DE19757270A1 - Manual drive system with hand levers for wheelchairs - Google Patents

Manual drive system with hand levers for wheelchairs

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Abstract

The hand levers (1) are axially connected to drive blocks with radial thrust (2) bearings movably positioned over the axle-holders of the drive wheels. Two position knobs (3) integrated in the hand levers each have a pin for locking. The hand levers each consist of turning handles moving a pin which catches in a holder-block fixed to the wheelchair frame. Two rigidly fixed plate guards on the radial thrust bearings cover the running surfaces of the drive wheels and shield the hands and arms from dirt.

Description

1. Technisches Gebiet1. Technical field Antrieb von Rollstühlen für SelbstfahrerDrive wheelchairs for self-drivers 2. Stand der Technik2. State of the art 2.1 Antrieb über Greifreifen2.1 Drive with push rims 3. Darstellung der Mängel des bisherigen Standes der Technik3. Presentation of the shortcomings of the prior art 3.1 Greifreifen-System3.1 push rim system

3.1.1 Um die Antriebs- bzw. Bremskraft wirken zu lassen, ist immer zuerst ein festes Zufassen der Hände an den Greifreifen erforderlich.3.1.1 In order to let the driving or braking force work, you always have to hold your hands firmly on the push rims required.

Der wesentliche Kraftaufwand muß beim Zufassen ( Reibungskraft zwischen Hand und Greifreifen) aufgebracht werden. Der Kraftaufwand für die Bewegung ist dagegen geringer.The main effort must be when gripping (friction between hand and push rim) be applied. The effort required for the movement, however, is less.

Dies ist für behinderte Personen schwierig, zumal bei Steigungen/Gefälle und Hindernissen (Bodenunebenheiten) erhöhte Anforderungen an die Funktion der Hände und Arme gestellt werden.This is difficult for people with disabilities, especially on inclines and descents Obstacles (uneven floors) place increased demands on the function of the hands and arms be put.

3.1.2 Beim Bremsen wird durch die Reibung zwischen Greifreifen und Hand Wärme erzeugt, die je nach erforderlicher Bremskraft für den Fahrer sehr unangenehm sein kann.3.1.2 When braking, the friction between the push rim and the hand generates heat, which depends on required braking force can be very uncomfortable for the driver.

3.1.3 Die vorhandenen Schutzbleche schützen nicht ausreichend vor Verschmutzung der Hand und des Unterarmes, weil durch das Übergreifen mit der Hand über den Laufreifen zu den Greifreifen es zum Kontakt mit den verschmutzten Laufreifen kommt.3.1.3 The existing fenders do not provide adequate protection against dirt on the hand and of the forearm because by reaching over with the hand over the tread to the hand rims it comes into contact with the dirty treads.

3.1.4 Personen, deren Greiffunktion der Hände eingeschränkt ist, können Rollstühle mit Greifreifen als Selbstfahrer nur begrenzt nutzen.3.1.4 People whose hand grip function is restricted can use wheelchairs with hand rims as Use self-drive only to a limited extent.

4. Problem-Stellung4. Problem position

Beim Umgang mit Rollstühlen, wurde das Problem des Antriebes und des Bremsens eines Rollstuhles bewußt.When dealing with wheelchairs, the problem of driving and braking became one Wheelchairs consciously.

Das Rollstuhlfahren soll durch entsprechende Änderungen der Technik behinderten Menschen einfacher und damit auch in größerem Umfange möglich sein.Wheelchair users are said to be disabled due to changes in technology be easier and therefore also possible to a greater extent.

Die so ereichte größere Mobilität des Behinderten führt zu einem besseren Allgemeinbefinden.The greater mobility of the disabled achieved in this way leads to a better general feeling.

Das neue System soll nicht nur bei fabrikneuen Rollstühlen zum Einsatz kommen, sondern auch bei vorhandenen Rollstühlen nachrüstbar sein. The new system should not only be used for brand new wheelchairs, but also for existing wheelchairs can be retrofitted.  

5. Problem-Lösung5. Problem solving

5.1 Durch die Wirkungsweise des Handhebels mit Antriebsblock (1) zusammen mit dem radialen Widerlager (2) wird auf der Lauffläche des Rades eine Reibungskraft erzeugt.5.1 The action of the hand lever with drive block ( 1 ) together with the radial abutment ( 2 ) creates a frictional force on the tread of the wheel.

Diese Reibungskraft verhindert einen Schlupf zwischen Antriebsblock und Lauffläche, so daß der Handhebel wie starr mit dem Rad verbunden ist; das feste Zufassen mit der Hand entfällt für den Rollstuhlfahrer.This friction force prevents slippage between the drive block and the tread, so that the Hand lever as rigidly connected to the wheel; there is no need to grasp it firmly by hand Wheelchair users.

Die weitere Bewegung der Hand am Handhebel erzeugt die Drehung des Rades.The further movement of the hand on the hand lever creates the rotation of the wheel.

5.2 Mit der unter Punkt 5.1 genannten Reibungskraft lassen sich durch Bedienung des Handhebels mit Antriebsblock (1) auch Bremskräfte erzeugen.5.2 With the friction force mentioned in point 5.1, braking forces can also be generated by operating the hand lever with drive block ( 1 ).

6. Ausführungsbeispiel6th embodiment 6.1 Baubeschreibung6.1 Building description

Die nachfolgend beschriebenen Funktionselemente sind auf den Bildern 1 bis 3 dargestellt.The functional elements described below are shown in Figures 1 to 3.

6.1.1 Handhebel mit Antriebsblock6.1.1 Hand lever with drive block

Der Handhebel bildet mit dem Antriebsblock eine starre Einheit.The hand lever forms a rigid unit with the drive block.

Der Handhebel mit Antriebsblock ist mittels einer Achse mit dem radialen Widerlager verbunden.The hand lever with drive block is connected to the radial abutment by means of an axis.

Es gibt drei Stellungen des Handhebels mit Antriebsblock:
There are three positions of the hand lever with drive block:

  • 1. Mittelstellung zwischen vorwärts/rückwärts = Leerlauf
    Die Mittelstellung des Antriebsblockes wird gehalten zwischen radialem Widerlager mit Antriebsblock und Handhebel, so daß die Leerlaufstellung beim Schieben durch eine Begleitperson erhalten bleibt.    1. Mid position between forward / backward = idle
    The middle position of the drive block is held between the radial abutment with the drive block and hand lever, so that the idle position is maintained when pushed by an attendant.
  • 2. Vorwärtsstellung2. Forward position
  • a) Freilaufstellunga) Freewheeling position
  • b) Arbeitsstellungb) Working position
  • 3. Rückwärtsstellung3. Reverse position
  • a) Freilaufstellunga) Freewheeling position
  • b) Arbeitsstellung
    Die Arbeitsstellungen zum Fahren nach vorwärts bzw. rückwärts werden durch Drücken des Stellungsknopfes und durch Vorwärtsdrücken bzw. Rückwärtsziehen am Handhebel erreicht.    b) Working position
    The working positions for driving forwards or backwards are achieved by pressing the position button and by pushing forward or backwards on the hand lever.
6.1.2 Radiales Widerlager6.1.2 Radial abutment

Das radiale Widerlager stellt die Verbindung zwischen Handhebel mit Antriebsblock und der Radachse des Rollstuhles her.The radial abutment provides the connection between the hand lever with the drive block and the Wheel axle of the wheelchair.

Das radiale Widerlager sitzt beweglich über der Achsaufnahme des Rades.The radial abutment sits movably over the wheel's axle mount.

6.1.3 Schutzblech6.1.3 Mudguard

Das im Querschnitt U-förmige Schutzblech ist hinter dem Handhebel mit Antriebsblock am radialen Widerlager starr befestigt.The mudguard, which is U-shaped in cross section, is behind the hand lever with the drive block on the radial one Abutment rigidly attached.

Das Schutzblech umgibt die Lauffläche des Laufrades.The mudguard surrounds the tread of the wheel.

Das Schutzblech dient auch als Auflage der Hand bzw. des Unterarmes.The mudguard also serves as a support for the hand or forearm.

6.1.4 Halteblock für Feststellbremse6.1.4 Holding block for parking brake

Der Halteblock für die Feststellbremse ist mit dem Rahmen des Rollstuhles fest verbunden.The holding block for the parking brake is firmly connected to the frame of the wheelchair.

Der Handhebel mit Antriebsblock wird durch Einrasten in den Halteblock zur Feststellbremse.The hand lever with drive block becomes a parking brake when it snaps into the holding block.

Die o.g. Funktionselemente sind jeweils beidseitig des Rollstuhles angeordnet. The above Functional elements are arranged on both sides of the wheelchair.  

7. Funktions- und Wirkungsbeschreibung7. Description of function and effect

Die Reibungskräfte R, die zwischen Antriebsblöcken und Laufflächen der Antriebsräder des Rollstuhles entstehen, weil die Antriebsblöcke mittels Achse mit den radialen Widerlagern und die radialen Widerlager ihrerseits mit den Achsaufnahmen der Antriebsräder verbunden sind und so die radialen Widerlager die notwendigerweise entgegengesetzten Zugkräfte Z aufnehmen. (siehe Bild 3).The frictional forces R that arise between the drive blocks and the treads of the drive wheels of the wheelchair because the drive blocks are connected by means of an axle to the radial abutments and the radial abutments are in turn connected to the axle receptacles of the drive wheels and so the radial abutments absorb the necessarily opposite tensile forces Z. (see picture 3).

7.0 Aus der Mittelstellung zum Vorwärts- bzw. Rückwärtsantrieb wird die Arretierung des Antriebsblockes mit Handhebel in der Weise gelöst, indem der Stellungsknopf am oberen Ende des Handhebels niedergedrückt wird; anschließend wird der Handhebel nach vorn in die Vorwärts­ stellung gedrückt oder nach hinten in die Rückwärtsstellung gezogen und dann der Stellungsknopf losgelassen.7.0 From the middle position to the forward or backward drive the locking of the Drive block with hand lever released in such a way by the position button at the upper end the hand lever is depressed; then the hand lever moves forward into the forward position pressed or pulled back to the reverse position and then the position button released.

Es ist damit gewährleistet, daß der Antriebsblock in seiner jeweiligen Vor- bzw. Rückwärtsstellung verbleibt, während der Antriebsblock nach dem Antreiben des Rollstuhles in seine neue Ausgangs­ stellung zum weiteren Antreiben gebracht wird.This ensures that the drive block is in its respective forward or reverse position remains while the drive block after driving the wheelchair into its new exit position is brought to further driving.

7.1 Vorwärtsantrieb7.1 Forward drive

Durch leichtes Drücken der Handhebel nach vorne werden die Antriebsblöcke aus der Freilaufstellung "vorwärts" in die Arbeitsstellung gebracht.The drive blocks are released from the freewheel position by gently pushing the hand lever forward brought "forward" into the working position.

Durch weiteren Druck auf die Handhebel nach vorne wird zum einen die Reibungskraft R und zum anderen die Antriebskraft A erzeugt. Die Reibungskraft R verhindert einen Schlupf zwischen Antriebsblöcken und Laufflächen der Räder.By pressing the hand lever forward, the frictional force R and others generate the driving force A. The friction force R prevents slippage between Drive blocks and treads of the wheels.

Die Antriebskraft A bewegt so die Räder vorwärts.The driving force A thus moves the wheels forward.

Die Größe des Arbeitssektors mit dem HAS ist innerhalb des auf Bild 1 dargestellten Sektors beliebig und wird von dem Rollstuhlfahrer bestimmt.The size of the work sector with the HAS is arbitrary within the sector shown in Figure 1 and is determined by the wheelchair user.

7.2 Rückwärtsantrieb7.2 Reverse drive

Durch leichtes Ziehen der Handhebel nach hinten werden die Antriebsblöcke aus der Freilaufstellung "rückwärts" in die Arbeitsstellung gebracht.By pulling the hand lever backwards, the drive blocks are released from the freewheeling position brought "backwards" into the working position.

Durch weiteren Zug auf die Handhebel nach hinten wird zum einen die Reibungskraft R und zum anderen die Antriebskraft A erzeugt. Die Reibungskraft R verhindert einen Schlupf zwischen Antriebsblöcken und Laufflächen der Räder.By pulling the hand lever backwards, the frictional force R and others generate the driving force A. The friction force R prevents slippage between Drive blocks and treads of the wheels.

Die Antriebskraft A bewegt so die Räder rückwärts.The driving force A thus moves the wheels backwards.

Die Größe des Arbeitssektors mit dem HAS ist innerhalb des auf Bild 1 dargestellten Sektors beliebig und wird von dem Rollstuhlfahrer bestimmt.The size of the work sector with the HAS is arbitrary within the sector shown in Figure 1 and is determined by the wheelchair user.

7.3 Bremsen7.3 Brakes

Um das Vorwärtsrollen der Räder abzubremsen, werden die Handhebel nach vorne gedrückt und in ihrer Position gehalten.In order to brake the forward rolling of the wheels, the hand levers are pushed forward and held in place.

Dadurch schleifen die Antriebsblöcke auf den Laufflächen der Räder.As a result, the drive blocks grind on the treads of the wheels.

Die entstehende Reibungskraft - abhängig von der Haltekraft der Hände - bremst die Räder. Die Stärke der Bremskraft wird durch die Starke des Drückens der Handhebel bestimmt.The resulting frictional force - depending on the holding power of the hands - brakes the wheels. The strength of the braking force is determined by the strength of pressing the hand lever.

Das Bremsen bei der Rückwärtsfahrt erfolgt anlog.Braking when reversing is analog.

7.4 Feststellbremse7.4 Parking brake

Die Feststellbremse verhindert ein Wegrollen aus dem Stand.The parking brake prevents the vehicle from rolling away from a standing position.

Dazu werden beide HAS nach vorne gedrückt und in die Halteblöcke eingerastet. Beim Einrasten werden die Antriebsblöcke dauerhaft gegen die Laufflächen der Räder gepreßt. To do this, both HAS are pushed forward and snapped into the holding blocks. When engaging, the drive blocks are pressed permanently against the treads of the wheels.  

7.5 Freilauf7.5 freewheel

Für den Fall, daß der Rollstuhl von einer Begleitperson geschoben werden soll, wird der Handhebel in Mittelstellung gebracht und das HAS im Bereich der Rückenlehne fixiert.In the event that the wheelchair is to be pushed by an attendant, the hand lever brought into the middle position and the HAS fixed in the area of the backrest.

8. Test am Prototyp und seine Vorteile8. Test on the prototype and its advantages

Ein Prototyp des HAS wurde an einem Standardrollstuhl mit folgenden Ergebnissen getestet:A prototype of the HAS was tested on a standard wheelchair with the following results:

8.0 Fahren von Steigungen8.0 Driving up slopes

Eine Rampe mit 20% Steigung wurde mit kurzen kräftigen Armstreckbewegungen bewältigt. Das selbständige Fahren einer solchen Steigung stellt sicher einen Extremfall dar, zeigt aber, daß das HAS die Armkräfte des Rollstuhlfahrers optimal umsetzt, das bedeutet, daß Behinderte mit geringem Leistungsvermögen noch aktiv mit ihrem Rollstuhl bleiben können.A ramp with a 20% gradient was mastered with short, powerful arm movements. The independent driving of such an incline is certainly an extreme case, but shows that the HAS optimally uses the arm forces of the wheelchair user, that means that disabled people with poor performance can still remain active with their wheelchair.

8.1 Überfahren von kleinen Bodenhindernissen8.1 Driving over small ground obstacles

Stufenkanten mit der Höhe von 2 bis 3 cm waren mit dem HAS einfachst und leicht zu überwinden; es ist kein Kippen des Rollstuhles mehr erforderlich.Step edges with a height of 2 to 3 cm were simple and easy to overcome with the HAS; it is no longer necessary to tilt the wheelchair.

8.2 Bremsverhalten mit HAS8.2 Braking behavior with HAS

Selbst auf der Rampe mit 20% Gefälle war ein gut dosierbares, wirkungsvolles und damit sicheres Bremsen ohne besonderen Kraftaufwand möglich; gerade bei längeren Gefällstrecken bleiben die Handflächen von der Wärmeentwicklung durch Greifreifen verschont.Even on the ramp with a 20% gradient, it was easy to dose, effective and therefore safe Braking possible without special effort; they remain especially on longer downhill gradients Palms of the hands protected from the heat development by hand rims.

8.3 HAS als Feststellbremse8.3 HAS as a parking brake

Das Antriebssystem HAS wird auch als Feststellbremse eingesetzt; damit können die herkömmlich montierten Feststellbremsen entfallen.The HAS drive system is also used as a parking brake; so they can be conventional mounted parking brakes are not required.

8.4 Verringerung der Rollstuhlbreite8.4 Reduction of the wheelchair width

Ein weiterer Vorteil des HAS liegt darin, daß durch beidseitigen Wegfall der Greifreifen sich die Gesamtbreite des Rollstuhles um ca. 7 cm verringert und der Rollstuhlfahrer eine größere Bewegungsfreiheit in Räumen bekommt.Another advantage of the HAS is that due to the omission of the push rims on both sides, the Total wheelchair width reduced by approx. 7 cm and the wheelchair user a larger one Freedom of movement in rooms.

8.5 Schutz der Hände8.5 Protection of the hands

Bei geringem negativem Sturz der Antriebsräder des Rollstuhles liegen die Handhebel so über den Reifen, daß die Hände bei engen Durchfahrten geschützt sind; grundsätzlich kann sich der Roll­ stuhlfahrer nicht mehr an Türrahmen, Mauerwänden oder ähnlichem an den Händen verletzen.With a slight negative camber of the drive wheels of the wheelchair, the hand levers are above the Tires that the hands are protected in narrow passages; basically the roll can no longer injure chair drivers on their hands on door frames, walls or similar.

8.6 Beim HAS kein festes Zufassen mehr8.6 No more grasping at the HAS

Bisher mußten die Hände die Greifreifen fest umfassen, insbesonders bei Steigungen war dies erforderlich.So far, the hands had to grip the push rims firmly, especially on slopes required.

Jetzt können die Hände z. B. beim Vorwärtsfahren - lediglich die Handinnenseiten drücken - entspannt an den Handhebeln liegen.Now the hands can z. B. when driving forward - just press the inside of the hands - lie relaxed on the hand levers.

8.7 Keine Verschmutzung beim HAS8.7 No pollution at the HAS

Beim Zufassen an den Handhebeln mit intergrierten Schutzblechen am HAS kann es nicht mehr zum Kontakt mit verschmutzten Antriebsreifen kommen.When gripping the hand levers with integrated fenders on the HAS, it can no longer be used Contact with dirty drive tires.

Die Hemd und Jackenärmel bleiben sauber.The shirt and jacket sleeves stay clean.

8.8 HAS ist nachrüstbar8.8 HAS can be retrofitted

Mit entsprechender Veränderung an der Achsaufnahme der Antriebsräder kann jeder Selbstfahrer­ rollstuhl mit HAS nachgerüstet werden.With a corresponding change in the axle mount of the drive wheels, every self-driver can wheelchair can be retrofitted with HAS.

Claims (4)

1. Das Handantriebssystem für Rollstuhl-Selbstfahrer, das für das Vorwärts- und Rückwärts­ fahren sowie Bremsen als auch als Feststellbremse dient, besteht aus den Handhebeln mit Antriebsblöcken axial verbunden mit den radialen Widerlagern, die beweglich über die Achs­ aufnahmen der Antriebsräder angebracht sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund der Wirkungsweise der Handhebel mit Antriebsblöcken und radialem Widerlager die entstehenden Reibungskräfte den Schlupf zwischen Antriebsblöcken und Laufflächen der Antriebsräder verhindern, so daß die Handhebel mit Antriebsblöcken wie starr mit den Antriebsrädern verbunden sind und so eine weitere Bewegung der Hände am Handhebel die Drehung der Antriebsräder des Rollstuhles bewirken.1. The manual drive system for wheelchair self-drivers, which is used for driving forwards and backwards as well as brakes and as a parking brake, consists of the hand levers with drive blocks axially connected to the radial abutments, which are movably attached to the axles of the drive wheels characterized in that due to the mode of action of the hand levers with drive blocks and radial abutment, the resulting frictional forces prevent the slippage between drive blocks and treads of the drive wheels, so that the hand levers with drive blocks are rigidly connected to the drive wheels and thus further movement of the hands on the hand lever cause the wheelchair drive wheels to rotate. 2. Das Handantriebssystem nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stellungsknöpfe in den Handhebeln integriert sind, die durch jeweils einen Stift eine Arretierung ermöglichen, so daß die Handhebel mit Antriebsblöcken beliebig in die gewollte Vorwärts- oder Rückwärtsstellung oder Mittelstellung ( = Leerlauf) gebracht werden können und dort einrasten.2. The manual drive system according to claim 1 is characterized in that that two position buttons are integrated in the hand levers, each with a pin Allow locking so that the hand lever with drive blocks as desired in the Can be brought forward or backward position or middle position (= idle) and snap in there. 3. Das Handantriebssystem nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Handhebel aus zwei Drehgriffen bestehen, die je einen Stift bewegen, so daß die Stifte in je einen Halteblock - befestigt am Rahmen des Rollstuhles - einrasten und die Antriebsblöcke in Vorwärtsfahrstellung auf die Laufreifen der Antriebsräder dauerhaft pressen und damit als Feststellbremse wirken.3. The manual drive system according to claim 1 is characterized in that the hand levers consist of two rotary handles, each moving a pin, so that the pins snap into a holding block - attached to the frame of the wheelchair - and the drive blocks in the forward driving position, press permanently onto the tread of the drive wheels and thus as Parking brake act. 4. Das Handantriebssystem nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei starr befestigte Schutzbleche an den radialen Widerlagern vorhanden sind, so daß die Laufflächen der Antriebsräder verdeckt sind und als Hand- bzw. Armauflage und als Schutz vor Verschmutzung dienen.4. The manual drive system according to claim 1 is characterized in that that two rigidly attached fenders are provided on the radial abutments, so that the Treads of the drive wheels are covered and as a hand or armrest and as protection against Serve pollution.
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