DE10239717C1 - Rollstuhl mit gelenkten Rädern - Google Patents
Rollstuhl mit gelenkten RädernInfo
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Abstract
Ein Rollstuhl mit zwei angetriebenen Rädern (40) und mindestens einem in einer um eine Hochachse (H) schwenkbaren Gabel (2) drehbar gelagerten Lenkrad (1), wobei die Gabel (2) mit einem Lenkgestänge (3, 3', 30) verbunden ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung der Gabel (2) mit dem Lenkgestänge (3, 3') lösbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rollstuhl mit zwei angetriebenen Rädern und
mindestens einem in einer um eine Hochachse schwenkbaren Gabel drehbar ge
lagertes Lenkrad, wobei die Gabel mit einem Lenkgestänge verbunden ist.
Ein solcher Rollstuhl ist beispielsweise aus der EP 0 324 101 A2 bekannt. Bei
solchen Rollstühlen werden die beiden Antriebsräder elektromotorisch angetrie
ben.
Elektrorollstühle sind im Allgemeinen für den Einsatz im Freien und somit zum
Befahren von größeren Strecken auf Straßen und Wegen ausgelegt. Zur Erhö
hung der Spurstabilität ist die Lenkung als Zwangslenkung ausgeführt. In der Re
gel werden nicht ein bzw. zwei zentrale Lenkräder ausgeführt, sondern an beiden
Seiten des Rollstuhls ist je ein Lenkrad in je einer Gabel gelagert. Üblicherweise
erfolgt die Zwangslenkung dadurch, dass ein elektrischer Servomotor die Gabeln
der Lenkräder auf dem vom Fahrer eingestellten Lenkwinkel in der Spur hält.
Durch die Verwendung des Lenkgestänges, über das die Gabeln miteinander ge
koppelt sind, ist der mögliche Lenkeinschlag begrenzt, so dass der kleinste Wen
dekreis einige Meter beträgt. Für den Einsatz in Wohnungen bzw. in engen Räu
men sind solche Rollstühle also nicht oder nur bedingt geeignet.
Rollstühle, die in engen Räumen verwendet werden sollen, werden üblicherweise
mit freigelenkten Lenkrädern eingesetzt. Diese freigelenkten Lenkräder sind in
Gabeln gelagert, die um ihre Hochachse frei drehbar sind. Jedes Antriebsrad wird
von einem eigenen Elektromotor angetrieben. Die vom Fahrer vorgegebene Fahrt
richtung wird nicht über die Lenkräder, sondern durch unterschiedliche Ansteue
rung der Antriebsräder eingehalten. Je nach Fahrtrichtung bringen sich die Lenk
räder durch einen entsprechend vorgegebenen Nachlauf selbst in die Spur. Auf
Grund der voneinander unabhängigen freien Drehbarkeit der Gabeln lässt sich ein
kleiner Wendekreis realisieren (der Rollstuhl kann praktisch auf der Stelle gedreht
werden). Dieser Vorteil wird aber mit einer wesentlich schlechteren Spurstabilität
erkauft, so dass solche Rollstühle für den Einsatz auf langen Strecken im Freien
nicht geeignet sind.
Von dieser Problemstellung ausgehend soll ein elektrisch angetriebener Rollstuhl
dahingehend verbessert werden, dass er sowohl eine hohe Spurstabilität auf
weist als auch einen kleinen Wendekreis besitzt, so dass er für lange Strecken im
Freien ebenso geeignet ist wie zur Verwendung in engen Räumen.
Zur Problemlösung zeichnet sich ein gattungsgemäßer Rollstuhl dadurch aus,
dass die Verbindung der Gabel mit dem Lenkgestänge lösbar ist.
Durch diese Ausgestaltung kann zwischen zwangsgelenktem und freigelenktem
Lenkverhalten gewechselt werden. Für die langen Strecken und die hohe Spur
stabilität sind die mindestens eine Gabel, bzw. in einer Spurweite zueinander
stehenden zwei Gabeln mit dem Lenkgestänge verbunden, so dass nur eine Ver
schwenkung der Gabeln um die Hochachse möglich ist. Um den Wendekreis zu
reduzieren, werden die Gabeln von dem Lenkgestänge getrennt. Die Fahrtrich
tung des Rollstuhls wird dann über eine unterschiedliche Ansteuerung der An
triebsräder vorgegeben und die Lenkräder können sich frei um 360° drehen, so
dass der Rollstuhl quasi auf der Stelle drehbar wird.
Vorzugsweise sind die Gabeln in einer Buchse, die fest mit dem Rahmen des
Rollstuhls verbunden ist, verdrehbar gelagert.
Die Blockade beziehungsweise Trennung der Gabeln vom Lenkgestänge erfolgt
vorzugsweise mechanisch, wobei die Blockade in der Geradeausfahrtstellung er
folgt.
Die Lagerung der Gabeln in der Buchse erfolgt über einen Gabelzapfen. Die
Blockade der Gabeln erfolgt vorzugsweise durch einen quer zur Hochachse in
eine in dem Gabelzapfen vorgesehene Ausnehmung einschiebbaren Bolzen. Die
Ausnehmung kann als Durchgangsbohrung ausgebildet sein.
Insbesondere Vorteilhaft ist es, wenn der Bolzen druckfederbelastet ist, so dass
eine sichere Verrastung des Bolzens in der Ausnehmung im Gabelzapfen möglich
ist. Die Ausnehmung im Gabelzapfen ist umfangsseitig so ausgestaltet, dass der
Bolzen von selbst darin einrastet, wenn er mit der Ausnehmung zur Überdeckung
gelangt.
Der Bolzen ist über einen Schwenkhebel, der vom Fahrer handbetätigt oder elek
tromotorisch durch die Steuerung bewegt wird, verschiebbar.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schwenkhebel auf einer in der Buchse befestigten
Achse gelagert ist.
Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend
näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines Rollstuhls;
Fig. 2 eine Teildarstellung entsprechend dem Sichtpfeil II nach Fig. 1;
Fig. 3 die Ausschnittsdarstellung gemäß Sichtpfeil III nach Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung aus Fig. 2 im zwangsgelenkten
Modus;
Fig. 5 die Ansicht gemäß Fig. 4 im freigelenkten Modus;
Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung der Lenkung im entriegelten Zu
stand der Gabeln;
Fig. 7 eine perspektivische Teildarstellung der Lenkung in verriegelter
Stellung der Gabeln;
Fig. 8 eine der Fig. 4 entsprechende Teildarstellung bei einem weiteren
Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine der Fig. 4 entsprechende Teildarstellung bei dem Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine Teildarstellung entsprechend dem Sichtpfeil II nach Fig. 1 bei
dem weiteren Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 eine perspektivische Teildarstellung des weiteren Ausführungsbei
spiels;
Fig. 12 die perspektivische Teildarstellung der Lenkung des weiteren Aus
führungsbeispiels im verriegeltem Zustand;
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung der Verriegelung nach dem Ausfüh
rungsbeispiel in verriegelter Stellung;
Fig. 14 die Darstellung gemäß Fig. 13 in entriegelter Stellung.
Der Elektrorollstuhl besteht im Wesentlichen aus dem Rahmen 20, der unter an
derem auch das Sitzsystem 60 aufnimmt, den über je einen - hier nicht näher
dargestellten - Antriebsmotor unabhängig antreibbaren Antriebsrädern 40 und
den nicht angetriebenen Lenkrädern 1, 1a. Die Lenkräder 1, 1a sind drehbar in
Gabeln 2, 2a gelagert. Die Lenkung des Rollstuhls ist symmetrisch aufgebaut, so
dass die weitere Erklärung der Erfindung anhand einer Seite (Fig. 2 rechts) er
folgt.
Die Gabel 2 weist einen nach oben hervorstehenden Gabelzapfen 4 auf, der über
Wälzlager 6 frei drehbar in einer mit dem Rahmen 20 verbundenen Buchse 5 ge
lagert ist.
Die Gabeln 2, 2a sind über das Lenkgestänge 3, 3', 30, 3", 3a miteinander ver
bunden. Die äußeren Enden 3, 3a des Lenkgestänges sind mit einer horizontal
verlaufenden Durchgangsbohrung 3, und einer nicht näher bezeichneten vertika
len, den Gabelzapfen 4 aufnehmenden Bohrung versehen. Der Gabelzapfen 4
weist eine koaxial zur Durchgangsbohrung 3, verlaufende Ausnehmung 13 auf.
In der Ausnehmung 13 ist im zwangsgelenkten Zustand ein Bolzen 12
eingerastet, der die Drehbarkeit der Gabel 2 in der Buchse 5 verhindert. Der Bol
zen 12 wird von einer Druckfeder 14 belastet und steht mit einem auf einer Ach
se 11 schwenkbar gelagerten Betätigungshebel 10 in Verbindung, der wiederum
zusammenwirkt mit einem Schwenkhebel 8, der auf einer in der Buchse 5
befestigten Achse 9 in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist. Die Schwenkbe
wegung des Schwenkhebels 8 wird eingeleitet, in dem das Verbindungsgestänge
7 entsprechend verschwenkt wird. Hierzu ist das vordere Ende des Schwenkhe
bels 8 nockenförmig gerundet (vergleiche Fig. 6, 7).
Im zwangsgelenktem Modus (blockierter Gabelzapfen 4) wird die vom Fahrer
vorgegebene Fahrtrichtung über den Lenkservo 50 eingestellt, in dem dieser die
schwenkbar gelagerte Platte 30 verdreht, die an ihren äußeren Enden die Lenker
3', 3" trägt. Der Schwenkwinkel der Gabeln 2, 2a und damit der Lenkwinkel der
Räder 1, 1a wird bestimmt durch den festgegebenen Schwenkwinkelbereich der
Platte 30. In diesem Modus wird durch die mechanische Kopplung der Gabeln 2,
2a eine hohe Spurstabilität des Rollstuhls erreicht, was dem Rollstuhl die Eigen
schaft verleiht, auf langen Strecken im Freien gut beherrschbar zu sein.
Um einen kleinen Wendekreis des Rollstuhls zu ermöglichen, wenn dieser bei
spielsweise in engen Räumen benutzt wird, können die Gabeln 2, 2a entriegelt
werden, indem der Bolzen 12 mittels des Hebels 10 gegen die Kraft der Druckfe
der 14 aus der Ausnehmung 13 im Gabelzapfen 4 herausgezogen wird. Der Ga
belzapfen 4 ist nun gegenüber den Enden 3, 3a des Lenkgestänges um 360°
drehbar. Die Verbindung der Gabeln 2, 2a untereinander wird damit aufgehoben.
Die Fahrtrichtung des Rollstuhls kann nun nicht mehr über den Servomotor 50
vorgegeben werden, sondern nur dadurch, dass die Antriebsräder 40 von den
ihnen zugeordneten Antriebsmotoren unterschiedlich angetrieben werden. Dem
Nachlauf der Gabeln 2, 2a entsprechend stellt sich dann die Radstellung der
Lenkräder 1, 1a nach der vom Fahrer vorgegebenen Fahrtrichtung ein. Werden
die Antriebsräder gegenläufig angetrieben stellen sich die Lenkräder 1, 1a quer
zur Geradeausfahrtstellung, so dass eine Drehung des Rollstuhls auf der Stelle
möglich ist.
Die Ansteuerung der Motoren der Antriebsräder sowie des Servomotors 50
(Lenkservo) wird mit einer geeigneten Software erreicht, die die vom Fahrer vor
gegebene, der gewünschten Fahrtrichtung entsprechende Lenkbewegung um
setzt. Die Betätigung der Verriegelungsvorrichtung kann elektromotorisch oder
per Hand erfolgen.
Die Ausnehmung 13 im Gabelzapfen 4 ist umfangsseitig gesenkt und somit so
ausgestaltet, dass der druckfederbelastete Bolzen 12 selbsttätig und leicht in die
Ausnehmung 13 eingreift, wenn sie in koaxiale Überdeckung mit der im Ende 3
des Lenkgestänges vorgesehenen Durchgangsbohrung 3, gelangt.
Die Fig. 8-14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvor
richtung. Die in beiden Ausführungsbeispielen gleichwirkenden Bauteile sind mit
denselben Positionsziffern bezeichnet. Der Bolzen 12 wird bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel durch Einleitung einer linearen Bewegung bewegt. Der Gabelzapfen
4 ist mit einer angesenkten Bohrung 13 versehen. Der Bolzen 12 ist im Lenkge
stänge untergebracht und wird von der Druckfeder 14 beaufschlagt, die ihn in
Richtung der Ausnehmung 13 drückt. Der in vertikaler Richtung verschiebbare
Hebel 15 ist mit einer Anlaufschräge 16 versehen, die mit einem radialen Absatz
12a am Bolzen 12 zusammenwirkt. Die Bewegung des Hebels 15 wird über den
auf der Achse 9 schwenkbar gelagerten Schwenkhebel 8 eingeleitet. Wird der
Hebel 8 motorisch oder handbetätigt aus seiner in den Fig. 8 und 14 in die in
den Fig. 9 und 13 gezeigte Stellung umgelegt, drückt der Bolzen 12 über sei
nen Absatz 12a den Hebel 15 entlang der Anlaufschräge 16 nach oben und wird
von der Druckfeder 14 in die Ausnehmung 13 geschoben. Um diese horizontale
Bewegung des Bolzens 12 zu ermöglichen, ist der Hebel 15 mit einer entspre
chend breiten Bohrung 17 versehen. Solange der Bolzen 12 in die Ausnehmung
13 eingreift, ist der zwangsgelenkte Modus eingestellt. Um in den freigelenkten
Modus zu gelangen, wird der Hebel 8 in die andere Richtung umgeschwenkt, so
dass dieser den Hebel 15 nach unten drückt, wodurch über die Anlaufschräge 16
der Bolzen aus der Ausnehmung 15 herausgedrückt und die Druckfeder 14
gleichzeitig gespannt wird.
Die beiden Schwenkhebel 8 sind über das Verbindungsgestänge 7 miteinander
verbunden. Die Schwenkbewegung wird eingeleitet über den Aktuator 70, des
sen Kolbenstange mit einer auf dem Verbindungsgestänge 7 befestigten Gabel
18 zusammenwirkt.
1
Lenkrad
1
a Lenkrad
2
Gabel
2
a Gabel
3
äußeres Ende des Lenkgestänges
3
a äußeres Ende des Lenkgestänges
3
' Lenkgestänge
3
" Lenkgestänge
3
1
Durchgangsbohrung
4
Gabelzapfen
5
Buchse
5
a Buchse
6
Wälzlager
7
Verbindungsgestänge
8
Schwenkhebel
8
a Schwenkhebel
9
Achse
10
Hebel
11
Schwenkachse
12
Bolzen
12
a radialer Absatz
13
Ausnehmung
14
Druckfeder
15
Hebel
16
Anlaufschräge
17
Bohrung
18
Gabel
20
Gestell
30
Platte
40
Antriebsrad
50
Servomotor/Lenkservo
60
Sitzsystem
70
Aktutor
H Hochachse
H Hochachse
Claims (14)
1. Rollstuhl mit zwei angetriebenen Rädern (40) und mindestens einem in ei
ner um eine Hochachse (H) schwenkbaren Gabel (2) drehbar gelagerten
Lenkrad (1), wobei die Gabel (2) mit einem Lenkgestänge (3, 3', 30) ver
bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Gabel (2)
mit dem Lenkgestänge (3, 3', 30) lösbar ist.
2. Rollstuhl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in je einer
Gabel (2, 2a) gelagerte Lenkräder (1, 1a) vorgesehen sind, wobei die Ga
beln (2, 2a) über das Lenkgestänge (3, 3', 30, 3", 3a) miteinander in Ver
bindung stehen.
3. Rollstuhl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel
(2, 2a) um die Hochachse (H) verdrehbar gelagert ist.
4. Rollstuhl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel (2,
2a) um 360° drehbar gelagert ist.
5. Rollstuhl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ga
beln (2, 2a) mechanisch mit dem Lenkgestänge (3, 3', 30, 3", 3a)
blockierbar sind.
6. Rollstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockade der
Gabeln (2, 2a) in Geradeausfahrtstellung der Lenkräder (1, 1a) erfolgt.
7. Rollstuhl nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Gabel (2, 2a) über einen Gabelzapfen (4) in einer
mit einem Rahmen (20) verbundenen Buchse (5) gelagert ist.
8. Rollstuhl nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen quer zur
Hochachse (H) in eine in dem Gabelzapfen (4) vorgesehene Ausnehmung
(13) einschiebbaren Bolzen (12).
9. Rollstuhl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (12)
gegen die Kraft einer Druckfeder (14) verschiebbar ist.
10. Rollstuhl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (12)
über eine Schwenkhebelanordnung (7, 8, 10) verschiebbar ist.
11. Rollstuhl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (12)
über einen linear verschiebbaren Hebel (15) verschiebbar ist, wobei auf
den Hebel (15) ein Schwenkhebel (8) einwirkt.
12. Rollstuhl nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (15)
mit einer Anlaufschräge (16) versehen ist, die mit einem am Bolzen (12)
vorgesehenen radialen Absatz (12a) zusammenwirkt.
13. Rollstuhl nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenk
hebel (8) auf einer mit der Buchse (5) verbundenen Achse (9) gelagert ist.
14. Rollstuhl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenke
bel (10) an seinem vorderen Ende eine nockenförmige Abrundung auf
weist.
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