die Treppensteighilfe mit einer zweiten Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Neigung des Tragelements in Bezug auf eine horizontale Ebene ausgestattet sein, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten basierend auf der erfassten Neigung des Tragelements anzusteuern. Insbesondere ist die Steuereinheit eingerichtet, die Rotationselemente und/oder die Hubeinheiten derart anzusteuern, dass das Tragelement immer horizontal positioniert ist.
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Vorteilhafterweise umfasst die Treppensteighilfe eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Energiespeichers und eine Energiespeicher-Wechselvorrichtung. Über den Energiespeicher sind energieverbrauchende Komponenten der Treppensteighilfe mit Energie versorgbar. Der Energiespeicher ist über die Energiespeicher-Wechselvorrichtung von der Aufnahmeeinrichtung abnehmbar. Somit ist die Treppensteighilfe energiemäßig autonom. Ferner kann der Energiespeicher automatisch gewechselt werden
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Zusätzlich zu den antreibbaren Rotationselementen kann vorzugsweise mindestens ein freilaufendes bzw. nicht antreibbares Rotationselement vorgesehen sein. Das Rotationselement kann in vorteilhafter Weise angehoben oder abgesenkt werden. Insbesondere ist eine Vielzahl von frei laufenden bzw. nicht antreibbaren Rotationselementen vorhanden. Somit wird vorzugsweise eine Traglast auf beide Arten der Rotationselemente aufgeteilt, wodurch die auf die antreibbaren Rotationselemente gesamten ausgeübten Kräfte reduziert werden. Die nicht antreibbaren Rotationselemente dienen der Erhöhung der Stabilität.
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Nicht antreibbare Rotationselemente können bevorzugt jeweils als Rolle ausgebildet sein, die in einen Käfig eingepresst ist. Alternativ können die nicht antreibbaren Rotationselemente jeweils als Rolle ausgebildet sein, die um zwei Achsen rotierbar ist. Es ist natürlich möglich, Rotationselemente beider Arten vorzusehen.
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Das Tragelement ist vorzugsweise möglichst flach und niedriger als eine Treppenstufe ausgebildet.
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Um den Energiespeicher permanent betriebsfähig zu halten und somit eine ununterbrochene Nutzung der Treppensteighilfe zu gewährleisten, wird vorzugsweise der Energiespeicher (erster Energiespeicher) zum Laden getrennt von der Treppensteighilfe geladen und durch einen zweiten Energiespeicher ausgetauscht.
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Dazu ist vorzugsweise eine Ladeeinheit vorgesehen, die insbesondere an der Treppe angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die Ladeeinheit am Anfang oder am Ende der Treppe positioniert sein. Ladeeinheiten können bevorzugt auf mehreren Stockwerksebenen vorgesehen sein. Die Ladeeinheit ist bevorzugt an einer Wand montiert und bedarf nur einer Steckdose für den Stromanschluss.
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Die Ladeeinheit weist vorzugsweise einen ersten Ladebereich und einen zweiten Ladebereich auf. Im zweiten Ladebereich befindet sich bevorzugt der zweite Energiespeicher, mit dem der erste Energiespeicher im ersten Aufnahmebereich der Treppensteighilfe bei Bedarf ausgetauscht wird. Der erste Ladebereich ist eingerichtet, den ersten Energiespeicher aufzunehmen und zu laden.
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Die Energiespeicher-Wechselvorrichtung ist bevorzugt eine magnetische Vorrichtung und umfasst die Aufnahmeeinrichtung und die Ladeeinheit.
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Die Energiespeicher-Wechselvorrichtung kann auch mechanisch ausgestaltet sein.
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Zusätzlich zum Austausch des Energiespeichers kann dieser auch permanent am Netz geladen werden, wenn die Treppensteighilfe nur teilweise entladen und nicht im Einsatz ist. Dies erhöht die Verfügbarkeit des Systems.
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Die Notwendigkeit zum Austausch des Energiespeichers wird vorzugsweise von der Steuereinheit ermittelt. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Hubelemente und/oder die Rotationselemente derart anzusteuern, dass die Treppensteighilfe zur Ladeeinheit fährt und der Energiespeicher-Austausch vorgenommen wird.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, den Energiezustand des Energiespeichers, insbesondere vor einem Befahren der Treppensteighilfe, zu prüfen. Bei ausreichendem Energiezustand ist die Steuereinheit eingerichtet, die Treppensteighilfe zu aktivieren und somit die Fahrt zu beginnen. Die Entscheidung, ob der Energiezustand ausreichend ist, kann bevorzugt basierend auf einem Vergleich zwischen dem durch die Steuereinheit abgerufenen Energiezustand des Energiespeichers und einem vorbestimmten Energiezustand erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann bevorzugt der abgerufene Energiezustand des Energiespeichers mit einem geschätzten Energiezustand verglichen werden, der basierend auf den erfassten Treppendaten und berechneten Weginformationen, Gewicht der zu tragenden Person oder Last, Position der nächsten Ladeeinheit usw. berechnet wird. Der Energiezustand des Energiespeichers muss im Wesentlichen mindestens gleich oder größer als der geschätzte Energiezustand unter den bestimmten Umständen sein. Der geschätzte Energiezustand kann vorzugsweise auch einen Sicherheitsfaktor mitberücksichtigen.
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Bei einem Stromausfall ist die Steuereinheit eingerichtet, die Hubeinheiten und/oder die antreibbaren Rotationselemente derart anzusteuern, dass das Tragelement in eine mechanisch stabile Position gebracht wird.
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Des Weiteren ist bei der Treppensteighilfe ein Notfallknopf vorgesehen, der dazu dient, einen Notruf abzusetzen.
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Die Weginformationen zum Befahren der Treppe werden vorzugsweise mit Hilfe eines Computermodells der Treppe erzeugt. Beim Befahren der Treppe kann dieses Modell als Grundlage für die Navigation dienen, wobei vorzugsweise ein Abgleich zwischen Ist- und Solldaten durchgeführt wird.
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Sollte die zu befördernde Person den vorgesehenen Trittbereich des Tragelements verlassen oder sich nicht an einem Halteelement der Treppensteighilfe, sondern sich an einem ortsfesten Handlauf festhalten, besteht unter Umständen die Gefahr des Kippens der Treppensteighilfe oder der Person. Für diese Fälle sind vorzugsweise Kraft- und/oder Drucksensoren vorgesehen, mit denen kontrolliert werden kann, ob die Lastverteilung auf dem Tragelement gleichmäßig ist. Ist dies nicht der Fall, wird bevorzugt die Bewegung der Treppensteighilfe sofort gestoppt.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Treppensteighilfe und von alternativen Ausführungsformen von einzelnen Komponenten der Treppensteighilfe anhand der Zeichnung. Dabei sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigt:
- 1 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Treppensteighilfe der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht eines Tragelements der Treppensteighilfe von 1,
- 3 eine weitere vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht des Tragelements der Treppensteighilfe von 1,
- 4 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht eines antreibbaren Rotationselements,
- 5 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht eines weiteren antreibbaren Rotationselements,
- 6 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht eines noch weiteren antreibbaren Rotationselements,
- 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines nicht antreibbaren Rotationselements,
- 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren nicht antreibbaren Rotationselements,
- 9 eine vereinfachte, schematische perspektivische Ansicht einer Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 10 eine vereinfachte, schematische Ansicht der Hubeinheit von 9,
- 11 eine Prinzipskizze zur Darstellung der Bewegung der Hubeinheit von 9,
- 12 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 13 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 14 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 15 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 16 eine Prinzipskizze zur Erläuterung eines Aspekts der Hubeinheit von 15,
- 17 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 18 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 19 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 20 eine vereinfachte, schematische perspektivische Teilansicht der Treppensteighilfe,
- 21(a) bis (i) vereinfachte, schematische Seitenansichten der Treppensteighilfe von 1, anhand deren die Funktionsweise der Treppensteighilfe beschrieben wird,
- 22 eine vereinfachte, schematische Draufsicht der Treppensteighilfe von 1,
- 23 eine vereinfachte, schematische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 24 eine schematische perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe,
- 25 eine schematische Ansicht eines Teilbereichs einer noch weiteren Ausführungsform der Hubeinheit der Treppensteighilfe, und
- 26 eine schematische Ansicht eines Elements aus dem Teilbereich von 25.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 26 eine Treppensteighilfe 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie weitere Konstruktionslösungen für einzelne Komponenten der Treppensteighilfe im Detail beschrieben.
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In 1 ist die Treppensteighilfe 1 vor einer Treppe 100, insbesondere einer Wendeltreppe, gezeigt. Allerdings ist die Treppensteighilfe 1 eingerichtet, auch gerade Treppen zu befahren und/oder eine Strecke auf einer horizontalen oder schiefen Ebene zurückzulegen. In 1 sind die Stufen der Treppe 100 mit den Bezugszeichen 101 bis 105 bezeichnet.
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Wie aus der 1 ersichtlich ist, umfasst die Treppensteighilfe 1 ein Tragelement 2, eine Mehrzahl von antreibbaren Rotationselementen 3 und eine Mehrzahl von Hubeinheiten 4. Die Treppensteighilfe 1 ist in einer Hauptbewegungsrichtung H bewegbar. Als Hauptbewegungsrichtung H ist die Bewegungsrichtung zu verstehen, in der die Treppensteighilfe 1 als Einheit im Wesentlichen bewegbar ist, um die Treppe 100 zu befahren. Anders gesagt bedeutet die Hauptbewegungsrichtung H der Treppensteighilfe 1 eine Fortbewegungsrichtung oder eine Richtung parallel zu einer Längsachse L der Treppensteighilfe 1. Senkrecht zu der Längsachse L stehen eine Querachse Q und eine Hochachse V.
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Die Rotationselemente 3 sind jeweils um eine Rotationsachse zum Rollen auf einer Rollebene rotierbar. Ferner weist jede Hubeinheit 4 ein erstes Ende 40 auf, an dem das Rotationselement 3 befestigt ist. Weiterhin ist zum Heben und/oder Senken der Rotationselemente 3 ein Bereich 41 der Hubeinheiten 4 in einer der Hauptbewegungsrichtung H der Treppensteighilfe 1 senkrechten Richtung bewegbar. D.h., dass das Rotationselement 3 aufgrund der Bewegbarkeit des Bereichs 41 gehoben werden oder senken kann. Dies wird bei der Beschreibung der Hubeinheiten 4 später näher erläutert.
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Aus der 1 ist ferner ersichtlich, dass das Tragelement 2 mit einem teleskopartigen Halteelement 8 in Richtung der Hochachse V (Pfeil 90) und einem klappbaren Sitz 9 (Pfeil 91) ausgestattet ist. Weiterhin ist eine Bedienungseinrichtung 11 zum Bedienen der Treppensteighilfe 1 durch einen Bediener vorgesehen. So kann zum Beispiel die Treppensteighilfe 1 über die Bedienungseinrichtung 11 aktiviert werden.
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Zusätzlich zu den antreibbaren Rotationselementen 3 ist bei der Treppensteighilfe 1 vorzugsweise eine Mehrzahl von freilaufenden bzw. nicht antreibbaren Rotationselementen 5 vorgesehen. Die Anzahl der antreibbaren und den freilaufenden Rotationselementen 3, 5 kann je nach Größe des Tragelements 2 variieren.
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So kann die Traglast sowohl von den antreibbaren Rotationselementen 3 und den nicht antreibbaren Rotationselementen 5 aufgenommen werden. Letztere dienen somit der Erhöhung der Stabilität der Treppensteighilfe 1.
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Die 2 zeigt eine räumliche Anordnung der antreibbaren Rotationselemente 3 und der nicht antreibbaren Rotationselemente 5 am Tragelement 2.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind bevorzugt die antreibbaren Rotationselemente 3 parallel zur Hauptbewegungsrichtung H seitlich am Tragelement 2 angeordnet. Zwischen jeweils zwei benachbarten antreibbaren Rotationselementen 3 in der Hauptbewegungsrichtung H ist ein nicht antreibbares Rotationselement 5 vorgesehen. Außerdem sind zwei weitere nicht antreibbare Rotationselemente 5 entlang einer Mittelachse M bzw. Schwerpunktachse des Tragelements 2 parallel zur Hauptbewegungsrichtung H angeordnet. Diese Positionierung der Rotationselemente 3, 5 bietet den Vorteil einer sehr hohen Stabilität und Flexibilität beim Bewegen der Treppensteighilfe 1. Zum Unterscheiden zwischen den Positionen am Tragelement 2, an denen antreibbare Rotationselemente 3 und freilaufende Rotationselemente 5 angeordnet sind, sind die Ersten mit einem Kreis und die Zweiten mit einem Rechteck dargestellt.
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In 3 sind zusätzlich zu den Positionen der antreibbaren und den nicht antreibbaren Rotationselementen 3, 5 die Positionen der Hubeinheiten 4 am Tragelement 2 dargestellt. Aus der 3 ist ferner ersichtlich, dass bei der Treppensteighilfe 1 vorzugsweise eine Mehrzahl von weiteren Hubeinheiten 6 vorgesehen ist. An jeder Hubeinheit 6 ist ein nicht antreibbares Rotationselement 5 angebracht. Die weiteren Hubeinheiten 6 dienen dazu, die nicht antreibbaren Rotationselemente 5 zu heben und/oder zu senken. Die Hubeinheiten 4 entsprechen jeweils einer ersten Hubeinheit, wobei die weiteren Hubeinheiten 6 jeweils einer zweiten Hubeinheit entsprechen.
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Zum Heben und/oder Senken der Hubeinheiten 4, 6 bzw. der Rotationselemente 3, 5 ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen. Die Steuereinheit 10 weist bevorzugt einen Speicher 14 auf, indem ein Computermodell der Treppe 100 gespeichert ist. Die Steuereinheit 10 ist insbesondere eingerichtet, die antreibbaren Rotationselemente 3 und/oder die Hubeinheiten 4, 6 basierend auf mittels des Computermodells der Treppe 100 berechneten Weginformationen anzusteuern.
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Vorzugsweise ist ferner am Tragelement 2 eine erste Erfassungseinrichtung 12 angeordnet. Die erste Erfassungseinrichtung 12 ist eingerichtet, Treppendaten und/oder an der Treppe 100 angeordnete Markierungselemente zu erfassen. Solche Markierungselemente sind beispielsweise in Bezug auf die zweite Treppenstufe 102 in die 1 mit dem Bezugszeichen 106 eingezeichnet. Basierend auf den erfassten Treppendaten und/oder den erfassten Markierungselementen 106 ist die Steuereinheit 10 eingerichtet, die antreibbaren Rotationselemente 3 und/oder die Hubeinheiten 4, 6 anzusteuern. Besonders bevorzugt ist die erste Erfassungseinrichtung 12 eine optische Erfassungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera. Aus den durch die erste Erfassungseinrichtung 12 erfassten Bildern können vorzugsweise unter Anwendung von Bilderkennung und/oder -verarbeitung die Treppendaten und/oder die Markierungselemente 106 erfasst werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat der Begriff „Bild“ die Bedeutung sowohl eines einzelnen Bildes als auch einer Sequenz von Bildern bzw. eines Videos.
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Unter Berücksichtigung sowohl des Computermodells der Treppe 100 als auch der erfassten Treppendaten und/oder Markierungselementen 106 wird eine noch sicherere Ansteuerung der Treppensteighilfe 1 in Bezug auf die Treppe 100 ermöglicht.
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Weiterhin ist bevorzugt eine zweite Erfassungseinrichtung 13 am Tragelement 2 vorgesehen. Über die zweite Erfassungseinrichtung 13 kann eine Neigung des Tragelements 2 in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst werden. Darauf basierend ist die Steuereinheit 10 eingerichtet, die antreibbaren Rotationselemente 3 und/oder die Hubeinheiten 4, 6 anzusteuern, um eine erwünschte Positionierung des Tragelements 2 zu erreichen. Insbesondere ist die Steuereinheit 10 eingerichtet, die Hubeinheiten 4, 6 derart anzusteuern, so dass das Tragelement 2 immer horizontal bleibt.
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Am Tragelement 2, insbesondere an der Unterseite des Tragelements 2, ist ferner bevorzugt eine dritte Erfassungseinrichtung 19 angebracht. Die dritte Erfassungseinrichtung 19, die insbesondere einen oder mehrere Infrarotsensoren umfasst, weist die Funktion einer Höhenkontrollierung auf. Dadurch kann die Höhe des Tragelements 2 kontrolliert werden, d.h., die Position des Tragelements 2 in Richtung der Hochachse V, die sich aus der Bewegung der Hubeinheiten 4, 6 ergibt. Die Steuereinheit 10 ist vorteilhafterweise eingerichtet, die Hubeinheiten 4, 6 und die antreibbaren Rotationselemente 3 derart anzusteuern, dass das Tragelement 2 oberhalb einer zu überwindenden Stufe der Treppe positioniert ist, bevor die Treppensteighilfe 1 nach vorne, d.h., in der Hauptbewegungsrichtung, bewegt wird. Dadurch wird ein Stoß des Tragelements 2 an die Treppe vermieden.
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Die 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der antreibbaren Rotationselemente 3.
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Dementsprechend weisen jeweils die antreibbaren Rotationselemente 3 eine Lauffläche 30 auf. Die Lauffläche 30 ist derart ausgebildet, dass die antreibbaren Rotationselemente 3 in einer zu der Rotationsrichtung des Rotationselements 3 unterschiedlichen Richtung R bewegbar sind. Somit kann sich zum einen die Treppensteighilfe 1 durch das kombinierte Antreiben der antreibbaren Rotationselemente 3 in jeder Richtung bewegen. Zum anderen wird eine raumsparende Treppensteighilfe 1 bereitgestellt. Dabei kann eine Schwinge als die Hubeinheit 4 verwendet werden.
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Insbesondere ist jedes antreibbare Rotationselement 3 als Mecanum-Rad ausgebildet. Ein Mecanum-Rad ist derart ausgestaltet, dass auf seinem Umfang mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen 31 in einem Winkel zur Achse des gesamten Rades angebracht sind. Diese Rollen 31 haben keinen direkten Antrieb und können sich frei um ihre schräge Lagerachse drehen. Jedes Rotationselement 3 kann in vorteilhafter Weise von einem separaten Motor angetrieben werden. Aufgrund ihrer Kompaktheit können Mecanum-Räder auch anstelle der nicht antreibbaren Rotationselemente 5 verwendet werden.
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Andere omnidirektionale Räder als das Mecanum-Rad, wie z.B. das Liddiard-Rad, können ebenso benutzt werden.
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Alternative Ausgestaltungen des antreibbaren Rotationselements 3 sind in 5 und 6 dargestellt. Dabei ist das Rotationselement 3 als eine Rolle ausgebildet und durch einen ersten Motor 32 antreibbar, der mittels einer Welle 35 mit einem Getriebe 34 verbunden ist. Das Getriebe 34 ist wiederum durch einen zweiten Motor 33 antreibbar. Die Welle 35 ist derart ausgebildet bzw. das Getriebe 34 ist in Bezug auf das Rotationselement 3 derart angeordnet, dass eine Drehung des Rotationselements 3 um eine zur Rotationsachse des Rotationselements 3 senkrechte Achse möglich ist (Pfeil 93). Somit kann das Rotationselement 3 um zwei Achsen gedreht werden (Pfeile 92 und 93). Der erste Motor 32 ist insbesondere als Nabenmotor ausgebildet (5).
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In 5 umfasst das Getriebe 34 Zahnräder, wobei das Getriebe 34 der 6 als Schneckengetriebe ausgebildet ist.
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Die 7 und 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen der nicht antreibbaren Rotationselemente 5. Gemäß der 7 können die nicht antreibbaren Rotationselemente 5 jeweils als Rolle ausgebildet sein, die um ihre Rotationsachse und eine zur Rotationsachse senkrechte Achse rotierbar ist. Alternativ kann das nicht antreibbare Rotationselement 5 als Rolle ausgebildet sein, die in einen Kä50 eingepresst ist (8). Das nicht antreibbare Rotationselement 5 kann alternativ derart ausgebildet sein, dass dieses die Bewegungsweise eines Kugelgelenks hat.
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Die 9 bis 11 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Hubeinheit 4.
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Die Hubeinheit 4 weist ein zweites Ende 42 auf, an dem die Hubeinheit 4 senkrecht zu der Hauptbewegungsrichtung H der Treppensteighilfe 1 seitlich verschiebbar am Tragelement 2 angeordnet ist (Pfeil 94). „Seitlich“ bedeutet, dass die Hubeinheit 4 in der Richtung von einem linken zu einem rechten Teil bzw. in der Richtung der Querachse Q der Treppensteighilfe 1 am Tragelement 2 verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebbarkeit der Hubeinheit 4 am Tragelement 4 erfolgt vorzugsweise durch einen an der Hubeinheit 4 angeordneten ersten Spindelantrieb 43. Dabei umfasst der Bereich 41 der Hubeinheit 4 das zweite Ende 42 der Hubeinheit 4.
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Ferner umfasst die Hubeinheit 4 einen Arm 45, der um eine zur Hauptbewegungsrichtung H der Treppensteighilfe 1 parallele Achse am zweiten Ende 42 der Hubeinheit 4 verschwenkbar angeordnet ist (Pfeil 95).
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Somit erfolgen das Heben und/oder das Senken des Rotationselements 3 durch eine Kombination einer Linear- und einer Drehbewegung. Dies ist in der schematischen Darstellung von 10 und 11 vereinfacht gezeigt.
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Der 11 ist ferner zu entnehmen, dass sich bei der kombinierten Linear- und Drehbewegung der Hubeinheit 4 das Rotationselement 3 entlang einer zum Tragelement 2 senkrechten Achse bewegt.
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Die Hubeinheit 4 von 12 unterscheidet sich von der Hubeinheit 4 von 9 bis 11 grundsätzlich dadurch, dass die Hubeinheit 4 einen weiteren Bereich 45 aufweist, der teleskopartig, insbesondere mittels eines zweiten Spindelantriebs 46, ausgebildet ist. Dabei entspricht vorzugsweise der Arm 44 dem weiteren Bereich 45 der Hubeinheit 4.
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Nach einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (13) ist die Hubeinheit 4 als Kniehebel ausgebildet.
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Dabei weist vorzugsweise der Kniehebel einen ersten Kniehebelarm 51 und einen zweiten Kniehebelarm 52 auf, die aneinander angelenkt sind. Der erste Kniehebelarm 51 ist an seinem ersten Ende am Tragelement 2 schwenkbar angeordnet, und an seinem zweiten Ende am zweiten Kniehebelarm 52 angelenkt. Am ersten Ende des zweiten Kniehebelarms 52 ist der zweite Kniehebelarm 51 senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung H der Treppensteighilfe 1 seitlich verschiebbar am Tragelement 2 angeordnet.
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Dabei entspricht das erste Ende des zweiten Kniehebelarms 52 dem zweiten Ende 42 der Hubeinheit 4. Am zweiten Ende des zweiten Kniehebelarms 52 ist bevorzugt das Rotationselement 3 angebracht. Insbesondere ist das Rotationselement 3 als Mecanum-Rad ausgebildet. Das zweite Ende des zweiten Kniehebelarms 52 entspricht dabei dem ersten Ende 40 der Hubeinheit 4. Der Bereich 41 der Hubeinheit 4 umfasst das zweite Ende 42.
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Durch das Betätigen des Kniehebels von einer gebeugten Stellung (erste Stellung) zu einer nahezu ausgestreckten bzw. weniger gebeugten Stellung (zweite Stellung) kann das Rotationselement 3 gehoben werden.
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Der Kniehebel bietet den Vorteil eines großen Hubes und einer einfachen Betätigung. Vorzugsweise sind der erste Kniehebelarm 51 und der zweite Kniehebelarm 52 unterschiedlich lang ausgebildet.
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Nach einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (14) ist die eine Hubeinheit 4 derart ausgebildet, dass die Hubeinheit 4 basierend auf dem Scherenhub-Prinzip betreibbar ist.
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Dies bedeutet, dass die Hubeinheit 4 als Scherenhubmechanismus ausgestaltet ist. Der Scherenhubmechanismus ist insbesondere als Doppelschere ausgebildet.
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Der Scherenhubmechanismus weist bevorzugt einen ersten Scherenarm 53, einen zweiten Scherenarm 54, einen dritten Scherenarm 55 und einen vierten Scherenarm 56 auf, wobei der erste Scherenarm 53 und der zweite Scherenarm 54 gegeneinander, und der dritte Scherenarm 55 und der vierte Scherenarm 56 gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind.
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Der erste Scherenarm 53 kreuzt sich mit dem zweiten Scherenarm 54, wobei sich der dritte Scherenarm 55 mit dem vierten Scherenarm 56 kreuzt.
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Der erste Scherenarm 53 weist ein erstes Scherenarmende und ein zweites Scherenarmende auf. Der zweite Scherenarm 54 weist ein drittes Scherenarmende und ein viertes Scherenarmende auf. Der dritte Scherenarm 55 weist ein fünftes Scherenarmende und ein sechstes Scherenarmende auf, wobei der vierte Scherenarm 56 ein siebtes Scherenarmende und ein achtes Scherenarmende aufweist.
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Dabei ist vorzugsweise das erste Scherenarmende am Tragelement 2 angelenkt und das dritte Scherenarmende am Tragelement 2 verschiebbar angeordnet. Das dritte Scherenarmende entspricht dabei vorzugsweise dem zweiten Ende 42 der Hubeinheit 4. Der erste Scherenarm 53 und der vierte Scherenarm 56 sind gegeneinander verschwenkbar angeordnet. Dementsprechend ist der zweite Scherenarm 54 mit dem dritten Scherenarm 55 drehbar gegeneinander verbunden. Am achten Scherenarmende des vierten Scherenarms 56 ist das Rotationselement 3 der Hubeinheit 4 angeordnet.
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Unter Anwendung des Scherenhub-Prinzips lässt sich der Hub erheblich steigern. Zudem verfügt die Hubeinheit 4 über eine einfache und wartungsarme Konstruktionsweise.
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Besonders bevorzugt sind der erste Scherenarm 53 und der vierte Scherenarm 56 als Parallelogrammführungen ausgebildet, womit eine Parallelität vom Tragelement 2 und der Rotationsachse des Rotationselements 3 erreicht wird.
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Gemäß den 15 bis 18 kann alternativ die Hubeinheit 4 ein erstes Drehelement 57 und ein zweites Drehelement 58 umfassen, die mittels eines ersten Verbindungselements 59 miteinander derart verbunden sind, dass das zweite Drehelement mit dem ersten Drehelement um eine erste Drehachse des ersten Drehelements mitrotierbar ist (Pfeil 96 in 17 und 18).
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Ferner umfasst die Hubeinheit 4 ein Übertragungselement 60, das eingerichtet ist, eine Drehung des ersten Drehelements 57 um die erste Drehachse des ersten Drehelements 57 auf das zweite Drehelement 58 zu übertragen, so dass das zweite Drehelement 58 um eine zweite Drehachse des zweiten Drehelements 58 drehbar ist (Pfeil 97 in 17 und 18).
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 17 ist ferner ein drittes Drehelement 67 vorgesehen, das mittels des ersten Verbindungselements 59 mit dem ersten Drehelement 57 und dem zweiten Drehelement 58 derart verbunden ist, dass das dritte Drehelement 67 mit dem zweiten Drehelement 58 und dem ersten Drehelement 57 um die erste Drehachse des ersten Drehelements 57 mitrotierbar ist. Vorteilhafterweise sind das erste Drehelement 57, das zweite Drehelement 58 und das dritte Drehelement 67 am ersten Verbindungselement 59 derart angebracht, dass die Zentren der Drehelemente 57, 58 und 67 kollinear sind.
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Weiterhin stehen das zweite Drehelement 58 und das dritte Drehelement 67 im Eingriff miteinander, so dass eine Drehung des zweiten Drehelements 58 um die zweite Drehachse des zweiten Drehelements 58 auf das dritte Drehelement 67 übertragbar ist. Somit kann sich das dritte Drehelement 67 um eine dritte Drehachse des dritten Drehelements 67 drehen.
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Des Weiteren ist das dritte Drehelement 58 über ein zweites Verbindungselement 61 mit dem Rotationselement 3 verbunden.
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Vorzugsweise weist die Hubeinheit 4 von 17 zwei Parallelogrammführungen 62 auf.
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Die eine Parallelogrammführung 62 umfasst das erste Verbindungselement 59 und ein drittes Verbindungselement 68. Das dritte Verbindungselement 68 ist insbesondere an einem ersten Befestigungselement 70 und einem zweiten Befestigungselement 71 angelenkt. Durch das erste Befestigungselement 70 ist das erste Drehelement 57 am Tragelement 2 befestigt, wobei das zweite Befestigungselement 71 dazu dient, das dritte Drehelement 67 zu halten.
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Die andere Parallelogrammführung 62 umfasst das zweite Verbindungselement 61 und ein viertes Verbindungselement 69, wobei insbesondere das vierte Verbindungselement 69 das zweite Befestigungselement 71 und das Rotationselement 3 verbindet. Das vierte Verbindungselement 69 ist am zweiten Befestigungselement 71 und am Rotationselement 3 angelenkt.
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Durch die Parallelogrammführungen 62 wird die Vertikalstellung des Rotationselements 3 erzwungen.
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Neben den Pfeilen 96 und 97, die die allgemeine Bewegbarkeit der Komponenten der Hubeinheit 4 andeuten, sind in 17 zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Hubeinheit 4 zusätzlich die Pfeile 110,111 und 112 eingezeichnet. Diese zeigen beispielhaft die Bewegungsrichtung des ersten Drehelements 57, des zweiten Drehelements 58 und des dritten Drehelements 67 bei einem Senken des Rotationselements 3.
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Vorzugsweise ist dabei das erste Drehelement 57 das Antriebselement, welches durch einen Motor antreibbar ist.
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Bei der Hubeinheit 4 gemäß den 15 bis 17 sind vorzugsweise das erste Drehelement 57, das zweite Drehelement 58 und das dritte Drehelement 67 jeweils als Zahnrad ausgebildet (erstes Zahnrad, zweites Zahnrad und drittes Zahnrad). Dabei ist das zweite Drehelement 58 vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass das zweite Drehelement 58 sowohl mit dem Übertragungselement 60 als auch mit dem dritten Drehelement 67 im Eingriff steht.
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Das erste Verbindungselement 59 ist bevorzugt in der Form einer ersten Stange ausgebildet. Das Übertragungselement 60 ist in vorteilhafter Weise als Zahnriemen ausgestaltet. Ferner weist das zweite Verbindungselement 61 die Form einer Stange (zweite Stange) wie das erste Verbindungselement 59 auf. Entsprechend sind auch das dritte Verbindungselement 68 und das vierte Verbindungselement 69 stangenförmig (dritte Stange und vierte Stange) ausgebildet. Das erste Drehelement 57 ist vorzugsweise mit dem Motor über ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Kegelradgetriebe, verbunden (15).
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Vorzugsweise ist eine Übersetzung der Zahnräder so gewählt, dass der Punkt A immer über Punkt B steht (16 und 17). Der Punkt A entspricht dem Zentrum des ersten Drehelements 57 und der Punkt B dem Mittelpunkt des Rotationselements 3.
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Die Ausgestaltung der Hubeinheit 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ermöglicht einen großen Hub der Hubeinheit 4 bzw. des Rotationselements 3.
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Bei der Hubeinheit 4 von 18 verbindet das zweite Verbindungselement 61 das zweite Drehelement 58 mit dem Rotationselement 3. Das erste Drehelement und das zweite Drehelement sind vorzugsweise jeweils als Zahnrad ausgebildet (erstes Zahnrad und zweites Zahnrad).
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Ferner ist hierbei vorzugsweise das Übertragungselement 60 als Stange bzw. Hülse mit daran angeordneten Zahnrädern ausgebildet, wobei das zweite Verbindungselement 61 als eine zweite Stange geformt ist. Das als erste Stange ausgebildete erste Verbindungselement 59 stellt den festen Abstand zwischen den Zahnrädern her. Bevorzugt geht das erste Verbindungselement 59 durch das Übertragungselement 60.
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Auch hier sind zwei Parallelogrammführungen 62 angeordnet.
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Die eine Parallelogrammführung 62 umfasst das erste Verbindungselement 59 und das dritte Verbindungselement 68. Das dritte Verbindungselement 68 ist insbesondere am ersten Befestigungselement 70 und einem zweiten Befestigungselement 71 angelenkt. Durch das erste Befestigungselement 70 ist das erste Drehelement 57 am Tragelement 2 befestigt, wobei das zweite Befestigungselement 71 dazu dient, das zweite Drehelement 58 zu halten.
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Die andere Parallelogrammführung 62 umfasst das zweite Verbindungselement 61 und das vierte Verbindungselement 69, wobei insbesondere das vierte Verbindungselement 69 das zweite Befestigungselement 71 und das Rotationselement 3 verbindet. Das vierte Verbindungselement 69 ist am zweiten Befestigungselement 71 und am Rotationselement 3 angelenkt.
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Neben den Pfeilen 96 und 97, die die allgemeine Bewegbarkeit der Komponenten der Hubeinheit 4 andeuten, sind in 18 zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Hubeinheit 4 zusätzlich die Pfeile 113, 114, 115 und 116 eingezeichnet. Diese zeigen beispielhaft die Bewegungsrichtung des ersten Drehelements 57, der an dem Übertragungselement 60 angeordneten Zahnrädern und des zweiten Drehelements 58 bei einem Senken des Rotationselements 3.
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Besonders bevorzugt sind das erste Drehelement 57, das zweite Drehelement 58 und die am Übertragungselement 60 angebrachten Zahnräder als Kegelzahnräder ausgebildet. Das erstes Drehelement 57 bildet zusammen mit dem einen am Übertragungselement 60 angebrachten Zahnrad ein erstes Kegelradgetriebe, wobei das zweite Drehelement 58 mit dem anderen am Übertragungselement 60 angebrachten Zahnrad ein zweites Kegelradgetriebe darstellen.
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Durch diese Hubeinheit 4 wird einmal die Neigung des ersten Verbindungselements 60 um einen Winkel α in Bezug auf das Tragelement 2 erreicht, zum anderen die Neigung des zweiten Verbindungselements 61 bzw. der Parallelogrammführung 62 um einen Winkel 2α (16).
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Die 19 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Hubeinheit 4.
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Hierbei ist die Hubeinheit 4 als teleskopartiges Element 63 ausgebildet, welches durch ein Federelement 64 ausfahrbar ist. Im Ruhezustand des Federelements 64 ist vorzugsweise das teleskopartige Element 63 ausgefahren. Dabei befindet sich das Federelement 64 in einer ersten Stellung. Die erste Stellung des Federelements 64 entspricht dabei einer ausgefahrenen Stellung des teleskopartigen Elements 63. Im zusammengedrückten Zustand befindet sich das Federelement 64 in einer zweiten Stellung. Die zweite Stellung des Federelements 64 entspricht einer zusammengefahrenen Stellung des teleskopartigen Elements 63.
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Um das Rotationselement 3 aufzuheben, wird das Federelement 64 von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung gebracht. Dies kann vorzugsweise über einen Seilzug erfolgen, wobei insbesondere das Seil 65 auf eine Rolle 66 mittels eines nicht gezeigten Motors aufgewickelt wird. Somit lässt sich die Hubeinheit 4 sehr kompakt gestalten.
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Um eine noch kleinere Baugröße der Hubeinheit zu erzielen, ist das Federelement 64 in einem inneren Raum des teleskopartigen Elements 63 angeordnet.
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Das Federelement ist bevorzugt als Druckfeder und/oder Pufferfeder und/oder federelastischer Stab, insbesondere Kunststoff- oder Gummistab gebildet. Als federelastischer Stab ist der Stab zu verstehen, der federelastische Eigenschaften aufweist.
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Die 23 zeigt eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der Hubeinheit 4.
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In diesem Ausführungsbeispiel umfasst bevorzugt die Hubeinheit 4 ein fünftes Verbindungselement 73, ein sechstes Verbindungselement 74, ein siebtes Verbindungselement 75 und ein achtes Verbindungselement 76.
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Das fünfte Verbindungselement 73 und das sechste Verbindungselement 74 sind an einem ersten Befestigungselement 70 und an einem zweiten Befestigungselement 71 angelenkt. Durch das erste Befestigungselement 70 ist die Hubeinheit 4 am Tragelement 2 angeordnet. Das fünfte Verbindungselement 73 und das sechste Verbindungselement 74 bilden vorzugsweise eine Parallelogrammführung 62 (erste Parallelogrammführung). Ferner bevorzugt bilden auch das siebte Verbindungselement 75 und das achte Verbindungselement 76 eine Parallelogrammführung 62 (zweite Parallelogrammführung). Das siebte Verbindungselement 75 und das achte Verbindungselement 76 sind vorzugsweise am zweiten Befestigungselement 71 und an einem dritten Befestigungselement 72 angelenkt.
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Am sechsten Verbindungselement 74 ist bevorzugt ein viertes Drehelement 78 angebracht, das insbesondere als Zahnrad ausgestaltet ist. Das vierte Drehelement 78 steht im Eingriff mit einem fünften Drehelement 79, welches durch ein Antriebselement 77 angetrieben werden kann. Das Antriebselement 77 ist vorzugsweise am ersten Befestigungselement 70 befestigt und somit mittelbar am Tragelement 2 angeordnet.
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Am sechsten Verbindungselement 74 ist ferner ein sechstes Drehelement 80 angeordnet, welches insbesondere als Zahnrad ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise sitzen das vierte Drehelement 78 und das sechste Drehelement 80 fest auf dem sechsten Verbindungselement 74. Bevorzugt sind das vierte Drehelement 78 und das sechste Drehelement 80 jeweils an beiden Seiten an je zwei Punkten fixiert. Je einer dieser Punkte ist identisch mit einem Mittelpunkt des jeweiligen Drehelements. Somit ist bevorzugt eine starre Verbindung zwischen dem sechsten Verbindungselement 74 und den Drehelementen 78 und 80 vorgesehen.
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Das siebte Verbindungselement 75 weist ferner ein siebtes Drehelement 81 auf, welches insbesondere als Zahnrad ausgebildet ist und mit dem sechsten Drehelement 80 im Eingriff steht. Das siebte Drehelement 81 sitzt in vorteilhafter Weise fest auf dem siebten Verbindungselement 75. Vorzugsweise ist das siebte Drehelement 81 an einer Seite an zwei Punkten mit dem siebten Verbindungselement 75 fest verbunden. Somit ist auch zwischen dem siebten Verbindungselement 75 und dem siebten Drehelement 81 eine starre Verbindung bewirkt.
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Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem fünften Drehelement 79 (antreibbaren Drehelement) und dem vierten Drehelement 78 ist vorzugsweise größer als 1. Auf der anderen Seite sind bevorzugt das sechste Drehelement 80 und das siebte Drehelement 81 gleich ausgebildet, so dass keine Übersetzung zwischen dem sechsten Drehelement 80 und dem siebten Drehelement 81 stattfindet.
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Am dritten Befestigungselement 72 ist vorzugsweise das Rotationselement 3 befestigt.
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Zum Heben und/oder Senken des Rotationselements 3 wird zunächst das fünfte Drehelement 79 durch das Antriebselement 77 angetrieben. Die dadurch erzeugte Drehung des fünften Drehelements 79 wird über das vierte Drehelement 78 auf das sechste Verbindungselement 74 übertragen. Somit dreht sich das sechste Verbindungselement 74 um eine Drehachse des vierten Drehelements 78.
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Aufgrund der starren Verbindung des sechsten Drehelements 80 mit dem sechsten Verbindungselement 74 dreht sich das sechste Drehelement 80 mit dem vierten Drehelement 78. Dadurch wird aufgrund des Eingriffs des sechsten Drehelements 80 mit dem siebten Drehelement 81 und der starren Verbindung des siebten Drehelements 81 mit dem siebten Verbindungselement 75 das siebte Verbindungselement 75 um eine Drehachse des siebten Drehelements 81 gedreht.
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Weil das Rotationselement 3 über das dritte Befestigungselement 72 am siebten Verbindungselement 75 angeordnet ist, wird somit das Rotationselement 3 gehoben und/oder gesenkt.
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Die 24 zeigt eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der Hubeinheit 4.
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Diese Ausführungsform entspricht im Aufbau und in der Funktionsweise im Wesentlichen dem Aufbau und der Funktionsweise aus der 23. Jedoch unterscheidet sich die Hubeinheit 4 von 24 von der Hubeinheit 4 von 23 grundsätzlich dadurch, dass in vorteilhafter Weise eine weitere Parallelogrammführung 62 (dritte Parallelogrammführung) parallel zur Parallelogrammführung zwischen dem ersten Befestigungselement 70 und dem zweiten Befestigungselement 71 (zweite Parallelogrammführung) vorgesehen ist.
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Die weitere Parallelogrammführung 62 ist vorzugsweise durch ein weiteres fünftes Verbindungselement 73 und ein weiteres sechstes Verbindungselement 74 gebildet. Das weitere fünfte Verbindungselement 73 und das weitere sechste Verbindungselement 74 sind an einem weiteren ersten Befestigungselement 70 und an einem weiteren zweiten Befestigungselement 71 angelenkt.
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Die Parallelogrammführungen 62 zwischen den zwei ersten Befestigungselementen 70 und den zwei zweiten Befestigungselementen 71 (erste und dritte Parallelogrammführungen) sind derart miteinander verbunden, dass die Parallelogrammführüngen 62 in derselben Weise bewegbar sind.
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Insbesondere sind bevorzugt die Parallelogrammführungen 62 (erste und dritte Parallelogrammführungen) an den den ersten Befestigungselementen 70 zugewandten Enden mittels einer Achse 82 miteinander verbunden. An der Achse 82 ist vorzugsweise das vierte Drehelement 78 angeordnet. Das vierte Drehelement 78 steht im Eingriff mit dem fünften Drehelement 79, das vorteilhafterweise als Schnecke ausgebildet ist. Dabei dient das vierte Drehelement 78 als Schneckenrad und bildet somit mit dem fünften Drehelement 79 ein Schneckengetriebe.
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An den den zweiten Befestigungselementen 71 zugewandten Enden sind vorzugsweise die Parallelogrammführungen 82 über ein viertes Befestigungselement 83 miteinander verbunden.
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Am weiteren sechsten Verbindungselement 74 ist ferner bevorzugt ein weiteres sechstes Drehelement 80 befestigt.
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Das weitere sechste Drehelement 80 steht mit einem weiteren siebten Drehelement 81 im Eingriff. Das weitere siebte Drehelement 81 ist am weiteren fünften Verbindungselement 73 befestigt.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise die sechsten Drehelemente 80 und die siebten Drehelementen 81 jeweils an einer Seite des jeweiligen Verbindungselements angeordnet. Insbesondere sind das sechste Drehelement 80 und das siebte Drehelement 81 der ersten Parallelogrammführung 62 an einer Seite der ersten Parallelogrammführung 62 angeordnet, die zugewandt der Seite der dritten Parallelogrammführung 62 ist, an der das weitere sechste Drehelement 80 und das weitere siebte Drehelement 81 angebracht sind.
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Dabei ist bevorzugt das vierte Befestigungselement 83 zwischen den sechsten Drehelementen 80 und den siebten Drehelementen 81 vorgesehen.
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Da die zwei Parallelogrammführungen 62 (erste und dritte Parallelogrammführungen) miteinander gekoppelt sind, ist vorzugsweise die weitere Parallelogrammführung 62 (dritte Parallelogrammführung) auch mit der Parallelogrammführung 62 zwischen dem zweiten Befestigungselement 71 und dem dritten Befestigungselement 72 (zweite Parallelogrammführung) verbunden.
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Wie bei der Ausführungsform von 23 ist das Rotationselement 3 am dritten Befestigungselement 72 angeordnet.
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Auf Grund der doppelten Parallelführung 62 zwischen den zwei ersten Befestigungselementen 70 und den zwei zweiten Befestigungselementen 71 erlaubt die Hubeinheit 4 eine höhere Stabilität und bietet insbesondere eine höhere Sicherheit gegen ein Ausknicken der Hubeinheit 4.
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In der 25 ist ein Teilbereich einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hubeinheit 4 der Treppensteighilfe 1 dargestellt.
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Wie aus der 24 ersichtlich ist, weist die Hubeinheit 4 ein Befestigungsbauteil 84 auf. Am Befestigungsbauteil 84 sind vorzugsweise ein erstes Verbindungsbauteil 85, ein zweites Verbindungsbauteil 86, ein drittes Verbindungsbauteil 87 und ein viertes Verbindungsbauteil 88 angelenkt.
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Das erste Verbindungsbauteil 85 und das dritte Verbindungsbauteil 87 bilden bevorzugt eine Parallelogrammführung. Auch die Verbindungselemente 86 und 88 bilden vorzugsweise eine Parallelogrammführung.
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Das erste Verbindungsbauteil 85 und das dritte Verbindungsbauteil 87 sind bevorzugt mittelbar oder unmittelbar am Tragelement 2 angeordnet. Am zweiten Verbindungselement 86 und vierten Verbindungselement 88 ist vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar das Rotationselement 3 angeordnet.
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Ferner ist bevorzugt ein Spreizelement 89 vorgesehen, das vorteilhafterweise eine erste Führung 117 und eine zweite Führung 118 aufweist. Die erste Führung 117 und die zweite Führung 118 sind vorzugsweise als Ausnehmungen im Spreizelement 89 ausgebildet. Die Führungen 117 und 118 sind insbesondere bogenförmig ausgestaltet. Des Weiteren sind bevorzugt die Führungen 117 und 118 im Spreizelement 89 in Bezug auf eine Mittelachse des Spreizelements 89 symmetrisch ausgebildet.
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Das erste Verbindungsbauteil 85 ist in der ersten Führung 117 und das zweite Verbindungselement 86 in der zweiten Führung 118 des Spreizelements 89 führbar. Dazu weisen das erste Verbindungsbauteil 85 ein erstes Führungselement 119 und das zweite Verbindungsbauteil 86 ein zweites Führungselement 120 auf. Insbesondere sind das erste Führungselement 119 und das zweite Führungselement 120 als Zapfen ausgebildet. Die Zapfen sind in den Ausnehmungen bewegbar angeordnet.
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Das Spreizelement 89 ist durch ein Antriebsteil 121 antreibbar. Das Antriebsteil 121 ist insbesondere als Spindelantrieb ausgebildet. Das Spreizelement 89 kann bevorzugt durch das Antriebsteil 121 verschoben werden. Das Antriebsteil 121 ist möglichst mittig zum Spreizelement 89 angeordnet, so dass exzentrische Kräfte vom Antriebsteil 121 auf das Spreizelement 89 vermieden werden können.
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Weiterhin ist das Befestigungsbauteil 84 mit einer dritten Führung 123 versehen, die insbesondere als Stab, Stange oder Achse ausgebildet ist. Ferner weist das Spreizelement 89 ein drittes Führungselement 122 auf, welches insbesondere als Ausnehmung ausgebildet ist. Somit kann das Spreizelement 89 über das dritte Führungselement 122 und die dritte Führung 123 in Bezug auf das Befestigungsbauteil 84 geführt werden.
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Betrachtet man den Teilbereich der Hubeinheit 4 von 24 an sich, ist das Spreizelement 89 derart ausgebildet und die Kopplung der Verbindungsbauteile 85, 86 mit dem Spreizelement 89 derart ausgeführt, dass eine lineare Bewegung des Spreizelements 89 zu einer Schwenkung der Verbindungsbauteile 85, 86 in Bezug auf das Befestigungsbauteil 84 umgewandelt werden kann.
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In dieser Ausführungsform entsprechen das erste Verbindungsbauteil 85 und/oder das dritte Verbindungsbauteil 87 einer führbaren Komponente der Hubeinheit 4. Das Spreizelement 89 entspricht einer weiteren Komponente der Hubeinheit 4.
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Die 26 stellt eine schematische perspektivische Ansicht des ersten Verbindungsbauteils 85 dar. Das zweite Verbindungsbauteil 86 ist vorzugsweise gleich ausgebildet.
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Bei dieser Ausführungsform lässt sich ein Kraft-Weg-Verlauf einstellen, bei dem die Drehmomente und Kräfte, die aufgebracht werden müssen, um einen bestimmten Hub und somit eine bestimmte Winkelstellung der Verbindungsbauteile zu erreichen, gering sind.
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Es ist zu verstehen, dass der beschriebene Aufbau in vorteilhafter Weise Anwendung bei den vorherigen Ausführungsformen der Hubeinheit 4, beispielsweise bei der Hubeinheit 4 von 23, findet. Bei der Hubeinheit 4 von 23 entsprechen das Befestigungsbauteil 84 dem zweiten Befestigungselement 71, das erste Verbindungsbauteil 85 dem sechsten Verbindungselement 74, das zweite Verbindungsbauteil 86 dem siebten Verbindungselement 75, das dritte Verbindungsbauteil 87 dem fünften Verbindungselement 73 und das vierte Verbindungsbauteil 88 dem achten Verbindungselement 76.
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Bei der Ausführungsform von 24 kann vorzugsweise ein Spreizelement 89 für die erste und die dritte Parallelogrammführungen 62 aus den Verbindungselementen 73 und 74 vorgesehen sein. Alternativ ist es möglich, dass für jede Parallelogrammführung 62 aus den Verbindungselementen 73 und 74 ein separates Spreizelement 89 vorgesehen ist. In diesem Fall könnte das weitere Spreizelement 89 für die dritte Parallelogrammführung 62 nur die erste Führung aufweisen, da die dritte Parallelogrammführung 62 mit der ersten Parallelogrammführung 62 verbunden ist.
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Auch bei den Ausführungsformen von 17 und 18 könnte vorzugsweise das zweite Verbindungselement 61 mithilfe einer in einem entsprechend angepassten Spreizelement ausgebildeten Führung geführt werden geführt werden. Dazu müsste das zweite Verbindungselement 61 mit einem Führungselement versehen sein.
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Im Allgemeinen kann vorzugsweise eine Komponente der Hubeinheit 4 der Treppensteighilfe 1, die Kräfte und/oder Drehmomente überträgt bzw. mit Kräften und/oder Drehmomenten belastet ist, geführt werden. Das heißt, dass bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen der Hubeinheit 4 der Treppensteighilfe 1 diejenige Komponente bzw. diejenigen Komponenten, die Kräfte und/oder Drehmomente übertragen bzw. mit Kräften und/oder Drehmomenten belastet sind, während ihrer Bewegung zum Heben und/oder Senken der Rotationselemente vorzugsweise derart geführt werden, dass die Kräfte und/oder Drehmomente gering sind. Dazu kann in vorteilhafter Weise die vorgeschlagene Lösung mittels des Spreizelements 89 von 25 angewandt bzw. an die jeweilige Ausführungsform der Hubeinheit 4 angepasst werden.
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Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen der Hubeinheiten 4 für die antreibbaren Rotationselemente 3 auch bei den weiteren Hubeinheiten 6 für die nicht antreibbaren Rotationselemente 5 Anwendung finden.
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Es sei ferner angemerkt, dass die Hubeinheiten 4 und die weiteren Hubeinheiten 6 jeweils untereinander nicht von der gleichen Art ausgebildet sein müssen. So ist jede beliebige Kombination aus den oben beschriebenen Ausführungsformen für die Hubeinheiten 4 und/oder die weiteren Hubeinheiten 6 möglich.
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Aus der 20 ist ersichtlich, dass die Treppensteighilfe 1 eine Aufnahmeeinrichtung 15 zum Aufnehmen mindestens eines Energiespeichers aufweist, über den energieverbrauchende Komponenten der Treppensteighilfe 1 mit Energie versorgbar sind.
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Insbesondere umfasst die Aufnahmeeinrichtung 15 einen ersten Aufnahmebereich 17 und einen zweiten Aufnahmebereich 18 auf. Im ersten Aufnahmebereich 17 ist der Energiespeicher der Treppensteighilfe 1 angeordnet. Der zweite Aufnahmebereich 18 ist eingerichtet, einen weiteren Energiespeicher (zweiter Energiespeicher) bei einem Wechseln des Energiespeichers (ersten Energiespeichers) aufzunehmen, wenn dieser entladen ist.
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Um den Energiespeicher permanent betriebsfähig zu halten und somit eine ununterbrochene Nutzung der Treppensteighilfe 1 zu gewährleisten, wird vorzugsweise der erste Energiespeicher zum Laden getrennt von der Treppensteighilfe 1 geladen und durch den zweiten Energiespeicher ausgetauscht.
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Dazu ist eine Ladeeinheit 107 vorgesehen, die an der Treppe 100 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Ladeeinheit 107 am Anfang oder am Ende der Treppe 100 positioniert sein. Ladeeinheiten 107 können bevorzugt auf mehreren Stockwerksebenen vorgesehen sein. Die Ladeeinheit 107 ist bevorzugt an einer Wand montiert und bedarf nur einer Steckdose für den Stromanschluss.
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Die Ladeeinheit 107 weist einen ersten Ladebereich 108 und einen zweiten Ladebereich 109 auf. Im zweiten Ladebereich 109 befindet sich der zweite Energiespeicher, mit dem der erste Energiespeicher im ersten Aufnahmebereich 17 der Treppensteighilfe 1 bei Bedarf ausgetauscht wird. Der erste Ladebereich 108 ist eingerichtet, den ersten Energiespeicher aufzunehmen und zu laden.
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Um ein automatisches Wechseln des Energiespeichers der Treppensteighilfe 1 zu ermöglichen, umfasst die Treppensteighilfe 1 ferner bevorzugt eine Energiespeicher-Wechselvorrichtung 16, über die der Energiespeicher von der Aufnahmeeinrichtung 15 abnehmbar ist. Die Energiespeicher-Wechselvorrichtung 16 ist bevorzugt eine magnetische Vorrichtung und umfasst die Aufnahmeeinrichtung 15 und die Ladeeinheit 107.
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Somit können der erste Energiespeicher aus dem ersten Aufnahmebereich 17 in den ersten Ladebereich 108 und der zweite Energiespeicher aus dem zweiten Ladebereich 109 in den zweiten Aufnahmebereich 18 in automatischer Weise gelangen. Dadurch findet der Austausch der Energiespeicher sehr schnell statt. Während die Treppensteighilfe 1 durch den zweiten Energiespeicher betrieben wird, wird der erste Energiespeicher geladen.
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Die Energiespeicher-Wechselvorrichtung kann auch mechanisch ausgestaltet sein.
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Die Notwendigkeit zum Austausch des Energiespeichers wird vorzugsweise von der Steuereinheit 10 ermittelt. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Hubelemente 4, 6 und/oder die Rotationselemente 3, 5 derart anzusteuern, dass die Treppensteighilfe zur Ladeeinheit 107 fährt und der Energiespeicher-Austausch vorgenommen wird.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 21(a) bis (i) und 22 die Funktionsweise der Treppensteighilfe 1 beschrieben.
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Der prinzipielle Bewegungsablauf gestaltet sich wie folgt:
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Aufgrund der Vorgaben ist bekannt, welches Rotationselement 3 bzw. welche Hubeinheit 4 wie bewegt werden muss. Dies richtet sich nach den Abmessungen der Treppe, die im Speicher 14 gespeichert sind und/oder durch die erste Erfassungseinrichtung 12 erfasst werden können, sowie nach der Anzahl der Rotationselemente 3 bzw. der Hubeinheiten 4, 6.
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Es werden immer alle angetriebenen Rotationselemente 3 bewegt und nur bei Annäherung an eine Stufe der Treppe 100 abgeschaltet. Die Bewegung der Treppensteighilfe 1 ist so angesteuert, dass eine Vorderkante des Tragelements 2 immer parallel zur nächsten Stufe ausgerichtet wird (20). Somit wird eine langsame und kontinuierliche Bewegung bzw. Drehbewegung der Treppensteighilfe 1 bei einer Wendeltreppe erreicht. Besonders bevorzugt steuert die Steuereinheit 10 die Hubeinheiten 4, 6 und die Rotationselemente 3, 5 so an, dass das Tragelement 2 sich am Mittelpunkt einer Stufe orientiert. Somit bleibt genug Raum für eine Schwenkbewegung der Treppensteighilfe 1.
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Bei Annäherung an eine Stufe der Treppe 100 wird der Antrieb derjenigen Rotationselemente 3 abgeschaltet, die mit der Stufe kollidieren könnten. Anschließend werden diese Rotationselemente 3 angehoben auf das Höhenniveau der nächsten Stufe. Der Antrieb wird dann von den verbleibenden aktiven antreibbaren Rotationselementen 3 übernommen. Dies kann dazu führen, dass die angetriebenen Rotationselemente 3 und auch die nichtangetriebenen Rotationselemente 5 sich auf 3 unterschiedlichen Höhenniveaus befinden.
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Angetriebene Rotationselemente 3 befinden sich entweder auf einer Stufe mit eingeschaltetem Antrieb, oder dieser ist abgeschaltet und das Rotationselement 3 ist angehoben und befindet sich in der Luft.
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Sobald erkannt wird, dass ein Rotationselement 3 wieder auf eine Stufe abgesetzt werden kann, wird dieses abgesetzt und wieder aktiviert.
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Das Tragelement 2 wird so positioniert, dass der Schwerpunkt der transportierten Person oder des Gegenstandes entweder auf der höheren Stufe oder an der Kante zur darunterliegenden Stufe liegt, d.h. also in der Mitte zweier benachbarter Stufen.
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Zunächst bewegt sich die Plattform auf die untere Stufe zu, angetrieben von allen Rollen.
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Durch eine Abstandserkennung wird der Abstand zu einer Stufe und deren Höhe erkannt. Dazu ist vorzugsweise die Treppensteighilfe 1 mit einer dritten Erfassungseinrichtung versehen.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Treppensteighilfe, die eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Energiespeichers, über den energieverbrauchende Komponenten der Treppensteighilfe mit Energie versorgbar sind, und eine Energiespeicher-Wechselvorrichtung umfasst, über die der Energiespeicher von der Aufnahmeeinrichtung abnehmbar ist. Die oben beschriebenen Nebenaspekte der Energiespeicher-Wechselvorrichtung und der Aufnahmeeinrichtung treffen auch auf diese Treppensteighilfe zu.
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Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 26 Bezug genommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Treppensteighilfe
- 2
- Tragelement
- 3
- antreibbares Rotationselement
- 4
- Hubeinheit (für das antreibbare Rotationselement)
- 5
- nicht antreibbares/freilaufendes Rotationselement
- 6
- weitere Hubeinheit (für das nicht antreibbare Rotationselement)
- 8
- teleskopartiges Halteelement
- 9
- klappbarer Sitz
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Bedienungseinrichtung
- 12
- erste Erfassungseinrichtung
- 13
- zweite Erfassungseinrichtung
- 14
- Speicher
- 15
- Aufnahmeeinrichtung
- 16
- Energiespeicherwechselvorrichtung
- 17
- erster Aufnahmebereich
- 18
- zweiter Aufnahmebereich
- 19
- dritte Erfassungseinrichtung
- 30
- Lauffläche
- 31
- tonnenförmige Rolle
- 32
- erster Motor
- 33
- zweiter Motor
- 34
- Getriebe
- 35
- Welle
- 40
- erstes Ende der Hubeinheit
- 41
- Bereich der Hubeinheit
- 42
- zweites Ende der Hubeinheit
- 43
- erster Spindelantrieb
- 44
- Arm der Hubeinheit
- 45
- weiterer Bereich der Hubeinheit
- 46
- zweiter Spindelantrieb
- 50
- Käfig
- 51
- erster Kniehebelarm
- 52
- zweiter Kniehebelarm
- 53
- erster Scherenarm
- 54
- zweiter Scherenarm
- 55
- dritter Scherenarm
- 56
- vierter Scherenarm
- 57
- erstes Drehelement
- 58
- zweites Drehelement
- 59
- erstes Verbindungselement
- 60
- Übertragungselement
- 61
- zweites Verbindungselement
- 62
- Parallelogrammführung
- 63
- teleskopartiges Element
- 64
- Federelement
- 65
- Seil
- 66
- Rolle
- 67
- drittes Drehelement
- 68
- drittes Verbindungselement
- 69
- viertes Verbindungselement
- 70
- erstes Befestigungselement
- 71
- zweites Befestigungselement
- 72
- drittes Befestigungselement
- 73
- fünftes Verbindungselement
- 74
- sechstes Verbindungselement
- 75
- siebtes Verbindungselement
- 76
- achtes Verbindungselement
- 77
- Antriebselement
- 78
- viertes Drehelement
- 79
- fünftes Drehelement
- 80
- sechstes Drehelement
- 81
- siebtes Drehelement
- 82
- Achse
- 83
- viertes Befestigungselement
- 84
- Befestigungsbauteil
- 85
- erstes Verbindungsbauteil
- 86
- zweites Verbindungsbauteil
- 87
- drittes Verbindungsbauteil
- 88
- viertes Verbindungsbauteil
- 89
- Spreizelement
- 90 bis 97
- Pfeile
- 100
- Treppe (Wendeltreppe)
- 101 bis 105
- Treppenstufen
- 106
- Markierungselement
- 107
- Ladeeinheit
- 108
- erster Ladebereich
- 109
- zweiter Ladebereich
- 110 bis 116
- Pfeile
- 117
- erste Führung
- 118
- zweite Führung
- 119
- erstes Führungselement
- 120
- zweites Führungselement
- 121
- Antriebsteil
- 122
- drittes Führungselement
- 123
- dritte Führung
- H
- Hauptbewegungsrichtung
- M
- Mittelachse/Schwerpunktachse des Tragelements
- R
- Richtung
- L
- Längsachse
- Q
- Querachse
- V
- Hochachse
- α
- Winkel
