DE3241614A1

DE3241614A1 - Freilaufkupplung fuer einen rollstuhl, und damit ausgeruesteter, mittels handhebel betaetigter rollstuhl

Info

Publication number: DE3241614A1
Application number: DE19823241614
Authority: DE
Inventors: Akira Nishinomiya Hyogo Korosue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1983-06-16
Also published as: JPS5892353A; GB2111441A; JPS6058868B2; GB2111441B; US4506900A

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

.-. PATENTANWÄLTE_: 324I6U ^: ΈυήΟΡέΑΝ PATENT'ATTORNEYS

Akira Korosue Hyogo-ken, Japan

Freilaufkupplung für einen Rollstuhl, und damit ausgerüsteter, mittels Handhebel betätigter Rollstuhl

RICHARD GLAWE	KLAUS DELFS
DR.-ING.	DIPL-ING.
	ULRICH MENGDEHL
WALTER MOLL	DIPL-CHEM. DR. RER. NAT.
DIPL-PHYS. DR. RER. NAT.	HEINRICH NIEBUHR
OFF. BEST. DOLMETSCHER	DIPL-PHYS. DR. PHIL HABIL
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MÜNCHEN

A 15

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung für einen Rollstuhl von der im Oberbegriff im Anspruch 1 angegebenen Art, sowie einen mit derartigen Freilaufkupplungen versehenen und mittels Handhebel antreibbaren Rollstuhl.

Eine Freilaufkupplung der angegebenen Art ist aus DE-OS 26 29 839 bekannt. Sie dient zum Antreiben eines Rollstuhlrades, wobei beide Antriebsräder mit je einer solchen Freilaufkupplung und mit einem zugehörigen Hand-

BANK:DRESDNER BANK. HAMBURG. 4030448 (BLZ 20080000) · POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 (BLZ 20010020) ■ TELEGRAMM: SPECHTZIES

hebel zum Betätigen der Freilaufkupplung ausgerüstet sind. Es ist nicht möglich, diesen Rollstuhl einarmig zu betätigen. Die Antriebsrichtung jeder der beiden Freilaufkupplungen ist umkehrbar, indem der Handgriff eine Seitwärtsbewegung ausführt, wodurch die Klemmkörper in eine neue, der geänderten Antriebsrichtung zugeordnete Lage gebracht werden. Diese Sextwärtsbewegung des Handhebels ist eine reine Umschaltbewegung. Dieses Umschalten kann nur bei stillstehendem oder sehr langsam fahrendem RoIl-

1.0 stuhl vorgenommen werden. Mit einer solchen Kupplung, die zum Umstellen der Antriebädrehrichtung eine zusätzliche Schaltbewegung des zugehörigen Handhebels benötigt, ist es nicht möglich, den Rollstuhl so auszugestalten, daß er einarmig für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt sowie auch für das Drehen auf der Stelle betätigt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Freilaufkupplung der angegebenen Art zu schaffen, die ohne einen besonderen Umschaltvorgang wahlweise in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung angetrieben werden kann, wenn der zugehörige Handhebei aus seiner Mittelstellung entweder nach vorne oder nach hinten geschwenkt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, unter Verwendung einer solchen Freilaufkupplung einen Rollstuhl zu schaffen, der mittels eines einzigen

Betätigungshebels auf einfache Weise einhändig gefahren werden kann, und zwar sowohl für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, als auch für unterschiedlichen Antrieb der beiden Räder für das Kurvenfahren oder für das Drehen auf der Stelle.

Diese Aufgabe wird mit den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierdurch wird erfindungsgemäß eine Freilaufkupplung geschaffen, die in der einen Drehrichtung angetrieben wird, wenn der zugehörige Handhebel aus der Mittelstellung nach vorne gedrückt wird, und sich in die andere Drehrichtung dreht, wenn der Handhebel aus der Mittelstellung nach hinten geschwenkt wird, wobei in beiden Fällen die Rückkehrbewegung des Hebels in die Mittelstellung durch den Freilauf der Kupplung ermöglicht wird. Ferner wird durch die beanspruchte, in zwei zueinander senkrechten Richtungen schwenkbare Lagerung des Handhebels am Rollstuhl und die beanspruchte Verbindung dieses einzigen Hebels mit den beiden Freilaufnaben die Möglichkeit geschaffen, mit einer einzigen Hand beide Antriebsräder des Rollstuhls in die gleiche Drehrichtung, d.h. vorwärts beim Vorwärtsschwenken des Hebels oder rückwärts beim Rückwärtsschwenken- des He-

en/ bels, oder auch in entgegengesetzte Drehrichtung für das

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Wenden, nämlich durch Seitwärtsschwenken des Hebels, zu betätigen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rollstuhls, und zwar für rechtshändige Betätigung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Hebelgestänges und der Antriebsteile der Räder;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung der Lagerung des Hebelgestänges;

Fig. 4 eine Draufsicht, teilweise im Axialschnitt, der beiden Freilaufkupplungen der Antriebsräder mit den zugehörigen Antriebs- und Verbindungselementen; ·■"-."■"

Fig. 5 einen achssenkrechten Schnitt entsprechend der

Schnittlinie A-A von Fig. 4 durch eine der beiden Freilaufkupplungen in zwei verschiedenen Betriebslagen (a,b);

Fig. 6 in größerem Maßstab einen Axialschnitt durch

eine Freilaufkupplung.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf der einen Seite des Rollstuhls 1 ein Handhebel 2 an einem Lagerzapfen 1b eines Rahmenteils 1a gelagert, wobei sich die Lagerstelle in der Nähe und etwas unterhalb des Ellbogens eines auf der Armlehne des RoIlstuhlrahmens 1 auf sich aufstützenden Armes angeordnet ist. Dies hat sich als eine besonders günstige Anordnung im Bezug auf eine ermüdungsfreie Betätigung des Handhebels 2 erwiesen.

Am Lagerzapfen 1b ist mittels eines Kreuzgelenks 5 ein Ausleger 3 gelagert, an dessen freiem Ende der Handhebel 2 starr befestigt ist. Das Kreuzgelenk 5 erlaubt eine Drehung des Auslegers 3 um die quer zum Rollstuhl verlaufende Achse X-X, um den Handhebel 2 aus der Mittelstellung N nach vorne (F) oder nach hinten (B) und jeweils wieder in die Mittelstellung zurückzuschwenken, und ferner ist der Ausleger 3 um die in Längsrichtung des Rollstuhls verlaufende Achse Y-Y schwenkbar, um den Handhebel seitlich aus der Mittelstellung N nach rechts (R) oder nach links (L) und wieder zurückzuschwenken. Am freien Ende des Auslegers 4 ist ferner eine zweiarmige Schwinge 4 starr angebracht, deren Arme über Anschlußstücke 6a und 6b und Lagerbolzen 7a und 7b jeweils gelenkig mit Schub-

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stangen 8a,8b verbunden sind/ die sich nach unten erstrecken und über Gelenklager 10a,10b mit zwei Antriebsarmen 9a,9b verbunden sind. Der Antriebsarm 9b bildet das Treibglied der auf dieser Rollstuhlseite angeordneten Freilaufkupplung 15 für das eine Rollstuhlrad, während der Antriebsarm 9b über eine Verlängerungskupplung (die noch beschrieben wird) mit dem Treibglied 9'c der Freilaufnabe 11* des anderen Rollstuhlrades verbunden ist.

Der Handhebel 2 kann aus seiner Mittelstellung N in jede beliebige Richtung geschwenkt werden, wobei diese Betätigung im allgemeinen eine Längskomponente in der Ebene F-B und eine Querkomponente in der Ebene R-L haben wird. Je nach der Richtung dieser Schwenkung kann der Rollstuhl in jede beliebige Richtung geradeaus oder in einer Kurve angetrieben werden. Bei Schwenkung des Handhebels 2 in Richtung N-F werden über die Schubstangen 8a,8b die beiden Antriebshebel 9a und 9b und damit die beiden Freilaufe kupplungen 11,11' in die Vorwärtsrichtung angetrieben, so daß der Rollstuhl vorwärts fährt. Bei Schwenkung des Hebels 2 in die Richtung B werden beide Freilaufkupplungen 11,11' in Rückwärtsrichtung angetrieben. Wird der Hebel 2 in die Richtung R geschwenkt, so werden beide Schubstangen 8a,8b nach unten gestoßen, so daß die Freilaufkupplung 11

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des rechten Rades in die Richtung Bb , d.h. in Rückwärtsrichtung, und die Freilaufkupplung 11' des linken Rades durch die Schubstange 8a in die Richtung Fa , und damit in Vorwärtsrichtung betätigt wird, so daß der RoIlstuhl auf der Stelle nach rechts gedreht werden kann. Bei Schwenkung des Hebels 2 in Richtung L erfolgt eine entsprechende Drehung des Rollstuhls nach links. Durch Schwenken des Rollstuhls in jede zwischen L, R, F und B liegende Richtung kann jeder beliebige Antriebsunterschied zwischen den beiden Rädern und damit jede beliebige Kurvenfahrt vorwärts oder rückwärts erzeugt werden.

Wie aus der Fig. 2 und 4 ersichtlich, ist die Schubstange 8b über ein Endstück 10b drehbar direkt mit dem einen Antriebsarm 9b der rechten Kupplungsnabe 11 verbunden, während die Schubstange 8a mit dem Antriebsarm 9¹C der linken Kupplungsnabe 11' über eine Verlängerungskupplung verbunden ist, nämlich über den Antriebsarm 9a, einer mit einer Nut versehenen Hülse Ί7 (wird noch erläutert) , einem Drehrohr oder einer Hohlwelle 18, einer Verlängerungswelle 20 und einem Kurbelarm 21.

Wenn der Hebel 2 gemäß Fig. 2 in der Ebene Fb geschwenkt wird, wird der Ausleger 3 um die Achse X-X hin- und hergedreht, während bei Schwenkung des Hebels

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in der Ebene R-L der Ausleger 3 um die Achse Y-Y auf- und abgeschwenkt wird. Die Gesaratbewegung des Hebels 2 wird von dem Differential-Hebelgestänge in zwei Schwingbewegungen in Richtung Fb - Bb des Antriebsarms 9b und in Richtung Fa-Ba des Antriebsarms 9a aufgelöst, wodurch die Freilaufkupplungen 11 und 11' angetrieben werden. Hierbei absorbieren die Endstücke 10a und 10b der Stangen jede Änderung des Kupplungswinkels mit den Schubstangen 8a und 8b und verbinden das Differential-Hebeügestänge mit den Antriebsarmen 9a und 9b.

Der innere Aufbau der beiden Freilaufkupplungen 11,11' ist aus den Fig. 4, 5 und 6 zu erkennen. Jede Nabe 11 ist drehbar auf der Achse 25 gelagert, die mittels Schrauben an einem Bügel 24 des Rollstuhlrahmens befestigt ist. Zwisehen dem Außenmantel jeder Nabe und einem dazu konzentrischen Innenteil jeder Nabe ist eine ringförmige Nut 11a gebildet, deren einander gegenüberliegende innere und äußere Umfangsflachen als Anlage- und Führungsflächen für eine äußere Schraubenfeder 12 und eine innere Schraubenfeder 13 dient, von denen jede mit ihrer inneren bzw. äußeren Umfangsfläche mit leichtfedernder Reibberührung an der zugehörigen inneren bzw. äußeren, die Nut 11a begrenzenden

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Trommel- oder Umfangsflache der Nabe 11 anliegt. Das eine Ende 12y bzw. 13y jeder Feder 12,13 ist in Form eines axialgerichteten VorSprungs mit den auf der Achse 25 drehbar gelagerten Antriebsarmen 9b der Freilaufkupplung verbunden. Das andere, im Innern der Nabe gelegene Ende 12x bzw. 13x jeder Feder 12,13 ist als ein in Radialrichtung abgebogener Vorsprung ausgebildet und liegt gegen eine Anschlagzunge 14b bzw. 14f an, welche zwischen den beiden Federn 12,13 in die Nut 11a vorspringt und über einen Bügel 15 in einstellbarer Winkellage bezüglich der Achse 25 stationär am Rollstuhlrahmen befestigt ist.

Die Funktion der Nabe ist wie folgt. Wenn gemäß Fig. 5a der Antriebsarm 9b in der Richtung von N nach Fb gedreht wird, nimmt er die äußere Feder 12 über das an ihm befestigte Ende 12y mit und dreht diese, so daß sich deren anderes Ende 12x von der zugehörigen Anschlagzunge 14f entfernt und die Stellung 12x gelangt. Dabei wirkt das auf die Schraubenfeder 11 wirkende Drehmoment im Sinne einer radialen Aufweitung der Schraubenfeder 12, so daß deren Anlage gegen die Trommelinnenfläche der Nabe 11 verstärkt wird und somit eine entsprechende Antriebsbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 5a auf die Nabe 11 übertragen wird. Auch das an dem Antriebsarm 9b befestigte Ende 13y der inneren Schraubenfeder 13 wird bei der

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Drehung mitgenommen. Da jedoch das andere Ende 13x dieser Feder an der Anschlag zunge 14b anliegt, dreht sich die Feder 13 nicht, wird jedoch durch die Drehung ihres Endes 1 3y radial aufgeweitet, wodurch sie von der zugehörigen Trommelflache der Nabe 11 freikommt und somit von der inneren Feder 13 kein Drehmoment auf die Nabe übertragen wird. Wenn der Antriebsarm 9b aus der Stellung Fb in die neutrale Mittelstellung N zurückbewegt wird, oder wenn sich bei Stillstand des Antriebsarmes 9b die Nabe 11 im Uhrzeigersinn wöiterdreht, dann bewirkt die auf die Feder 12 wirkende Torsionskraft eine radiale Kontraktion der Feder 12, so daß diese von der sie umgebenden Trommelinnenfläche der Nabe 11 freikommt und somit einen Freilauf der Nabe bzw. ein antriebsloses Zurückschwenken des Antriebsarms 9b von Fb nach N gestattet. Fig. 5a veranschaulicht somit die Drehung der Freilaufkupplung aus der Mittelstellung des Antriebsarmes 9b heraus in die eine Antriebsrichtung, sowie die antriebsfreie Rückkehrbewegung des Antriebsarmes 9b.

Fig. 5b veranschaulicht die Betätigung in der entgegengesetzten Antriebsrichtung. Wenn der Antriebsarm 9b aus der Mittelstellung N im Uhrzeigersinn nach Bb gedreht wird, werden die Funktionen der äußeren und inneren Feder 12 und 13 gegenüber, der Fig. 5a vertauscht.

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Die Antriebskraft wird durch die innere Feder 13 auf die von ihr umgebene Trommelfläche der Nabe 11 übertragen, da das Ende 13y dieser Feder vom Antriebsarm 9b mitgenommen wird und das andere Ende 13x dieser Feder sich vom zugehörigen Anschlag 14b entfernt und nach 13x verschiebt. Dabei wirkt auf die Feder 13 eine im Sinn einer radialen Kontraktion wirkende Torsionskraft, so daß die Anlage dieser Feder an der zugehörigen Trommelfläche der Nabe 11 verstärkt wird. Gleichzeitig wird zwar das Ende 12y der äußeren Feder 12 ebenfalls vom Antriebsarm 9b mitgenommen, das andere Ende wird aber vom zugehörigen Anschlag 14f festgehalten, wodurch eine radiale Kontraktion der Feder 12 verursacht wird und diese somit von der zugehörigen Trommelinnenfläche der Nabe 11 freikommt « und auf diese kein Drehmoment überträgt. Bei der Rückkehrbewegung des Antriebarms 9b aus der Stellung Bb in die Mittelstellung N, oder beim Freilauf der Nabe im Uhrzeigersinn von Fig. 5b wirkt auch auf die innere Schraubenfeder 13 eine Torsion in dem Sinne, daß diese Feder 13 durch radiale Expansion von der zugehörigen Trommelfläche der Nabe 11 freikommt und somit eine antriebslose Rückkehrbewegung des Antriebsarmes 9b bzw. einen Freilauf der Nabe 11 gestattet. Jede Anschlagzunge 14f und 14b ist in einer am Rahmenbügel 24 befestigten Trommel 15 in einem sich in Umfangsrichtung dieser Trommel erstrek-

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kenden Langloch justierbar befestigt, so daß die Winkellage jeder Anschlagzunge 14f,14b in Bezug auf die Mittelstellung N des Antriebsarmes 9b beliebig eingestellt werden kann. Hierdurch können die Kupplungszeitpunkte, oder anders ausgedrückt die Winkelausschläge des Antriebsarmes 9b für Antriebs- und Rückkehrbewegung eingestellt werden. Diese Befestigung in einem Langloch 15¹C der Halterungstrommel 15' ist in Fig. 4 für die Freilaufnabe auf der linken Seite dargestellt.

Wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich, erfolgt die übertragung des Drehmomentes von dem vom Handgriff 2 betätigbaren Antriebsarm 9a auf die auf der anderen Rollstuhlseite befindliche Freilaufkupplung 11' über eine auf der Achse 25 gelagerte, mit einer Nut versehene Buchse 17, einen Torsionsstift 19, eine Hohlwelle 18, einen Wellenfortsatz 20, einen Kurbelarm 21, einen Kurbelstift 22 und den Antriebsarm 9¹C. Im Inneren ist zwischen der Buchse 17 und dem Wellenfortsatz 20 eine Feder 23 angeordnet, die den lösbaren Eingriff des Kupplungsstiftes 19 mit der zugehörigen Nut der Buchse 17 gewährleistet. Dies ermöglicht einerseits, den Rahmen des Rollstuhls für den Transport zusammenzulegen, und ferner können Fehler beim Zusammensetzen des Rahmens berücksichtigt werden. ,-

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Man erkennt aus der vorstehenden Beschreibung, daß durch die Erfindung ein mit nur einer Hand betätigbarer Rollstuhl geschaffen wird, der besonders gut als Rehabilitationsgerät geeignet ist und eine beliebige Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt oder Drehung des Rollstuhles durch entsprechende Vorwärts—, Rückwärts- oder Seitwärtsneigung des Handhebels 2 ohne komplizierte Umschaltvorgänge gestattet.

Claims

Patentansprüche

1. Freilaufkupplung für den Antrieb eines Rollstuhlrades mittels eines schwenkbaren Handhebels, mit einer drehbaren Nabe, einem konzentrisch dazu drehbaren, mit dem Handhebel verbundenen Treibglied und zwei Klemmkörpern, von denen jeder zwischen dem Treibglied und einer Anlagefläche der Nabe derart beweglich angeordnet ist, daß er bei Drehung des Treibgliedes in einer Drehrichtung eine Klemmlage, in der er sich.antriebsübertragend gegen die Anlagefläche der Nabe verspannt, und bei. Drehung des

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Treibgliedes in Gegenrichtung und/oder beim Freilauf der Nabe eine die Anlagefläche der Nabe freigebende Freigabestellung einnimmt, wobei die Antriebsdrehrichtung der Freilaufkupplung umkehrbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Klemmkörper (12,13) für die Antriebsübertragung in entgegengesetzten Drehrichtungen ausgebildet und mit dem Treibglied (9b)derart verbunden sind, daß bei Drehung des Treibglieds aus seiner Mittelstellung in die eine oder andere Drehrichtung jeweils nur der dieser Drehrichtung zugeordnete Klemmkörper (12,13) in die Klemmstellung bewegt wird, während der jeweils andere Klemmkörper (13,12) durch Anlage an einem nicht drehenden Anschlag (14b,14f) in der Freigabestellung gehalten wird.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Klemmkörper als Schraubenfeder (12,13) ausgebildet ist, deren eines Ende (12y,13y) am Treibglied (9b) befestigt ist, deren anderes Ende (12x, 13x) an je einem bezüglich der Nebenachse drehfesten Anschlag (14b,14f) anliegt und deren innere oder äußere Umfangsflache an einer·trommeiförmigen Anlagefläche der Nabe (11) federnd reibschlüssig anliegt, wobei bei Drehung des Treibgliedes (9b) aus der Mittelstellung in jeweils eine Drehrichtung die eine Schraubenfeder (z.B. 12) unter gleichzeitiger, ihren An-

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lagedruck an der Nabe verstärkender radialer Expansion oder Kontraktion mitgenommen wird und die Drehung auf

während
die Nabe (11) überträgt, / die andere Schraubenfeder (z.B. 13) vom zugehörigen Anschlag (14b) festgehalten und durch vom Treibglied (9b) Verursachte radiale Expansion oder Kontraktion in die die Anlagefläche der Nabe (11) freigebende Freigabestellung gebracht wird.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Schraubenfeder (12) mit einer sie umgebenden Trommelinnenfläche der Nabe (11) und die andere Schraubenfeder (13) mit einer von ihr umgebenen Tromme!außenfläche der Nabe (11) zusammenwirkt, und daß der Windungssinn der Schraubenfeder. (12,13) derart ist, daß bei Drehung des Treibers aus der Mittelstellung in die eine oder andere Drehrichtung beide Schraubenfedern (12,13) radial expandiert oder kontrahiert werden.

4. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch g e kennz e ichnet , daß die Windung in jeder Schraubenfeder (12,13) rechteckigen Querschnitt hat und zur Bildung einer im wesentlichen geschlossenen Zylinderform eng nebeneinanderliegen.

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5. Rollstuhl, dessen beide Antriebsräder mit je einer mittels handhebelbetätigbaren Freilaufnabe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollstuhl (1) einen einzigen Handhebel (2) aufweist, der aus einer Mittelstellung sowohl in Längsrichtung des Rollstuhls nach vorn oder hinten als auch in Querrichtung des Rollstuhls nach rechts oder links schwenkbar ist und der über Antriebsstangen (8a,8b) mit den Treibgliedern (9a,9b) der beiden Freilaufnaben (11,11') derart verbunden ist, daß die beiden Freilaufkupplungen (11,11') bei Vor- oder Rückwärtsschwenkung des Handhebels in gleicher Drehrichtung und bei SeitwärtsSchwenkung des Handhebels in entgegengesetzte Drehrichtung angetrieben werden.

6. Rollstuhl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß am Rollstuhl ein am Rollstuhl seitlich abstehender Ausleger (3) in einem Kreuzgelenk (5) sowohl um eine in Längsrichtung des Rollstuhls verlaufende Schwenkachse (Y-Y) schwenkbar als auch um eine quer zum Rollstuhl verlaufende Drehachse (X-X) drehbar gelagert ist, daß mit dem freien Ende des Auslegers (3) sowohl der Handhebel (2) als auch eine in Längsrichtung des Rollstuhls sich erstreckende zweiarmige Schwinge (4) starr

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verbunden sind, und daß die beiden Arme der Schwinge (4) über je eine gelenkig angeschlossene Schubstange (8a,8b) mit je einem Treibglied einer der Freilaufkupplungen (11, 11') bildenden Antriebsarm (9a,9b) verbunden ist, wobei der eine Antriebsarm (9a) von der Antriebsachse nach vorne und der andere Antriebsafm (9b) nach hinten absteht.

7. Rollstuhl nach Anspruch 6, dadurch ge k e η η zeichnet, daß beide Antriebshebel (9a,9b) auf der gleichen Seite des Rollstuhl^ angeordnet sind und der eine Antriebshebel (9a) mit der Freilaufkupplung (11') des auf der anderen Rollstuhlseite befindlichen Rades über eine den Abstand überbrückende Verlängerungskupplung (18) verbunden ist.