EP0585197B1 - Befestigung einer Rad-Adapterplatte am Rahmen eines Rollstuhls - Google Patents

Befestigung einer Rad-Adapterplatte am Rahmen eines Rollstuhls Download PDF

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EP0585197B1
EP0585197B1 EP93810473A EP93810473A EP0585197B1 EP 0585197 B1 EP0585197 B1 EP 0585197B1 EP 93810473 A EP93810473 A EP 93810473A EP 93810473 A EP93810473 A EP 93810473A EP 0585197 B1 EP0585197 B1 EP 0585197B1
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adapter plate
frame
tube section
edges
wheelchair
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
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    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • A61G5/1097—Camber- or toe-adjusting means for the drive wheels

Definitions

  • the invention relates to a mutual connection arrangement according to the preamble of patent claim 1.
  • an adapter plate For the releasable attachment of an adapter plate to a frame of a wheelchair, it is known, for example from GB-2 120 154, to use a rectangular adapter plate which is screwed to two parallel tube sections of the frame in the area of the narrow rectangular sides. This results in a very stable connection between the frame and adapter plate.
  • an adapter sleeve By suitably designing the adapter plate, it is possible to attach an adapter sleeve, which in turn is intended to receive an axle of a rear wheel of the wheelchair, at various points on the adapter plate, in order to thereby select the axial position of the rear wheel with respect to the frame.
  • the object of the invention is therefore seen in proposing a mutual fastening arrangement for the releasable connection of an adapter plate and a tube section of a frame tube of a wheelchair, which withstands the usual loads with simple design of the components, large manufacturing tolerances and low assembly effort, i.e. clamps the adapter plate and the pipe section together so that their relative position is permanently fixed.
  • the new arrangement combines the advantages of simple, to a certain extent linear or 'flying' fastening with the advantages of solid, to a certain extent polygonal or 'non-flying' fastening while avoiding the disadvantages of the two types of fastening.
  • the adapter plate is only attached to the pipe section in one plane, for which two clamping screws are sufficient.
  • the attachment is not 'flying', since the adapter plate has projecting edges facing the pipe section, the tensioning screws prestressing the adapter plate and the pipe section so that the edges of the adapter plate penetrate into the outer wall of the pipe section, so that in the contact area of the adapter plate and Pipe section a plastic deformation of both parts occurs, which - as is usual in such cases - can often only be easily determined on the more deformable of the parts. Since the edges are not in the plane of the screw axes, the fastening becomes from a linear to a polygonal one. As has been found in tests, the desired properties are achieved in a surprisingly simple manner with the new arrangement and with corresponding weight and cost savings compared to conventional arrangements. The arrangement requires little manufacturing and assembly effort.
  • the adapter plate Since the adapter plate is not fork-shaped and only rests on one side, that is to say with one plate side, on the tube section, it takes the form of a practically flat plate which is very easy to machine.
  • the connection also allows a certain position adjustment of the adapter plate within the scope of the play of the holes for the tensioning screws. Tightened, however, the connection is surprisingly stable: due to the high ( continued: originally submitted text, page 3. Edge pressure creates a slight notch, which effectively results in a positive connection.
  • FIG. 1 illustrates the situation of a rear wheel 2 mounted on the right side frame 1 of a wheelchair, the frame and wheel being only partially shown.
  • An adapter plate 20 is used for storage, which is detachably and "flying" attached to a vertical tube section 10 (strut) of the side frame 1.
  • the bearing of the wheel 2 itself (of which the wheel hub only shows the outer flange) on the adapter plate 20 is carried out in a manner known per se and not shown in more detail, for example by means of an adapter sleeve 30 (FIG. 2) seated in the adapter plate and one through the latter Bore and the bore of the wheel hub inserted axis.
  • the position of the wheel axle 28 in relation to the frame 1 results primarily from the choice of the attachment point of the adapter plate 20 on the frame.
  • FIGS. 2 and 3 An embodiment of the fastening arrangement according to the invention or the connection between adapter plate 20 and frame tube 10 is shown in FIGS. 2 and 3.
  • the plate 20 is practically flat and receives the adapter sleeve 30 in a through bore 26, the inner bore of which determines the position and direction of the wheel axle 28.
  • a groove 23 is provided, which forms two straight, parallel edges 22 with the said side face 24.
  • Two through holes 21 in the adapter plate 20, which are preferably in the plane of symmetry of the edges 22, are aligned with through holes 11 in the frame tube 10.
  • Two clamping screws 15 with nuts 16 extend through the holes 21 and 11, with which the adapter plate is held on the frame.
  • the bores 11 and 21 mentioned can be carried out with play and usual positional tolerances.
  • the support between adapter plate 20 and frame tube 10 is formed solely by the two edges 22, which extend on both sides of the tensioning screws 15 in the direction of tube surface lines, i.e. extend parallel to the tube axis 12.
  • the depth of the groove 23 is dimensioned such that the tube is exposed in the groove base, as can be seen from FIG. 2.
  • the adapter plate 20 and thus the (geometric) wheel axis 28 can be pivoted with respect to the tube 10 by a few angular degrees (in the region of the play of the bores 11, 21). In the arrangement according to FIG. 1, this means the setting of the wheel track.
  • the camber can also be adjusted, in the arrangement according to FIG. 1, in a manner known per se by adjusting the rotational position of a somewhat obliquely drilled adapter sleeve 30.) If the tensioning screws are tightened after the position has been adjusted, the two edges 22 become full pressed against the pipe surface and, while increasing the prestressing of the screws, pressed a little into the metal surface.
  • a protective layer (paint or paint application, etc.) on the pipe surface is used pierce the edges so that a solid metallic overlay with a small notch is produced, as illustrated in FIG. 4. This results in an extraordinarily stable connection when the screws are sufficiently pretensioned, which permanently prevents both the pivoting of the adapter plate (seen in FIG. 2) and a displacement of the plate in the direction of the tube axis.
  • edges 22 must of course be relatively sharp and at least have sufficient hardness on the material surface.
  • the required surface hardness can e.g. can be achieved by anodizing.
  • a suitably U-shaped sheet metal strip into the groove 23, e.g. made of hardened steel, to be inserted (not shown), the longitudinal edges of which then form the support edges.
  • the distance between the two edges 22 should be chosen appropriately in relation to the pipe diameter; the distance can also be expressed by the angle a entered in FIG. 4 between the screw axis 17 and the radius running through the edge 22.
  • the distance (angle) should not be chosen too small, so that there is a sufficiently wide support base, on the other hand, obviously not so large that it approaches the diameter of the tube 10. In an intermediate area, however, this distance is not particularly critical.
  • the edge spacing is approximately 64% of the tube diameter or the angle ⁇ is approximately 40 °.
  • the same adapter plates 20 can be used for the left and right side frames 1 of the wheelchair.
  • the adapter plate 20 there is the possibility of mounting the adapter plate 20 in a position rotated by 180 ° with respect to the vertical axis 12 (FIG. 3), as a result of which the bore 26 - and thus the rear wheel axis 28 - lie behind the vertical strut 10, in contrast to FIG. 1 is coming.
  • a certain especially in the case of heavy-weight users) the risk of the wheelchair tipping backwards is considerably reduced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine gegenseitige Verbindungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zur lösbaren Befestigung einer Adapterplatte an einem Rahmen eines Rollstuhls ist es, beispielsweise aus der GB-2 120 154 bekannt, eine rechteckige Adapterplatte zu verwenden, die im Bereich der schmalen Rechteckseiten mit zwei parallelen Rohrabschnitten des Rahmens verschraubt wird. Dies ergibt eine sehr stabile Verbindung von Rahmen und Adapterplatte. Durch geeignete Gestaltung der Adapterplatte ist es möglich, eine Adapterhülse, welche ihrerseits zur Aufnahme einer Achse eines Hinterrades des Rollstuhls bestimmt ist, an verschiedenen Stellen der Adapterplatte zu befestigen, um dadurch die Achslage des Hinterrades bezüglich des Rahmens zu wählen.
  • Es ist aber eine relativ grosse und entsprechend schwere und teure Platte erforderlich, um den Abstand zwischen den beiden parallelen Rohrabschnitten zu überbrücken. Deshalb wurde schon versucht, eine kleiner bemessene Adapterplatte nur an einem Rohrabschnitt des Rahmens gewissermassen 'fliegend' zu befestigen. Indessen hat es ich gezeigt, dass es schwierig ist, auf diese Art eine solide Anordnung zu erhalten, die den hohen und oft schlagartigen Belastungen durch die Achsen der Hinterräder auf Dauer standhält. Selbst mit kompliziertesten Ausführungen der Adapterplatte, bei welchen der entsprechende Rohrabschnitt von zwei am Rohr anliegenden und festgezogenen Schenkeln der Adapterplatte gabelartig umfasst wird, stellen sich bereits nach verhältnismässig wenigen Lastwechseln Lageänderungen der Achsen des Hinterrades relativ zum Rahmen ein. Ungewollte Verschiebungen der Adapterplatte relativ zum Rohrabschnitt, sowohl Drehungen um die Rohrachse wie auch Verschiebungen längs des Rohres, verursachen dann rasch das 'Ausschlagen' der im Rohr vorhandenen, quer zur Rohrachse verlaufenden Durchgangsbohrung für die Spannschrauben. Die Folge davon sind schwerwiegende Veränderungen der Fahrgeometrie, insbesondere der Radspuren. Zwar könnte man versuchen, jegliche nachträgliche Lageänderung durch Passchrauben, d.h. durch Vermeidung von Spiel zwischen Schraubenschaft und Durchgangsbohrung im Rohrabschnitt, zu verhindern, doch würde dies ausserordentlich präzise ausgerichtete Bohrungen sowohl am Rohrabschnitt wie auch an der Adapterplatte voraussetzen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, eine gegenseitigen Befestigungsanordnung zur lösbaren Verbindung einer Adapterplatte und eines Rohrabschnitts eines Rahmenrohrs eines Rollstuhls vorzuschlagen, welche bei einfacher Gestaltung der Bauteile, grossen Herstellungstoleranzen und geringem Montageaufwand den üblichen Belastungen standhält, d.h. die Adapterplatte und den Rohrabschnitt so zusammenspannt, dass ihre relative Lage dauerhaft fixiert ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der enfindungsgemässen Anordnung werden durch die abhängigen Patentansprüche definiert.
  • Die neue Anordnung kombiniert die Vorteile der einfachen, gewissermassen linearen oder 'fliegenden' Befestigung mit den Vorteilen der soliden, gewissermassen vieleckigen oder 'nicht-fliegenden' Befestigung unter Vermeidung der Nachteile der beiden Befestigungsarten. Wie bei der 'fliegenden' Befestigung wird die Adapterplattte nur in einer Ebene am Rohrabschnitt befestigt, wozu zwei Spannschrauben ausreichen. Dennoch ist die Befestigung nicht 'fliegend', da die Adapterplatte dem Rohrabschnitt zugewandte vorspringende Kanten besitzt, wobei die Spannschrauben die Adapterplatte und den Rohrabschnitt so aufeinander vorspannen, dass die Kanten der Adapterplatte in die Aussenwandung des Rohrabschnittes eindringen, so dass im Berührungsbereich von Adapterplatte und Rohrabschnitt eine plastische Deformation beider Teile auftritt, die sich - wie in solche Fällen üblich - häufig nur am deformierbareren der Teile leicht feststellen lässt. Da die Kanten nicht in der Ebene der Schraubenachsen liegen, wird die Befestigung von einer linearen zu einer vieleckigen. Wie sich bei Versuchen ergeben hat, werden mit der neuen Anordnung die angestrebten Eigenschaften auf überraschend einfache Weise und mit entsprechenden Gewichts- und Kosteneinsparungen - verglichen mit üblichen Anordnungen - erreicht. Die Anordnung kommt mit geringem Herstellungs- und Montageaufwand aus. Da die Adapterplatte nicht gabelartig ausgebildet ist und nur einseitig, das heisst mit einer Plattenseite, am Rohrabschnitt anliegt, erhält sie die Form einer praktisch ebenen Platte, die sehr einfach zu bearbeiten ist. Die Verbindung lässt auch, im Rahmen des Spiels der Bohrungen für die Spannschrauben, eine gewisse Lageeinstellung der Adapterplatte zu. Festgezogen ist die Verbindung jedoch erstaunlich stabil: infolge der hohen (Fortsetzung:ursprünglich eingereichter Text, Seite 3. Kantenpressung entsteht eine leichte Einkerbung, woraus sich effektiv eine formschlüssige Verbindung ergibt.
  • Besondere, vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Anordnung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt perspektivisch und vereinfacht die Lagerung eines Hinterrades am Seitenrahmen eines Rollstuhls,
    Fig. 2
    ist die teilweise geschnittene Ansicht der Befestigungsanordnung in Richtung der Rohrachse gesehen,
    Fig. 3
    ist die Ansicht der dem Rohr zugewandten Seite der Adapterplatte, und
    Fig. 4
    zeigt eine Kantenauflage im Detail in erheblich grösserem Massstab.
  • Fig. 1 veranschaulicht die Situation eines am rechten Seitenrahmen 1 eines Rollstuhls gelagerten Hinterrades 2, wobei Rahmen und Rad nur teilweise dargestellt sind. Zur Lagerung dient eine Adapterplatte 20, die lösbar und "fliegend" an einem vertikalen Rohrabschnitt 10 (Strebe) des Seitenrahmens 1 befestigt ist. Die Lagerung des Rades 2 selbst (von dessen Radnabe nur der äussere Flansch dargestellt ist) an der Adapterplatte 20 erfolgt auf an sich bekannte und nicht näher dargestellte Weise, z.B. mittels einer in der Adapterplatte sitzenden Adapterhülse 30 (Fig. 2) und einer durch deren Bohrung und die Bohrung der Radnabe gesteckten Achse. Die Lage der Radachse 28 in bezug auf den Rahmen 1 ergibt sich in erster Linie durch Wahl der Befestigungsstelle der Adapterplatte 20 am Rahmen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Befestigungsanordnung bzw. der Verbindung zwischen Adapterplatte 20 und Rahmenrohr 10 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Platte 20 ist praktisch eben und nimmt in einer Durchgangsbohrung 26 die Adapterhülse 30 auf, deren Innenbohrung die Lage und Richtung der Radachse 28 bestimmt. In der dem Rahmenrohr 10 zugewandten Seitenfläche 24 der Platte 20 ist eine Nut 23 vorgesehen, die mit der genannten Seitenfläche 24 zwei gerade, parallele Kanten 22 bildet. Zwei Durchgangsbohrungen 21 in der Adapterplatte 20, die vorzugsweise in der Symmetrieebene der Kanten 22 liegen, fluchten mit Durchgangsbohrungen 11 im Rahmenrohr 10. Durch die Bohrungen 21 und 11 hindurch erstrecken sich zwei Spannschrauben 15 mit Muttern 16, womit die Adapterplatte am Rahmen festgehalten ist. Die genannten Bohrungen 11 und 21 können mit Spiel und üblichen Lagetoleranzen ausgeführt werden.
  • Bei der dargestellten Anordnung ist die Auflage zwischen Adapterplatte 20 und Rahmenrohr 10 allein durch die beiden Kanten 22 gebildet, die sich zu beiden Seiten der Spannschrauben 15 in Richtung von Rohr-Mantellinien, d.h. parallel zur Rohrachse 12, erstrecken. Die Tiefe der Nut 23 ist dabei so bemessen, dass das Rohr im Nutgrund freiliegt, wie aus der Fig. 2 hervorgeht.
  • Solange die Spannschrauben 15 nicht festgezogen sind, lässt sich die Adapterplatte 20 und damit die (geometrische) Radachse 28 bezüglich des Rohres 10 um einige Winkelgrade (im Bereich des Spiels der Bohrungen 11, 21) schwenken. Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 bedeutet dies die Einstellung der Radspur. (Die Einstellung des Radsturzes kann, ebenfalls bei Anordnung nach Fig. 1, in an sich bekannter Weise durch Einstellung der Drehlage einer etwas schief gebohrten Adapterhülse 30 vorgenommen werden.) Werden nach durchgeführter Lageeinstellung die Spannschrauben festgezogen, so werden dadurch die beiden Kanten 22 satt gegen die Rohroberfläche gepresst und dabei, unter zunehmender Vorspannung der Schrauben, etwas in die Metalloberfläche hineingedrückt. Jedenfalls wird dabei eine auf der Rohroberfläche vorhandene Schutzschicht (Lack- oder Farbauftrag usw.) von den Kanten durchstossen, so dass eine feste metallische Auflage mit geringer Einkerbung hergestellt wird, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Dadurch kommt bei ausreichender Vorspannung der Schrauben eine ausserordentlich stabile Verbindung zustande, welche sowohl ein Schwenken der Adapterplatte (in Fig. 2 gesehen) als auch eine Verschiebung der Platte in Richtung der Rohrachse dauerhaft verhindert.
  • Die Kanten 22 müssen selbstverständlich relativ scharfkantig sein und mindestens an der Materialoberfläche eine ausreichende Härte aufweisen. Bei Herstellung der Adapterplatte 20 aus Aluminium kann die erforderliche Oberflächenhärte z.B. durch Eloxieren erreicht werden. Je nach Materialpaarung ist es auch denkbar, in die Nut 23 einen passend U-förmig gebogenen Blechstreifen, z.B. aus gehärtetem Stahl, einzulegen (nicht dargestellt), dessen Längskanten dann die Auflagekanten bilden.
  • Der Abstand zwischen den beiden Kanten 22 (Breite der Nut 23) soll in bezug auf den Rohrdurchmesser passend gewählt werden; der Abstand lässt sich auch durch den in Fig. 4 eingetragenen Winkel a zwischen der Schraubenachse 17 und dem durch die Kante 22 verlaufenden Radius ausdrücken. Der Abstand (Winkel) soll einerseits nicht zu klein gewählt werden, damit eine ausreichend breite Auflagebasis gegeben ist, anderseits offensichtlich auch nicht so gross, dass er sich dem Durchmesser des Rohres 10 nähert. In einem zwischenliegenden Bereich ist dieser Abstand jedoch nicht besonders kritisch. Beim dargestellten, als zweckmässig erachteten Beispiel beträgt der Kantenabstand etwa 64 % des Rohrdurchmessers bzw. der Winkel α rund 40°.
  • Wie leicht einzusehen ist, sind für den linken und den rechten Seitenrahmen 1 des Rollstuhls die gleichen Adapterplatten 20 verwendbar. Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Adapterplatte 20 in bezüglich der Vertikalachse 12 (Fig. 3) um 180° gedrehter Lage zu montieren, wodurch die Bohrung 26 - und damit die Hinterradachse 28 - im Gegensatz zur Fig. 1 hinter die vertikale Strebe 10 zu liegen kommt. Eine gewisse (besonders bei schwergewichtigen Benützern bestehende) Gefahr, dass der Rollstuhl nach hinten kippt, wird dadurch erheblich vermindert.

Claims (3)

  1. Verbindungsanordnung als gegenseitige Befestigung einer zur Aufnahme einer Radachse bestimmten Adapterplatte (20) und eines Rahmens eines Rollstuhls, mittels mindestens zweier Spannschrauben (16), welche die Adapterplatte (20) und einen Rohrabschnitt (10) des Rahmens durchdringen, wobei sich die Adapterplatte (20) und der Rohrabschnitt (10) in einem Kontaktbereich berühren,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Achsen der Spannschrauben (16) in einer die Achse (12) des Rohrabschnitts (10) enthaltenden Ebene liegen, und dass die Adapterplatte (20) parallel zur genannten Achse (12) verlaufende vorspringende Kanten (22) besitzt, die mittels der Spannschrauben (16) im genannten Kontaktbereich auf die Wandung des Rohrabschnitts (10) vorgespannt sind, wobei die Adapterplatte (20) und der Rohrabschnitt (10) im Kontaktbereich deformiert sind.
  2. Verbindungsanordnung nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kanten (22) durch seitliche Begrenzungsflächen einer in der Adapterplatte (20) vorhandenen Nut (23) an der dem Rohrabschnitt (10) zugewandten Seite der Adapterplatte (20) gebildet sind, wobei die Nut (23) so tief ist, das der Rohrabschnitt (10) vom Grund der Nut (23) beabstandet ist.
  3. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kanten (22) symmetrisch zu den die Spannschrauben (16) aufnehmenden Bohrungen (21) in der Adapterplatte (20) angeordnet sind.
EP93810473A 1992-07-10 1993-07-05 Befestigung einer Rad-Adapterplatte am Rahmen eines Rollstuhls Expired - Lifetime EP0585197B1 (de)

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