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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Laufradanordnung mit einem elektromotorisch
antreibbaren Laufrad, für
einen Rollstuhl, sowie einen mit mindestens zwei derartigen Laufradanordnungen
ausgerüsteten
Rollstuhl.
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Elektromotorisch
antreibbare Laufräder
mit einem Nabenmotor zum lösbaren
Anbau an Rollstühle,
beispielsweise im Tausch gegen ein handbetätigtes Laufrad sind bekannt.
Beispielsweise beschreibt die
DE 41 27. 257 C2 ein solches Laufrad, bei
dem ein Gleichstrommotor mit Getriebe innerhalb der Radnabe angeordnet
ist. Das Laufrad besitzt eine axial. über die Nabe vorstehendes Achsstück, das
als hohle Steckachse ausgeführt
und in eine an einem Rollstuhl befestigte Aufnahmehülse einsteckbar
ist. In der hohlen Steckachse ist ein Bedienungsstift zur Betätigung eines
Kugelsperrbolzens am in Axialrichtung des Achsstückes äußeren Ende geführt, über den
das Laufrad aus der Aufnahmehülse
ausrastbar ist.
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Bei
dieser Steckachsenanbindung des Laufrades kann es insbesondere für in der
Bewegung eingeschränkte
Personen problematisch sein, die Steckachse eines solchen relativ
schweren elektromotorisch antreibbaren Laufrades in die Bohrung
der Hülse
einzuführen,
da diese paßgenau
auf den Achsdurchmesser abgestimmt ist und beim Einstecken über eine
bestimmte Länge
genau geführt
werden muß.
Außerdem
ist ein Anbau des laufrades und das Einstecken der Steckachse nur
möglich,
wenn der Rollstuhl angehoben bzw. leicht gekippt wird und das Laufrad
frei gehalten wird. All diese Maßnahmen sind besonders von
den in ihrer körperlichen
Beweglichkeit und Kraft eingeschränkten Personen, die den Rollstuhl
benutzen wollen, nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten durchzuführen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Laufradanordnung
mit einem elektromotorisch antreibbaren Laufrad zu schaffen, die
einen einfacher zu handhabenden Anbau des Laufrades, insbesondere
an einem Rollstuhl, ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Laufradanordnung gemäß Anspruch
1 in Vorschlag gebracht.
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Die
erfindungsgemäße Laufradanordnung für einen
Rollstuhl, umfaßt
einen elektromotorisch antreibbares Laufrad, bei dem der elektromotorische Antrieb
innerhalb einer Radnabe des Laufrades angeordnet ist und ein Achsstück axial über die
Radnabe vorsteht, und eine Adaptervorrichtung, die am Rahmen eines
Rollstuhles lösbar
befestigbar ist und eine Ausnehmung aufweist, die so ausgebildet
ist, daß das
Achsstück
des Laufrads in radialer Richtung in diese einsetzbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Laufradanordnung bietet
den Vorteil, daß das
Achsstück
des Laufrades relativ einfach in radialer Richtung in die vorgesehene
Aufnahme einführbar
ist. Durch entsprechende Ausrichtung der radialen Aufnahmeausnehmung, beispielsweise
zur Rückseite
des Rollstuhls, kann der Rollstuhl auf den drei übrigen Rädern stehen bleiben während das
anzubauende elektromotorisch betriebene und daher verhältnismäßig schwere
Laufrad von hinten in die Aufnahme "gerollt" wird. Weder der Rollstuhl noch das
Laufrad müssen
dazu angehoben werden.
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Durch
Vorsehen einer Schnellspannvorrichtung am Achsstück des Laufrads, mit der das
Laufrad nach dem Einsetzen des Achsstücks in die Ausnehmung der Adaptervorrichtung
an dieser lösbar
befestigbar ist, kann die Handhabung weiter vereinfacht werden.
Dadurch daß die
Schnellspannvorrichtung damit innerhalb eines Rollstuhlrahmens bzw
zwischen den Rahmenhälften
zu liegen kommt und nicht von der Außenseite her zugänglich ist,
ist gewährleistet,
daß das
Laufrad nicht versehentlich gelöst
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Schnellspannvorrichtung weist diese ein Anlageteil auf, die
im Bereich des äußeren Endes
des Achsstücks
angeordnet und in Axialrichtung des Achsstücks auswärts vorbelastet ist und mittels
eines Betätigungshebels
in Axialrichtung des Achsstücks
einwärts
bewegbar ist und wobei die Adaptervorrichtung im Bereich der Ausnehmung
eine axiale Vertiefung aufweist, in die zumindest ein Teil des Anlageteils
bei Betätigung
des Betätigungshebels
einzugreifen vermag, wobei dabei das Achsstück durch axiale Verspannung
eines Teils der Adaptervorrichtung zwischen dem Anlageteil und einem
am Achsstück
befestigten Gegenhalteteil an der Adaptervorrichtung festgelegt
wird.
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Diese
Ausführung
bietet den Vorteil, daß sich die
Schnellspannvorrichtung bei geöffnetem
Betätigungshebel
durch die Vorbelastung der Anlagescheibe nach außen immer im geöffneten
Zustand befindet und daher einen Einbau erleichtert.
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Vorzugsweise
ist an dem Laufrad im Bereich der Nabe ein elektrischer Kontaktteil
zur Versorgung von elektrischen Komponenten innerhalb der Nabe und
an der Adaptervorrichtung ein elektrischer Gegenkontaktteil angeordnet,
derart, daß mit
dem Einsetzen des Laufrades in die dafür vorgesehene Ausnehmung in
der Adaptervorrichtung gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zwischen
den Kontaktteilen hergestellt wird.
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Diese
Ausführung
gewährleistet,
daß mit dem
Anbau des Laufrades auch gleich ein elektrischer Kontakt mit dem
Motor in der Nabe und am Rollstuhl vorgesehenen Stromquelle und
Steuereinrichtungen hergestellt ist, ohne daß weiter Arbeiten seitens der
Bedienperson notwendig sind. Dadurch ist auch sichergestellt, daß immer
eine elektrische Versorgung garantiert ist und nicht etwa versehentlich
unterbleibt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, die Abstützung des
Drehmoments des elektromotorischen Antriebs des Laufrades zur Adaptervorrichtung
durch ein formschlüssiges
Zusammenwirken zwischen der Ausnehmung im Adapterstück und dem
Achsstück, wenn
dieses in die Ausnehmung eingesetzt ist, zu erreichen. Durch die
geeignete Formgebung der Ausnehmung und des Achsstückes wird
das Drehmoment des Antriebsmotors an der Adaptervorrichtung bzw.
dem Rollstuhl abgestützt,
und zwar unmittelbar über
die Verbindung zwischen dem Achsstück und der Ausnehmung zur Aufnahme
desselben in der Adaptervorrichtung. Es entfällt damit die Notwendigkeit einer
separaten Verdrehsicherung für
die Achse bzw. einer separaten Drehmomentstütze für den Nabenmotor. Dies führt zu einer
vereinfachten Montage, geringeren Kosten und erhöhter Sicherheit.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung dieser formschlüssigen Verbindung ist die Ausnehmung
in der Adaptervorrichtung etwa U-förmig ausgebildet und das Achsstück ist in
dem Bereich, in welchem es in die Ausnehmung einsetzbar ist mit
mindestens einer, vorzugsweise zwei abgeflachten Abschnitten versehen,
um ein Verdrehen des Achsstücks
um seine Längsachse
relativ zur Adaptervorrichtung zu verhindern.
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Damit
ist zusätzlich
die Einbauposition des Laufrades durch die Form der Achse und Ausnehmung
vorgegeben und gleichzeitig wird das Drehmoment des Antriebsmotors
an der Adaptervorrichtung bzw. dem Rollstuhl abgestützt.
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Erfindungsgemäß wird daher
auch ein Rollstuhl mit einem Rahmen, an dem mindestens zwei Laufradanordnungen
gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 5 vorgesehen sind, in Vorschlag gebracht, wobei die Adaptervorrichtungen
am Rahmen lösbar
befestigt oder in diesen fest integriert sind.
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Im
folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnung detailliert beschrieben. Darin zeigen:
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1 eine
Adaptervorrichtung und ein Laufrad im getrennten Zustand in Seitenansicht,
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2 die
Adaptervorrichtung und das Laufrad im zusammengebauten Zustand in
Vorderansicht,
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3 eine
teilweise geschnitten Darstellung der Achse mit einer Schnellspannvorrichtung.
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Das
in 1 in Draufsicht teilweise dargestellte Laufrad
zeigt die zentrale Nabe 1, innerhalb der der elektromotorische
Antrieb, beispielsweise als getriebeloser Außenläufermotor mit elektrischer Kommutierung
und elektromagnetischer Bremse und ggf. elektrische und elektronische
Schaltungskomponenten des Antriebs angeordnet sind. Eine einen Reifen
tragende Felge 2 ist in an sich bekannter Weise über Speichen 3 mit
der Nabe 1 verbunden. Alternativ kann jede andere bekannte
Ausgestaltung des Rades wie ein ein- oder mehrteiliges Gußrad aus
Metall oder Kunststoff oder ein Scheibenrad Verwendung finden.
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Im
Zentrum der Nabe 1 befindet sich die Radachse, die mit
dem im Betrieb feststehenden Teil des Antriebs, beispielsweise einem
Motorgehäuse, das
von der rotierenden topfartigen Nabe umgeben ist, verbunden ist.
Die Radachse ist als Achsstück 4 ausgeführt, das
mit dem im Betrieb feststehenden Teil des Motorgehäuses verbunden
ist und in Axialrichtung einseitig über die Radnabe 1 vorsteht.
Die Verbindung zwischen Achsstück 4 und
feststehendem Motorteil kann gemäß 3 beispielsweise
als Steckachse mit einer formschlüssigen axialen und radialen
Sicherung ausgeführt
sein oder aber über
einen Flansch und eine Verschraubung erfolgen
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In
der Nähe
der Radachse befindet sich ein elektrischer Kontaktteil 5, über den
die innerhalb der Nabe liegenden elektrischen Komponenten mit Strom
und ggf. mit Steuersignalen versorgt werden, über den aber auch Signale herausgeführt werden können.
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Die
in 1 ebenfalls gezeigte Adaptervorrichtung 6 weist
eine Ausnehmung 7 zur lösbaren Aufnahme
des Achstücks 4 des
Laufrades auf. Die Ausnehmung 7 ist bei der dargestellten
Ausführungsform
in der Seitenansicht als etwa U-förmige Nut ausgebildet, die
zu einer Seite der Adaptervorrichtung hin offen ist. Bei entsprechender
Anordnung der Adaptervorrichtung an einem Rahmen eines Rollstuhls oder
anderen Fahrzeuges derart, daß die Öffnung der
Ausnehmung quer zur Fahrtrichtung liegt kann das Achstücks 4 des
Laufrades in die Ausnehmung von der Öffnung her in radialer Richtung
erfolgen.
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Beispielsweise
kann die Öffnung
der Ausnehmung zur Rückseite
eines Rollstuhls gerichtet sein, so daß sich die Öffnung der Ausnehmung und das
Achsstück
des aufgerichteten Laufrades in der Einbaustellung auf gleicher
Höhe befinden,
um somit ein Einsetzen des Laufrades von hinten her ohne Notwendigkeit
des Anhebens des Rollstuhls oder des Laufrades zu ermöglichen.
Der Öffnungsbereich
der U-förmigen
Ausnehmung 7 ist leicht angefast oder abgerundet, um das
Einführen
des Achsstücks
zu führen
und zu erleichtern.
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In
der Nähe
der Ausnehmung 7 befindet sich ein elektrischer Kontaktteil 8 der
als Gegenkontakt zum Kontaktteil 5 am Laufrad dient und
so angeordnet ist, daß mit
dem Einsetzen des Achsstücks 4 in die
Ausnehmung 7 gleichzeitig ein Kontakt zwischen den Kontaktteilen 5 und 8 hergestellt
wird. Am Gegenkontaktteil 8 münden die elektrischen Leitungen von
einer Stromversorgung und von Steuereinrichtungen des Rollstuhls
bzw. Fahrzeugs, wobei diese über
einen Anschlußkasten 9 und
ggf. weitere trennbare Verbindungen daran angeschlossen sein können.
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An
der Adaptervorrichtung 6 ist eine Befestigungsvorrichtung 10 zur
lösbaren
Befestigung der Adaptervorrichtung an dem Rahmen eines Rollstuhls oder
an anderen Teilen eines Fahrzeuges vorgesehen. In der dargestellten
Ausführung
ist diese Befestigungsvorrichtung als Klemmvorrichtung ausgeführt, mit
der die Adaptervorrichtung an einem Rahmenabschnitt des Rollstuhls
festgeklemmt werden kann. Die jeweilige Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung
richtet sich aber nach der Ausgestaltung des jeweiligen Rahmens
bzw. Montagebereichs des Rollstuhls oder Fahrzeugs. Es ist aber
auch möglich,
die Adaptervorrichtung nicht als an- und abbaubare Einheit zur nachträglichen
Befestigung an einen bestehenden Rollstuhl auszuführen sondern
bereits herstellerseitig in den Rahmen des Rollstuhls fest zu integrieren.
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Zur
Verriegelung des in die Ausnehmung 7 der Adaptervorichtung 6 eingesetzten
Achsstücks 4 des
Laufrades ist das Achsstück 4 vorzugsweise
mit einer Schnellspannvorrichtung 11 versehen. Gemäß 3 umfaßt die Schnellspannvorrichtung 11 einen am äußeren axialen
Ende des Achsstücks
um einen Gelenkzapfen 12 verschwenkbaren Betätigungshebel 13,
der im Bereich des Gelenkzapfens mit einem Exzenter 14 versehen
ist. Der Gelenkzapfen 12 ist über ein Schraubengewindeteil 15 in
Axialrichtung in das Achsstück
eingeschraubt, so daß die
axiale Position des Betätigungshebels
verstellbar ist. Der Exzenter 14 des Betätigungshebels
drückt über ein
Zwischenstück 16 und
einen Einstellring 17 auf eine Anlagescheibe 18,
die in Axialrichtung des Achsstücks verschiebbar
geführt
ist. Durch Verschwenken des Betätigungshebels 13 und
damit Drehen des Exzenters 14 um den Gelenkzapfen 12 wird
die Anlagescheibe 18 in der Axialrichtung einwärts gedrückt bzw.
freigegeben. Eine Druckfeder 19 ist in eine Senkbohrung 20 des
Achsstücks
konzentrisch zur Spannschraube 15 angeordnet und drückt die
Anlagescheibe 18 in Axialrichtung des Achsstücks auswärts.
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Der
Einstellring 17 steht über
eine zentrale Gewindebohrung mit dem Gewinde des Schraubengewindeteils 15 in
Eingriff und dient als axial äußerer Anschlag
für die
Anlagescheibe 18 und ermöglicht durch Verdrehen eine
Anpassung der axialen äußeren Position
der Anlagescheibe 18.
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Die
Befestigung des Achsstücks
an der Adaptervorrichtung nach dem Einsetzen in die Ausnehmung erfolgt
durch Betätigen
des Spannhebels in Richtung A. Dabei wird die Adaptervorrichtung
an gegenüberliegenden
Seitenflächen 26 und 27,
in denen die Ausnehmung 7 ausgebildet ist, axial zwischen
ein am Achsstück
befestigtes oder in Form eines Ansatzes integral angeformtes Gegenhalteteil 21 und
der axial einwärts
gedrückten
Anlagescheibe 18 verklemmt bzw. verspannt.
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Die
Adaptervorrichtung 6 weist in einer oder beiden der Seitenflächen 26 und 27 im
Bereich der Ausnehmung 7 eine axiale Vertiefung 23 auf,
in die die Anlagescheibe 18 beim Klemmvorgang zumindest
teilweise eintreten kann. Dadurch wird zusätzlich zu der axialen Verklemmung
eine in radialer Richtung wirkende formschlüssige Sicherung gegen ein Herausfallen
des Laufrades aus der Ausnehmung bzw. der Adaptervorrichtung erreicht.
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Die
vorstehend beschriebene Spannvorrichtung ist ein Beispiel für eine lösbare Befestigung
des Achstücks
an der Adaptervorrichtung. Andere oder abgewandelte Befestigungsvorrichtungen
können aber
abenfalls verwendet werden.
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Zur
Abstützung
des Drehmoments des Antriebsmotors des Laufrades an der Adaptervorrichtung
bzw. über
diese am Rollstuhl oder Fahrzeug, an dem die Adaptervorrichtung
montiert ist, ist im Abschnitt 22 des Achsstücks, der
in die Ausnehmung der Adaptervorrichtung eingesetzt ist, eine Kontur vorgesehen,
die formschlüssig
mit der Kontur der Ausnehmung zusammenwirkt, um ein Verdrehen des Achsstücks um dessen Längsachse
in der Ausnehmung zu verhindern. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist das auf besonders einfache und vorteilhafte Weise realisiert,
indem an den gegenüberliegenden,
nicht der Öffnung
der Ausnehmung zugewandten Seiten des in die Ausnehmung einzusetzeneden
Abschnitts 22 des Achsstücks abgeflachte Bereiche 24, 25 vorgesehen
sind. Der Abstand zwischen den abgeflachten und zueinander parallelen Bereichen 24, 25 entspricht
etwa der Weite der U-förmigen
Ausnehmung, so daß die
abgeflachten Bereiche 24, 25 des Achsstücks an den
gegenüberliegenden
Innenseiten 28, 29 der Ausnehmung anliegen.
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Durch
dieses formschlüssige
Zusammenwirken von Achsstück
und Ausnehmung wird nicht nur die Einsetzposition des Achsstücks eindeutig
vorgegeben, so daß die
genaue Einbaustellung sowohl des Achsstücks als auch der elektrischen
Steckverbindung garantiert ist, sondern es wird auch ein Verdrehen
des Achsstücks
relativ zur Adaptervorrichtung verhindert und das Antriebsmoment
des Nabenmotors damit abgestützt.
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Da
das Achsstück
in radialer Richtung in die einseitig radial offene Ausnehmung eingesetzt
wird, ist beispielsweise auch eine übereinstimmende abgestufte
Kontur von Achsstück
und Ausnehmung oder eine Verbindung mittels eines in das Achsstück eingesetzten
Stiftes oder am Achsstück
befestigten anderen Bauteils möglich,
das in eine entsprechend angepaßte
Ausnehmung der Adaptervorrichtung eingreift.
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Denkbar
wäre auch
eine Ausbildung der Anlagescheibe 18 der Schnellspannvorrichtung 11 und/oder
des Gegenhalteteils 21 mit axialen und/oder radialen Vorsprüngen, die
beim Verspannen in entsprechende Ausnehmungen an den Seitenflächen 26 und 27 der
Adaptervorrichtung im Bereich der Ausnehmung 7 eingreifen.