DE3713564C2

DE3713564C2 -

Info

Publication number: DE3713564C2
Application number: DE3713564A
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7470 Albstadt De Alber
Original assignee: Haas & Alber Haustechnik und Apparatebau 7470 Albstadt De GmbH
Current assignee: ULRICH ALBER GMBH & CO. KG, 72458 ALBSTADT, DE
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1989-05-24
Also published as: US5263547A; CA1313891C; EP0287857B1; AU1463788A; EP0287857A3; JPS63275477A; ES2022506B3; ATE63873T1; JPH0651473B2; EP0287857A2; AU613358B2; DE3713564A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch betriebene Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle für Gehunfähige, mit einem Fahrgestell, an welchem zu beiden Seiten mit gegenseitigem Abstand jeweils ein Laufradpaar angeordnet ist, dessen beide Laufräder gegenüber dem Fahrgestell um eine parallel zu ihrer Mittelachse verlaufende Welle verschwenkbar gelagert sind.

Eine Treppensteigvorrichtung mit den vorstehend genannten Merkmalen ist für eine Transportkarre durch die DD-PS 1 44 896 und durch die FR-PS 13 91 269 bekannt. Diese Treppensteigvorrichtungen haben jedoch durch ihre Konstruktion bedingte große Nachteile. So muß die Vorrichtung bei der Transportkarre nach der DD-PS 1 44 896 so weit vom Schwerpunkt der beladenen Karre entfernt angeordnet werden, daß eine solche Konstruktion für Rollstühle sowohl aus Platzgründen als auch aus Sicherheitsgründen nicht geeignet ist. Bei der Treppensteigvorrichtung nach der FR-PS 13 91 269 sind zwei Personen für den Betrieb erforderlich, wobei eine Person oben auf der Treppe steht und die Tragkarre halten muß, während die zweite Person unterhalb auf der Treppe steht und mit einem Griffhebel die Treppensteigvorrichtung betätigt. Auch hier erlauben die Abmessungen keinen Einbau in einen Rollstuhl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treppensteigvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie eine höhere Steigleistung bei gleichbleibender Motorleistung erbringen kann, insbesondere aber auch für Rollstühle für Gehunfähige geeignet ist.

Die gestellte Aufgabe wird mit der eingangs genannten Treppensteigvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Laufräder des Laufradpaares um gesonderte, aber gemeinsam angetriebene, mit Abstand parallele Wellen verschwenkbar sind, wobei die Antriebswellen jeweils exzentrisch mit einer Nabenscheibe verbunden sind, an der ein Laufkranz des Laufrades konzentrisch und drehbar gelagert ist. Vorteilhafterweise kann dabei der gegenseitige Abstand der Achsen der im Fahrgestell gelagerten Antriebswellen mindestens annähernd gleich dem doppelten Abstand der Drehachse des Laufkranzes eines Laufrades von seiner zugeordneten Antriebswelle sein.

Wenn das Fahrgestell an eine Treppenstufe herangefahren ist, wird durch die exzentrische Verdrehung der Naben scheiben der beiden Laufradpaare ein Laufrad eines jeden Laufradpaares auf die Treppenstufe hochgeschwenkt und abgesetzt, während das zweite Laufrad weiter hochge schwenkt wird. Das auf den ersten Laufrädern der beiden Laufradpaare ruhende Fahrgestell kann sich weiter bis zur nächsten Treppenstufe bewegen, während die zweiten Lauf räder der Laufradpaare bis auf die nächste Treppenstufe hochgeschwenkt werden, so daß anschließend das Fahrgestell auf den zweiten Laufrädern der Laufradpaare ruht. Zusätz liche Stützräder am Fahrgestell im Bereich der Laufräder sind nicht mehr erforderlich.

Eine gleichmäßige Abwicklung des Steigvorganges kann er findungsgemäß dadurch erreicht werden, daß die Antriebs wellen über eine gemeinsame Antriebskette mit einem dreh richtungsumkehrbaren Elektromotor gleichsinnig antriebs mäßig gekoppelt sind und die Nabenscheibe des einen Lauf rades eines Laufradpaares gegenüber der Nabenscheibe des anderen Laufrades um einen Umfangswinkel von 180° ver setzt mit der ihr zugeordneten Antriebswelle verbunden ist.

Bei Treppensteigvorrichtungen für Rollstühle kann zweck mäßig der Laufkranz der Laufräder beider Laufradpaare über ein Wälzlager-Richtgesperre an der koaxialen Nabenscheibe gelagert sein und somit auch bei geschlossener Bremse in einer Laufrichtung, nämlich rückwärts beim Treppenstei gen, bewegt werden. Dadurch wird ein Zurückfahren bis zur nächsten Stufe möglich trotz gebremsten Laufkranz. Zusätzlich kann der Laufkranz der Laufräder mittels einer Bremsvorrichtung, vorzugsweise mittels einer elektromagne tisch betätigbaren und mit einer automatisch wirkenden Steuereinrichtung gekoppelten Bremsvorrichtung, feststell bar sein. Mit der Bremsvorrichtung kann ein Weiterlaufen der Laufräder verhindert werden, ohne daß dabei ihre Ver schwenkbewegung oder Hubbewegung unterbrochen wird. Beim Absteigen über eine Treppe kann also ein Laufrad an der Treppenkante mittels der Bremsvorrichtung festgestellt werden, während das andere Laufrad der Laufradpaare seine Verschwenkbewegung zum Absetzen auf die nächste Stufe durchführt. Zweckmäßig kann hierbei der Laufkranz der Laufräder jeweils über eine Lagerhülse auf einem zentralen Achszapfen der Nabenscheibe gelagert sein, die Lagerhülse ein Kettenrad tragen, innerhalb der zugehörigen Antriebs welle ein Wellenzapfen konzentrisch drehbar gelagert sein, der ein gleiches Kettenrad trägt, und können die beiden Kettenräder durch eine endlose Kette zu einem Kettentrieb mit einem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 miteinander gekoppelt sein. Die elektromagnetische Bremsvorrichtung kann ent weder am Wellenzapfen oder aber im Innern des Laufkranzes der Laufräder angeordnet sein.

Bei einer ungebremsten Bewegung eines Rollstuhles wird durch die Verdrehung des Laufkranzes eine Bremsscheibe der Bremsvorrichtung mit der gleichen Drehzahl wie das Laufrad gedreht. In der Bremsstellung wird mittels der Brems scheibe der Laufkranz entweder direkt oder über den Kettentrieb blockiert, das Laufrad also an seinem Umfang festgehalten. Die Hubbewegung des Transportrades über die exzentrisch gelagerte Nabenscheibe wird dadurch aber nicht beeinflußt. Wegen der 1 : 1-Übersetzung des Kettentriebes bleibt der Laufkranz gebremst stehen. Durch das Wälz körper-Richtgesperre kann die Wirkung der Bremsvorrichtung auf eine Fahrrichtung begrenzt sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäß ausgebildeten und für einen Rollstuhl vorgesehenen Treppensteigvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine schematische Teilseitenansicht eines Rollstuhles mit einem Laufradpaar der Treppensteigvorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Lauf radpaares mit den Antriebsverbindungen;

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte Schnitt darstellung entlang der Linie III-III in Fig. 2 durch das Laufradpaar;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Roll stuhles in seiner normalen Fahr- und Ab stellposition;

Fig. 5-8 den Rollstuhl in vier verschiedenen Stel lungen seiner Treppensteigvorrichtungen beim Treppensteigen;

Fig. 9 eine der Fig. 3 entsprechende Teilschnitt darstellung durch eines der Laufräder eines Laufradpaares.

Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Roll stuhl 10 für Gehunfähige, mit einem Sitzrahmen 11, der mit einem Stuhlrahmen 12 verbunden ist, der vorne in zwei Fußstegen 13 endet, an denen jeweils eine Lenkrolle 14 drehbar gelagert ist. In der Seitenansicht der Fig. 1 ist nur die linke Lenkrolle 14 ersichtlich. Am Stuhlgestell 12 ist ein Traggestell für eine Treppensteigvorrichtung 15 befestigt, das eine aus Fig. 1 ersichtliche linke Trag platte 16 und auf der nicht sichtbaren rechten Seite des Rollstuhles 10 eine gleiche rechte Tragplatte 16 aufweist. An jeder Tragplatte 16 ist ein Paar von Laufrädern 17 a und 17 b angeordnet, von denen in der in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Normalposition oder Ruhestellung der Trep pensteigvorrichtung 15 eines auf der Fahrbahn 18 läuft. Der genaue Aufbau des Laufradpaares 17 a/17 b und die gegen seitige Anordnung der beiden Laufräder 17 a und 17 b sowie ihr Antrieb werden nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. In Fig. 1 sind die Mittelpunkte 19 a und 19 b der beiden Laufräder 17 a und 17 b sowie exzentrisch dazu angeordnete und in der Tragplatte 16 gelagerte An triebswellen 20 a und 20 b mit zugehörigen Antriebs-Ketten rädern 21 a und 21 b dargestellt. Außerdem sind die umhül lenden Kreise 22 a und 22 b mit strichpunktierten Linien eingetragen, welche der Umfang der Laufräder 17 a und 17 b bei ihrer Bewegung um die exzentrischen Antriebswellen 20 a und 20 b beschreibt. Der gegenseitige Abstand der beiden Antriebswellen 20 a und 20 b beträgt 2 a, also den doppelten Wert des Abstandes a des Mittelpunktes 19 a oder 19 b des Laufrades 17 a oder 17 b von der Achse seiner exzentrischen Antriebswelle 20 a oder 20 b.

Der elektrische Antriebsmotor, welcher die Treppensteig vorrichtung betätigt, ist in den Zeichnungen nicht darge stellt. Fig. 1 zeigt unter dem Sitzrahmen 11 einen Kasten 23 für die Unterbringung von Akkumulatoren, aus denen der gemeinsame, mit einer ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Steuereinrichtung gekoppelte elektrische Antriebsmotor betrieben wird. Er bewegt eine aus Fig. 2 ersichtliche endlose Kette 24, die über die beiden Ketten räder 21 a und 21 b der beiden Antriebswellen 20 a und 20 b zur Erzielung einer jeweils gleichsinnigen und gleich schnellen Drehbewegung der beiden Antriebswellen 20 a, 20 b geführt ist. Zwischen den beiden Kettenrädern 21 a und 21 b wird die gemeinsame Antriebskette 24 über einen Gleit körper 25 geführt, der auch durch ein Umlenkkettenrad er setzt werden könnte. Es versteht sich, daß auf der rechten Seite des Rollstuhles 10 ein gleiches Laufradpaar in genau gleicher Art und Weise angeordnet und angetrieben ist.

Die Schnittdarstellung der Fig. 3 zeigt, daß die Trag platte 16 aus zwei mit Abstand zueinander verlaufenden parallelen Plattenwänden 16.1 und 16.2 besteht, zwischen denen die gemeinsame Antriebskette 24, die nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, geführt ist und die Kettenräder 21 a und 21 b angeordnet sind, die auf den als Hohlwellen ausgebildeten, in der Tragplatte 16.1/16.2 ge lagerten Antriebswellen 20 a und 20 b befestigt sind.

Aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 sind auch der Aufbau der Laufräder und eine auf die Laufräder wirkende Brems vorrichtung ersichtlich. Jedes der beiden gleich ausge bildeten Laufräder 17 a und 17 b eines Laufradpaares weist eine Nabenscheibe 26 a, 26 b auf, die mit der exzentrischen Antriebswelle 20 a, 20 b fest verbunden ist und einen zen trischen Achsbolzen 27 a, 27 b aufweist. Auf den Achsbolzen 27 a, 27 b ist eine Lagerhülse 28 a, 28 b aufgeschoben, auf welcher ein Wälzlager-Richtgesperre 29 a, 29 b befestigt ist, auf welchem wiederum der in einem Gummireifen 31 a, 31 b endende Laufkranz 30 a, 30 b gelagert ist. Die Lager hülse 28 a, 28 b ist mit einem Kettenrad 32 a, 32 b versehen, das über eine auch aus Fig. 2 ersichtliche endlose Kette 33 a, 33 b mit einem koaxial zur zugeordneten hohlen An triebswelle 20 a, 20 b auf einem konzentrisch in der An triebswelle gelagerten Wellenzapfen 34 a, 34 b befestigten Kettenrad 35 a, 35 b gekoppelt ist. Der Wellenzapfen 34 a, 34 b ist in nicht näher dargestellter Weise mit der Brems scheibe einer elektromagnetisch betätigbaren Bremsvorrich tung 36 a, 36 b verbunden.

Die beiden Kettenräder 32 a, 32 b und 35 a, 35 b sind gleich groß, so daß sich ein Kettentrieb mit dem Übersetzungs verhältnis 1 : 1 ergibt. Wird die elektromagnetische Brems vorrichtung 36 a, 36 b über eine nicht dargestellte Steuer einrichtung aktiviert, ist der Wellenzapfen 34 a, 34 b blockiert, was bedeutet, daß auch die Lagerhülse 28 a, 28 b blockiert ist, so daß das Wälzlager-Richtgesperre 29 a, 29 b eine Drehung des Laufkranzes 30 a, 30 b des betreffenden Laufrades 17 a, 17 b nur in einer Richtung gestattet. In der anderen Drehrichtung ist das betreffende Laufrad 17 a, 17 b blockiert. Durch den Antrieb der Kette 24 und einer damit bewirkten Drehung der Antriebswellen 20 a, 20 b wird aber die fest mit der Antriebswelle 20 a, 20 b verbundene Naben scheibe 26 a, 26 b und damit auch der Laufkranz 30 a, 30 b der Laufräder 17 a und 17 b verschwenkt, um die Treppensteig bewegung aufwärts oder abwärts - je nach eingestellter Drehrichtung des Antriebsmotors für die Kette 24 - auszu führen. Bei der Hubbewegung eines Laufrades bleibt sein Laufkranz auf Grund des gewählten Übersetzungsverhält nisses 1 : 1 des Kettentriebes gebremst stehen.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, wie die Nabenscheibe 26 b des einen Laufrades 17 b des Laufradpaares 17 a/17 b gegenüber der Nabenscheibe 26 a des anderen Laufrades 17 a um einen Umfangswinkel von 180° versetzt mit der ihr zu geordneten Antriebswelle 20 b verbunden ist.

Die Fig. 4 bis 8 demonstrieren den Bewegungsablauf der Laufradpaare der Treppensteigvorrichtung beim Aufwärts steigen. Die Figuren zeigen den Rollstuhl 10 jeweils in Seitenansicht und damit auch nur eines der beiden Laufrad paare der Treppensteigvorrichtung 15. Fig. 4 zeigt den Rollstuhl 10 in einer normalen Fahrstellung, in welcher die beiden Laufräder 17 a und 17 b beider Laufradpaare etwa übereinander angeordnet sind und das Laufrad 17 a auf der Lauffläche 18 aufliegt. In dieser Stellung läßt sich der Rollstuhl 10 bei unbewegter Kette 24 und ohne eingelegte Bremsen frei verfahren. In dieser normalen Laufstellung wird der Rollstuhl 10 rückwärts gegen die Vorderkante 40.1 der ersten Treppenstufe 40 herangefahren, die Bremsen be tätigt und dann der Antriebsmotor für die Kette 24 der Treppensteigvorrichtung 15 eingeschaltet. Dadurch wird das Laufrad 17 b mit seinem in Vorwärtsrichtung blockierten Laufkranz 30 b auf die Oberseite der ersten Stufe 40 be wegt, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Der Rollstuhl 10 stützt sich jetzt auf das Laufrad 17 b ab, während im wei teren Betrieb der Treppensteigvorrichtung das Laufrad 17 a nach oben nachgeschwenkt wird, wie Fig. 6 zeigt. Der Roll stuhl läßt sich wegen des Wälzlager-Richtgesperres 29 a auf den Laufrädern 17 b bis zur Vorderkante 41.1 der nächsten Stufe 41 rollen. Im weiteren Verlauf der Bewegung der Treppensteigvorrichtung gelangen die beiden Laufräder 17 a, 17 b der beiden Laufradpaare in eine aus Fig. 7 ersichtli che koaxiale Stellung, aus welcher heraus das Laufrad 17 a gemäß Fig. 8 hochgeschwenkt wird, bis es analog der Stel lung nach Fig. 5 auf die Trittfläche 41.2 der zweiten Treppenstufe 41 gelangt. Dieser Vorgang wiederholt sich, wobei abwechselnd das eine Laufrad 17 a und das andere Laufrad 17 b auf die jeweils nächste Treppenstufe hochge hoben werden.

Fig. 9 zeigt einen einzelnen Längsschnitt durch ein Lauf rad 17 b′ einer Treppensteigvorrichtung, bei welcher die elektromagnetische Bremsvorrichtung an der Nabenscheibe 30 b′ angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine größere Bremsfläche. Eine mit dem Laufkranz 30 b′ verbundene Anker scheibe 42 ist durch Federn in die Bremsstellung vorge spannt, in welcher an ihr befestigte Sperrbolzen 43 in einen am Laufkranz 30 b′ befestigten Lochring 46 eingrei fen, so daß bei Stromausfall die Bremsvorrichtung auto matisch wirksam wird. Zum Lösen der Bremse wird die auf einer mit der Lagerhülse 28 b′ fest verbundenen Gegen scheibe 45 angeordnete Magnetwicklung 44 erregt und da durch die Bremse gelöst. Ein Wälzlager-Richtgesperre 29 b′ ist hier auf dem Wellenzapfen 34 b′ angeordnet.

Claims

1. Elektromotorisch betriebene Treppensteigvorrichtung, beispielsweise für Rollstühle für Gehunfähige, mit einem Fahrgestell, an welchem zu beiden Seiten mit gegenseitigem Abstand jeweils ein Laufradpaar angeordnet ist, dessen beide Laufräder gegenüber dem Fahrgestell um eine parallel zu ihrer Mittelachse verlaufende Welle verschwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufräder (17 a, 17 b) des Laufradpaares um gesonderte, aber gemeinsam angetriebene, mit Abstand parallele Wellen (20 a, 20 b) verschwenkbar sind, wobei die Antriebswellen (20 a, 20 b) jeweils exzentrisch mit einer Nabenscheibe (26 a, 26 b) verbunden sind, an der ein Laufkranz (30 a, 30 b) des Laufrades (17 a, 17 b) konzentrisch und drehbar gelagert ist.

2. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Achsen der im Fahrgestell gelagerten Antriebswellen (20 a, 20 b) mindestens annähernd gleich dem doppelten Abstand (a) der Drehachse (19 a, 19 b) des Laufkranzes (30 a, 30 b) eines Laufrades (17 a, 17 b) von der Achse seiner zuge ordneten Antriebswelle (20 a, 20 b) ist.

3. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (20 a, 20 b) über eine gemeinsame Antriebskette (24) mit einem dreh richtungsumkehrbaren Elektromotor gleichsinnig an triebsmäßig gekoppelt sind und die Nabenscheibe (26 b) des einen Laufrades (17 b) eines Laufradpaares (17 a/17 b) gegenüber der Nabenscheibe (26 a) des anderen Laufrades (17 a) um einen Umfangswinkel von 180° versetzt mit der ihr zugeordneten Antriebswelle (20 b) verbunden ist.

4. Treppensteigvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (30 a, 30 b) der Laufräder (17 a, 17 b) beider Laufradpaare über ein Wälzlager-Richtgesperre (29 a, 29 b) an der koaxialen Nabenscheibe (26 a, 26 b) gelagert ist.

4. Treppensteigvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (30 a, 30 b) der Laufräder (17 a, 17 b) mittels einer Bremsvorrichtung (36 a, 36 b; 42-45) feststellbar ist.

6. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung elektromagne tisch betätigbar und mit einer automatisch wirkenden Steuereinrichtung gekoppelt ist.

7. Treppensteigvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufkranz (30 a, 30 b) der Laufräder (17 a, 17 b) jeweils über eine Lagerhülse (28 a, 28 b) auf einem zentralen Achszapfen (27 a, 27 b) der Nabenscheibe (30 a, 30 b) gelagert ist, daß die Lagerhülse (28 a, 28 b) ein Kettenrad (32 a, 32 b) trägt, daß innerhalb der zugehörigen Antriebswelle (20 a, 20 b) ein Wellenzapfen (34 a, 34 b) konzentrisch drehbar ge lagert ist, der ein gleiches Kettenrad (35 a, 35 b) trägt, und daß die beiden Kettenräder (32 a, 32 b; 35 a, 35 b) durch eine endlose Kette (33 a, 33 b) zu einem Kettentrieb mit einem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 mit einander gekoppelt sind.

8. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Wellenzapfen (34 a, 34 b) mit einer Bremsscheibe der elektromagnetischen Bremsvorrichtung (36 a, 36 b) verbunden ist.

9. Treppensteigvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lagerhülse (28 a, 28 b) des Lauf kranzes (30 a, 30 b) der Laufräder (17 a, 17 b) mit einer Bremsscheibe (45) der elektromagnetischen Bremsvorrich tung (42-45) verbunden ist (Fig. 9).