WO2023111152A1 - Braking device, wheelchair comprising such a braking device, and auxiliary drive for a wheelchair comprising such a braking device - Google Patents

Braking device, wheelchair comprising such a braking device, and auxiliary drive for a wheelchair comprising such a braking device Download PDF

Info

Publication number
WO2023111152A1
WO2023111152A1 PCT/EP2022/086090 EP2022086090W WO2023111152A1 WO 2023111152 A1 WO2023111152 A1 WO 2023111152A1 EP 2022086090 W EP2022086090 W EP 2022086090W WO 2023111152 A1 WO2023111152 A1 WO 2023111152A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
braking device
wheelchair
brake shoe
toothing
engagement elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/086090
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sascha HOHENDORN
Nino JAHN
Original Assignee
Otto Bock Mobility Solutions Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otto Bock Mobility Solutions Gmbh filed Critical Otto Bock Mobility Solutions Gmbh
Publication of WO2023111152A1 publication Critical patent/WO2023111152A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/006—Positive locking brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/80—Other vehicles not covered by groups B60Y2200/10 - B60Y2200/60
    • B60Y2200/84—Wheelchairs

Definitions

  • Braking device wheelchair with such a braking device and auxiliary drive for a wheelchair with such a braking device
  • the present invention relates to a braking device for driving a wheel of a wheelchair, as well as a wheelchair with such a braking device and an auxiliary drive for a wheelchair with such a braking device.
  • wheelchairs are to be understood as meaning conventional wheelchairs as well as so-called walkers, regardless of whether they have a seat device or not.
  • the invention also relates to additional equipment for wheelchairs that are part of a wheelchair or with which wheelchairs can be equipped or retrofitted.
  • This can be any type of device that can be combined with a wheelchair, in particular detachable/connectable additional drives for wheelchairs and here in particular electrically operated additional drives for wheelchairs. Drives other than electric drives can also be used.
  • the additional drives can be connected to at least one wheel of the wheelchair or have at least one drive wheel of their own.
  • additional drives that can be retrofitted can have a wheel, an electric motor drive and a braking device, so that only the previous wheel of the wheelchair has to be replaced with the additional drive for the retrofit.
  • add-on drives that can be retrofitted with a wheel, an electric motor drive and a braking device that are additionally attached to a wheelchair, with the wheel mounted with the add-on drive serving to drive the wheelchair.
  • DE 10 2020 105 874 B3 shows a braking device for a wheelchair in which a pivotable brake shoe engages in an internal gear in order to brake the gear.
  • the gear wheel and the brake shoe can have mutually complementary latching elements in order to improve the engagement of the brake shoe with the gear wheel and thereby ensure greater power transmission.
  • this brake shoe is pivotably mounted so that it can be pivoted through a small angle about an axis of rotation and thus latches with the gearwheel when it engages with the gearwheel.
  • Such a brake can be used both as a parking brake and as a safety brake in wheelchairs that are driven by means of a push rim or an electric motor.
  • the braking device disclosed in DE 10 2020 105 874 B3 has a mechanically highly loaded pivotable mounting of the brake shoe. When the brake is actuated, the brake shoe can tilt with the sprocket without its teeth properly engaging if the tips of the teeth of the brake shoe and sprocket are on top of each other. The teeth may slip if the wheel is traveling at too high a speed, rendering the brake ineffective.
  • every wheelchair brake must be able to intervene reliably and effectively in the event of an emergency, such as a motor failure.
  • the risk of failure arises in particular with brushless electric motors when they are de-energized, since they only have a low level of self-locking.
  • the brake must securely block the wheelchair in order to prevent it from rolling away or the like, even if the wheelchair is on a ramp, for example.
  • DE 35 38 535 A1 discloses a braking device with pawls which are fixed at their pivot point and thus cannot be displaced in the direction of the sprocket. You can not be moved by an actuator to the sprocket, but only rotate, so that although the engagement elements of the pawls move to the sprocket, but not the entire pawl.
  • DE 298 23 028 U1 shows a braking device in which a locking element engages in a sprocket and thereby blocks it.
  • the object of the present invention to provide a safe braking device which is of simple construction, can be easily brought into braking engagement and can also be easily released again.
  • the braking device to be made available according to the invention can be used in wheelchairs and additional equipment such as additional drives for wheelchairs which can have a motor or manual drive and which can also be provided with the braking device according to the invention without great effort.
  • the braking device according to the invention for a wheel of a wheelchair or an additional drive now has a ring gear which can be fixedly connected or is connected to the wheel to be driven.
  • the ring gear has a row of teeth as teeth, for example an external ring gear, an inner ring gear, a face gear or helical gearing, for example a bevel gear.
  • Mixed forms and other forms for the row of teeth are also possible, for example the use of a lower toothing.
  • the braking device according to the invention also has at least one brake shoe for braking and/or locking the ring gear.
  • This brake shoe is moved to the ring gear by an actuator.
  • the braking device also has a return device to the To bring the brake shoe out of engagement with the sprocket, such as a return spring.
  • the actuator it is of course also possible for the actuator to be in the form of a passive spring and for the restoring device to have an active element, for example a lever device.
  • the braking device of this type is now further developed according to the invention in that the brake shoe is mounted so that it can rotate freely about an axis of rotation, advantageously completely so that it can rotate about its axis of rotation.
  • the brake shoe has on its outside, i. H. on the outside facing the toothing, radially projecting at least three engagement elements.
  • these engagement elements can in turn be mounted in the brake shoe in a fixed or rotatable manner, in particular about an axis of rotation parallel to the axis of rotation of the entire brake shoe.
  • rollers, bolts, teeth, balls and the like are suitable as engaging elements.
  • a lubricant for example a lubricating oil, or are coated with a sliding layer.
  • the brake shoe can therefore also be designed as a toothed wheel, in which the teeth form fixed engagement elements and are designed such that in the braking engagement at least two of the teeth are in active engagement with the toothing at the same time.
  • Brake shoes of different configurations can also be used simultaneously in the same braking device.
  • the brake shoe is mounted so that it can rotate freely about an axis of rotation.
  • the axis of rotation of the brake shoe extends perpendicular to the direction of extension of the row of teeth and perpendicular to the shortest connecting line between the row of teeth and the brake shoe.
  • the axis of rotation of the brake shoe extends parallel to the axis of rotation of the ring gear in the case of a spur gear or a wheel with internal teeth, in the radial direction of the crown wheel in the case of a crown wheel or in the case of a bevel gear at an angle to the axis of rotation of the bevel wheel.
  • Such a rotatably mounted brake shoe with correspondingly provided engagement elements makes it possible for the engagement elements, when the brake shoe is moved to the ring gear for braking engagement, to engage in the toothing of the gear ring engage. Due to the fact that at least three engagement elements are provided, two teeth always engage in the ring gear at the same time. With such an engagement of at least two teeth simultaneously in the toothing of the ring gear, the movement of the ring gear relative to the brake shoe is blocked despite the rotatable mounting of the brake shoe.
  • the engagement elements are rollers which are rotatably mounted in the brake shoe, the axis of rotation of each roller extending parallel to the axis of rotation of the brake shoe.
  • the diameter of the rollers is not limited and can be larger, equal to or smaller than the pitch of the teeth or the width of the tooth space.
  • engagement elements which are rotationally symmetrical about their axis of rotation and otherwise have any shape.
  • At least three engagement elements in particular four or more engagement elements, are provided.
  • at least two engagement elements dip into the toothing of the ring gear in order to block its movement. If the brake shoe is released, e.g. when a tangential force is applied to the teeth, one of the engagement elements is pressed in the direction of the teeth and at the same time the other engagement element that was previously engaged is disengaged. The brake shoe can then be released from the ring gear without any force.
  • What is decisive in the present braking device according to the invention is therefore the advantage that the braking device can be released with little force even when a tangential force acts, for example a rotary force on the ring gear.
  • the braking device according to the invention reduces the self-locking of the meshing teeth of the ring gear and the engagement elements.
  • the engagement elements can be designed in such a way that they form a punctiform contact point, a contact line or a contact surface with the toothing of the ring gear. Furthermore, they can all be of the same design, in particular have the same diameter and/or also be arranged equidistantly from one another.
  • an actuator can be provided, which advantageously has a switch to switch between a state with the brake released and a state with brake intervention.
  • Hydraulic, pneumatic, mechanical or electrical switches are particularly suitable for this purpose. These switches can also be switched by means of a mechanical intervention, for example a lever arrangement, or also by means of an electromechanical control device, in particular a joystick.
  • a rotatably mounted eccentric element and a lever element arranged thereon in a form-fitting manner have proven to be the actuator.
  • the lever element is actuated by the eccentric element in one position of the eccentric element (e.g. when the lever element comes into contact with the surface of the eccentric element lying in the direction of the long axis of the eccentric element) in such a way that the brake shoe is moved for the toothing of the ring gear in such a way that at least two of the Engagement elements engage in the teeth.
  • the other position of the eccentric element e.g.
  • the eccentric element when the lever element comes into contact with the surface of the eccentric element lying in the direction of the short axis of the eccentric element), the eccentric element and possibly an optionally available restoring element to actuate the lever element in such a way that the brake shoe can be moved or disengaged away from the toothing of the ring gear.
  • the braking intervention is already released when at most one of the engagement elements of the brake shoe engages in the toothing of the ring gear. Since the brake shoe is rotatably mounted and, if necessary, the engagement elements are also rotatably mounted, the ring gear can rotate in its toothing with almost no force despite the engagement of one of the engagement elements.
  • the eccentric element does not have to be mounted or arranged axially central to the ring gear, but can also be arranged laterally to the axis of rotation of the ring gear or outside of the ring gear.
  • the present invention further provides a wheelchair, the wheelchair having at least one wheel, typically two, three or four wheels. Furthermore, the wheelchair has a braking device with which at least one of the wheels is rigidly coupled to the braking device, in particular via the sprocket. In this way, by intervention of the braking The wheel can be braked in the direction of the sprocket, for example as an emergency brake or as a parking brake.
  • the present invention also provides additional equipment, in particular an additional drive, for wheelchairs which can be connected to at least one wheel of the wheelchair or which has its own drive wheel with braking device and which can be connected or is connected to the wheelchair.
  • the present invention makes it possible for the braking device or the additional equipment to be installed independently in a large number of wheelchairs of different configurations.
  • the braking device according to the invention itself is designed in such a way that it is independent of the presence of a motor drive and therefore a drive, for example a wheel hub drive, can also be retrofitted to a non-motor-driven wheelchair. Regardless of whether a motor drive is installed or not, the braking device according to the invention can fulfill its task. This is also possible completely independently of whether or not the wheelchair has an additional control for the braking device and/or for the motor drive.
  • the braking device according to the invention thus makes it possible, for example, to retrofit a wheelchair with push rim drive with an electric motor drive as an additional drive, without the braking device having to be modified.
  • This ensures a high level of modularity, for example for retrofitting with electric motor drives.
  • This further reduces storage costs and also the effort involved in product maintenance, documentation, assembly and the like.
  • this platform concept greatly reduces the number of parts in logistics and, on the other hand, also increases the number of pieces for the remaining parts required. It also reduces the effort and throughput time for ordering the wheelchair, for example a wheelchair.
  • the wheelchair 5 has two wheels 2a, 2b which are mounted so as to be rotatable about an axis of rotation (only the axis of rotation 3b of the wheel 2b can be seen in FIG. 1).
  • An electromotive brushless hub motor 7a or 7b is arranged on each of the wheels 2a and 2b.
  • a braking device according to the invention is integrated in at least one of the hub motors.
  • the wheelchair 5 has a joystick 8 as a control for the hub motor(s) and the braking device.
  • FIG. 2 shows a braking device 1 according to the present invention in a top view as an exploded view in sub-figure A and in a top view and in detail in sub-figure B.
  • FIG. 2A shows the braking device I in the form of an exploded view
  • the braking device 1 can be used to brake a wheel.
  • the braking device has a housing 4, which could also serve as a wheel tire 2 with an axis of rotation 3 at the same time.
  • Such an embodiment is indicated by reference number 2 in FIG. 2A.
  • the wheel 2 is usually separate from the housing of the braking device 1 .
  • the braking device 1 has a sprocket 10 which can be rigidly coupled to the wheel to be braked or is coupled to it.
  • the braking device is therefore suitable for braking a rotation of the ring gear 10 about its axis of rotation 14 (which can correspond to the axis of rotation 3 of a wheel 2 but does not have to be the same).
  • the ring gear 10 has a row of teeth 11 as external teeth (spur gear), the teeth of the row of teeth
  • the braking device 1 has a brake shoe 20 which can be moved in the direction of the toothing 11 or removed from it by means of an actuator 30 .
  • the brake shoe 20 is rotatably mounted on an axis of rotation 21 through 360° and has 4 engagement elements 23, 23', 23" and 23"'. These four engagement elements 23, 23′, 23′′, 23′′′′ are mounted equidistantly from one another on the brake shoe 2 and protrude from the brake shoe 20 in the direction of the plane of rotation of the ring gear 10 .
  • the brake shoe 20 is moved in the direction of the ring gear 10 or disengaged from it by means of a rotatably mounted disc 32 and a lever element 33 as parts of the actuator 30 .
  • the brake shoe 20 is disengaged from the ring gear via the lever device 33. As soon as only a single engagement element still engages in the teeth 11 of the ring gear 10, the brake is released and the ring gear 10 can rotate. Due to the special design of the brake shoe with the engagement elements 23 to 23''' - when tangential forces act on the ring gear 10 - when the brake is released one of the engagement elements is pressed in the direction of the ring gear 10.
  • the braking device 1 Due to the simple and self-contained design of the braking device 1, this can be used in wheelchairs with or without an electric motor drive, where retrofitting with individual components, e.g. an electric motor drive, should be easily possible. Because, for example in the case of wheelchairs, the ring gear 10 and the housing 4 enclosing it are rigidly coupled to one of the wheels of the wheelchair and a control device, for example a mechanical lever or an electromotive control, in particular by means of a joystick, is arranged around the lever 33 to move.
  • a control device for example a mechanical lever or an electromotive control, in particular by means of a joystick
  • the equipment of the wheelchair with the braking device 1 is completely independent of whether the wheelchair already has an electric motor drive or is driven manually by push rims. Retrofitting an electric motor drive is therefore also possible without any problems due to the existing braking device 1 .
  • FIG. 3 shows a further braking device 1 according to the invention.
  • FIG. 3A shows a top view of the braking device 1 when the brake is engaged and
  • FIG. 3B shows the same situation with a cut brake shoe 20a.
  • FIG. 3C shows a perspective view of the braking device 1 in the same situation, ie in a situation in which the brake shoes 20a and 20b are in engagement with the teeth 11 of the inner ring gear 10.
  • FIG. This braking device 1 now has a ring gear 10 with internal teeth 11 .
  • the brake shoes of which two brake shoes 20a and 20b are arranged here on opposite sides of the axis of rotation 14 of the ring gear 10, are otherwise designed in the same way as the brake shoe in Figure 2
  • the engagement elements 23a, 23a' and 23b, 23b' arranged on 20b and 20b are of the same design as those in FIG.
  • the brake shoes 20a and 20b are each moved in the direction of the ring gear 10 by lever elements 33a, 33b. This takes place when one of the ends of the lever arm is moved outwards in the direction of the ring gear 10 by means of an eccentric 32, which is mounted rotatably about an axis of rotation 34, thereby moving the brake shoes 20a, 20b toward the ring gear 10.
  • the provision of the brake shoes 20a and 20b for releasing the brake takes place via preloaded coil springs 37a and 37b.
  • the return of the brake shoes 20a, 20b is only possible if the eccentric element 32 is rotated in such a way that, as shown in FIG. This is illustrated in FIGS. 3D and 3E, with FIG. 3D showing the transition from brake engagement to a released brake.
  • FIG. 3E is a view of the braking device 1 in the same condition as in FIG. 3D, but now with the brake shoe 20a cut. This makes it possible to display the position of the engaging elements 23a, 23a'.
  • FIG. 3F shows a top view of the braking device 1, the view being from the side that is not shown in FIG. 3A.
  • the brake is released, whereby the engagement elements 23a, 23a'..., 23b, 23b', 23b'' do not engage in the toothing 11.
  • Figure 3G shows a perspective view of the braking device 1 in the same situation, i.e. in a situation , in which the brake shoes 20a and 20b are not in engagement with the teeth 11 of the inner ring gear 10.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a braking device 1 according to the invention.
  • FIGS. 4A and 4B show an oblique view and a top view of the braking device 1 in braking engagement.
  • Figures 4C and 4D show an oblique view and a top view of the braking device 1 with the brake released and
  • Figures 4E and 4F also show an oblique view and a Side view of braking device 1 with the brake released.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the braking device according to the invention similar to that in FIG. 3.
  • the eccentric 32 is now mounted eccentrically and can be rotated in its position between the two positions in FIGS. 4A/B and 4C/D, for example by a control device.
  • two lever arms 33a and 33b are displaced, in particular pushed outwards. Since the other end of the lever arms is rotatably but fixedly mounted, each of the lever arms 33a, 33b is pressed outwards when the eccentric 32 is in a corresponding position, namely when there is a form fit with the surface lying in the direction of the long axis 35 of the eccentric 32.
  • the brake shoes 20a and 20b which are each arranged on one of the lever arms between their bearing and the eccentric element 32, are also pushed outwards in the direction of the teeth 11 of the ring gear 10 until they engage with one another and the ring gear 10 is blocked .
  • FIG. 4E shows an oblique view of the braking device 1 according to the invention in a state in which the brake is released.
  • Figure 4F shows a side view of the ring gear 10 of the braking device 1.
  • Fig. 5 shows a detail in plan view of a sprocket 10 with a row of teeth 11 and a brake shoe 20.
  • the row of teeth 11 has regularly spaced teeth 15 on.
  • An additional sub-toothing with teeth 17 is arranged in the interdental spaces 16 , the teeth 15 protruding beyond the sub-toothing 17 .
  • the brake shoe 20 has four equally spaced engagement elements 23, 23', 23" and 23"'. Any two opposing engagement elements are equal and to the other two engagement elements designed differently.
  • Engagement elements 23 and 23'' are rollers, while engagement elements 23' and 23''' have a triangular cross-section. All engagement elements are rotatably mounted on their axis.
  • the interdental spaces 16 are designed so that interdental spaces with a rounded interspace base alternate with interspaces with a pointed interspace base.
  • the intermediate spaces 16 with a pointed intermediate space base also each have a tooth of a lower toothing 17 .
  • FIG. 6 shows a detail in a plan view of another sprocket 10 with a row of teeth 11.
  • the sprocket 10 also has sub-toothing 17 in the interdental spaces 16 between the teeth 15 of the row of teeth 11 in this embodiment.
  • FIG. 7 shows various engagement elements 23 in cross section.
  • the engaging element in Fig. 7A has a triangular cross-section like the engaging elements 23' and 23''' in Fig. 5.
  • the engaging elements in Figs. 7B, 7C and 7D have an oblong, waisted cross-section, a rectangular cross-section with rounded corners and a rectangular cross-section with a rounded end.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a braking device 1 according to the invention in sub-figures A to D. This is similar to that in FIG. 4, the representations in FIGS. 8A to 8D corresponding to those in FIGS. 4A, 4B, 4E and 4F.
  • the brake shoes 20a and 20b with their engagement elements 23a, 23a', etc. or 23b, 23b' etc. are each formed in one piece, i.e. the engagement elements 23a, 23a', etc. 23b, 23b ' etc. form rounded projections of the brake shoes 20a and 20b.
  • the eccentric in Fig. 8 is mounted between the two lever devices 33a and 33b, similar to Fig. 4, and can be brought from a brake engagement position, as shown in Figs. 8a and 8B, into a brake non-engagement position, as shown in Fig. 8C and 8D.
  • the spring 37 in FIG. 4 which connects the brake levers 33a and 33b and exerts a restoring force on the brake levers 33a and 33b in order to bring them into the disengaged position when the eccentric 32 is in a corresponding position, is not shown in FIG.

Abstract

The present invention relates to a braking device for the drive mechanism of a wheel of a wheelchair, as well as to a wheelchair comprising such a braking device and an auxiliary drive for a wheelchair comprising such a braking device. The braking device has: a gear rim (10) which can be or is fixedly connected to the wheel; and a row of teeth (11) as toothing. At least one brake shoe (20) for braking the gear rim (10) is moved towards or away from the gear rim (10) by an actuator (30). According to the invention, the brake shoe (20) is mounted so as to be freely rotatable about an axis of rotation (21). The brake shoe (20) has at least three engagement elements (23) radially projecting from its outer side facing the toothing (11).

Description

Bremsvorrichtung, Rollstuhl mit einer derartigen Bremsvorrichtung und Zusatzantrieb für einen Rollstuhl mit einer derartigen Bremsvorrichtung Braking device, wheelchair with such a braking device and auxiliary drive for a wheelchair with such a braking device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für den Antrieb eines Rades eines Rollstuhls, sowie einen Rollstuhl mit einer derartigen Bremsvorrichtung und einen Zusatzantrieb für einen Rollstuhl mit einer derartigen Bremsvorrichtung. The present invention relates to a braking device for driving a wheel of a wheelchair, as well as a wheelchair with such a braking device and an auxiliary drive for a wheelchair with such a braking device.
Unter Rollstühle sind hier wie im Folgenden herkömmliche Rollstühle als auch sogenannte Rollatoren zu verstehen, unabhängig davon ob diese eine Sitzvorrichtung aufweisen oder nicht. Here, as in the following, wheelchairs are to be understood as meaning conventional wheelchairs as well as so-called walkers, regardless of whether they have a seat device or not.
Die Erfindung bezieht sich neben Rollstühlen auch auf Zusatzausrüstungen für Rollstühle, die Teil eines Rollstuhls sind oder mit denen Rollstühle ausrüstbar oder nachrüstbar sind. Dies können jede Art von Geräten sein, die mit einem Rollstuhl kombiniert werden können, insbesondere abnehmbare/verbindbare Zusatzantriebe für Rollstühle und hierbei insbesondere elektrisch betriebene Zusatzantriebe für Rollstühle. Es können auch andere Antriebe als elektrische Antriebe verwendet werden. Die Zusatzantriebe können mit wenigstens einem Rad des Rollstuhls verbunden werden oder besitzen selbst wenigstens ein eigenes Antriebsrad. Insbesondere können nachrüstbare Zusatzantriebe ein Rad, einen elektromotorischen Antrieb und eine Bremsvorrichtung aufweisen, so dass für die Nachrüstung lediglich das bisherige Rad des Rollstuhls gegen den Zusatzantrieb ausgetauscht werden muß. Es gibt auch nachrüstbare Zusatzantriebe mit einem Rad, einem elektromotorischen Antrieb und einer Bremsvorrichtung, die zusätzlich an einem Rollstuhl angebracht werden, wobei das mit dem Zusatzantriebe montierte Rad dem Antrieb des Rollstuhls dient. In addition to wheelchairs, the invention also relates to additional equipment for wheelchairs that are part of a wheelchair or with which wheelchairs can be equipped or retrofitted. This can be any type of device that can be combined with a wheelchair, in particular detachable/connectable additional drives for wheelchairs and here in particular electrically operated additional drives for wheelchairs. Drives other than electric drives can also be used. The additional drives can be connected to at least one wheel of the wheelchair or have at least one drive wheel of their own. In particular, additional drives that can be retrofitted can have a wheel, an electric motor drive and a braking device, so that only the previous wheel of the wheelchair has to be replaced with the additional drive for the retrofit. There are also add-on drives that can be retrofitted with a wheel, an electric motor drive and a braking device that are additionally attached to a wheelchair, with the wheel mounted with the add-on drive serving to drive the wheelchair.
Im Stand der Technik zeigt die DE 10 2020 105 874 B3 eine Bremsvorrichtung für einen Rollstuhl, bei der eine schwenkbare Bremsbacke in ein Innenzahnrad eingreift, um das Zahnrad zu bremsen. Zahnrad und Bremsbacke können dabei zueinander komplementäre Rastelemente aufweisen, um den Eingriff der Bremsbacke mit dem Zahnrad zu verbessern und dadurch eine höhere Kraftübertragung zu gewährleisten. Diese Bremsbacke ist wie erwähnt schwenkbar gelagert, so dass sie um einen geringen Winkel um eine Drehachse schwenkbar ist und so bei Eingriff in das Zahnrad mit dem Zahnrad verrastet. In the prior art, DE 10 2020 105 874 B3 shows a braking device for a wheelchair in which a pivotable brake shoe engages in an internal gear in order to brake the gear. The gear wheel and the brake shoe can have mutually complementary latching elements in order to improve the engagement of the brake shoe with the gear wheel and thereby ensure greater power transmission. As mentioned, this brake shoe is pivotably mounted so that it can be pivoted through a small angle about an axis of rotation and thus latches with the gearwheel when it engages with the gearwheel.
Eine derartige Bremse lässt sich bei mittels eines Greifreifens oder eines elektrischen Motors angetriebenen Rollstühlen sowohl als Feststellbremse, als auch als Sicherheitsbremse einsetzen. Die in der DE 10 2020 105 874 B3 offenbarte Bremsvorrichtung weist jedoch eine mechanisch hoch belastete schwenkbare Lagerung der Bremsbacke auf. Beim Betätigen der Bremse kann es zu einem Verkannten der Bremsbacke mit dem Zahnkranz kommen, ohne dass dessen Zähne richtig einrasten, wenn die Spitzen der Zähne von Bremsbacke und Zahnkranz aufeinander liegen. Es kann zum Überrutschen derZähne kommen, wenn das Rad eine zu hohe Geschwindigkeit hat, so dass die Bremse unwirksam ist. Such a brake can be used both as a parking brake and as a safety brake in wheelchairs that are driven by means of a push rim or an electric motor. However, the braking device disclosed in DE 10 2020 105 874 B3 has a mechanically highly loaded pivotable mounting of the brake shoe. When the brake is actuated, the brake shoe can tilt with the sprocket without its teeth properly engaging if the tips of the teeth of the brake shoe and sprocket are on top of each other. The teeth may slip if the wheel is traveling at too high a speed, rendering the brake ineffective.
Insbesondere aufgrund der Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrads, gemessen am Eingriffspunkt (Kopffläche des Zahnrads), besteht die Gefahr, dass die Zähne überspringen und die Zahnräder nicht ineinandergreifen. Eine Abnutzung der Zähne ist die Folge und damit ein Nachlassen und gegebenenfalls Versagen der Bremswirkung. In particular, due to the peripheral speed of the gear, measured at the point of engagement (top surface of the gear), there is a risk that the teeth will skip and the gears will not mesh. Wear of the teeth is the result and thus a reduction and possibly failure of the braking effect.
Jede Bremse eines Rollstuhls muss jedoch bei einem Notfall zuverlässig und wirksam eingreifen können, beispielsweise beim Ausfall des Motors. Die Gefahr eines Ausfalls ergibt sich insbesondere bei bürstenlosen Elektromotoren, wenn diese stromlos sind, da diese nur eine geringe Selbsthemmung aufweisen. Auch in diesem Fall muss die Bremse jedoch den Rollstuhl sicher blockieren, um ein Wegrollen oder ähnliches zu verhindern, selbst wenn der Rollstuhl sich beispielsweise auf einer Rampe befindet. However, every wheelchair brake must be able to intervene reliably and effectively in the event of an emergency, such as a motor failure. The risk of failure arises in particular with brushless electric motors when they are de-energized, since they only have a low level of self-locking. In this case too, however, the brake must securely block the wheelchair in order to prevent it from rolling away or the like, even if the wheelchair is on a ramp, for example.
Die DE 35 38 535 Al offenbart eine Bremsvorrichtung mit Sperrklinken, die in ihrem Drehpunkt fest und damit nicht in Richtung des Zahnkranzes verschiebbar gelagert sind. Sie lassen sich nicht durch einen Aktuator zum Zahnkranz bewegen, sondern lediglich drehen, sodass sich zwar die Eingreifelemente der Sperrklinken zum Zahnkranz bewegen aber nicht die gesamten Sperrklinke. DE 35 38 535 A1 discloses a braking device with pawls which are fixed at their pivot point and thus cannot be displaced in the direction of the sprocket. You can not be moved by an actuator to the sprocket, but only rotate, so that although the engagement elements of the pawls move to the sprocket, but not the entire pawl.
Die DE 10 2018 129 157 Al zeigt eine Bremsanordnung, mit einem an einem Rad angeordneten Zahnkranz und zwei Zahnrädern, die auf Bremsraddrehachsen frei drehbar gelagert sind. Die Position der Bremsraddrehachsen ist sowohl im Freilauf als auch im Bremszustand relativ zum Rollstuhl festgelegt. Die Bremsraddrehachsen können nicht zum Zahnkranz bewegt werden, sondern lediglich aufeinander zu, ohne allerdings ihren Abstand zum Zahnkranz zu ändern. Gemäß dieser Druckschrift kämmen die Zahnräder zu jedem Zeitpunkt mit dem Zahnkranz in Eingriff und drehen daher gegenläufig zueinander. Eine Blockierung erfolgt dadurch, dass der Abstand zwischen den Zahnrädern verringert wird, die gegenläufigen Zahnräder miteinander in Eingriff gebracht werden und sich damit gegenseitig blockieren. Die Wirkung beruht also auf einer Relativverschieblichkeit der beiden Zahnräder zueinander. DE 10 2018 129 157 A1 shows a brake arrangement with a ring gear arranged on a wheel and two gear wheels which are freely rotatably mounted on brake wheel axes of rotation. The position of the brake wheel axis of rotation is fixed relative to the wheelchair, both in the freewheel and in the braking state. The Brake wheel axes of rotation cannot be moved towards the sprocket, only towards each other without changing their distance from the sprocket. According to this publication, the gears mesh with the ring gear at all times and therefore rotate in opposite directions to one another. Blocking occurs in that the distance between the gears is reduced, the gears running in opposite directions are engaged with one another and thus block one another. The effect is based on a relative displacement of the two gears to each other.
Die DE 298 23 028 Ul zeigt eine Bremsvorrichtung, in der ein Arretierungselement in einen Zahnkranz eingreift und diesen dadurch blockiert. DE 298 23 028 U1 shows a braking device in which a locking element engages in a sprocket and thereby blocks it.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sichere Bremsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut ist, leicht in Bremseingriff zu bringen ist und auch leicht wieder gelöst werden kann. Weitere Aufgabe ist es, dass die erfindungsgemäße zur Verfügung zu stellende Bremsvorrichtung in Rollstühlen und Zusatzausrüstungen wie Zusatzantrieben für Rollstühle eingesetzt werden kann, die einen motorischen oder händischen Antrieb aufweisen können und die mit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung auch ohne großen Aufwand versehen werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rollstuhl und eine Zusatzausrüstung wie einen Zusatzantrieb für einen Rollstuhl mit einer derartigen Bremsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem ein Rollstuhl auf einfache Weise nachgerüstet werden kann. Proceeding from this state of the art, it is therefore the object of the present invention to provide a safe braking device which is of simple construction, can be easily brought into braking engagement and can also be easily released again. A further object is that the braking device to be made available according to the invention can be used in wheelchairs and additional equipment such as additional drives for wheelchairs which can have a motor or manual drive and which can also be provided with the braking device according to the invention without great effort. Furthermore, it is the object of the present invention to provide a wheelchair and additional equipment such as an additional drive for a wheelchair with such a braking device, with which a wheelchair can be retrofitted in a simple manner.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung für ein Rad eines Rollstuhls oder einen Zusatzantrieb weist nun einen Zahnkranz auf, der mit dem anzutreibenden Rad feststehend verbindbar oder verbunden ist. Der Zahnkranz weist eine Zahnreihe als Verzahnung auf, beispielsweise einen Außenzahnkranz, einen Innenzahnkranz, ein Kronenrad oder auch eine Schrägverzahnung, beispielsweise ein Kegelrad. Auch Mischformen und weitere Formen für die Zahnreihe sind möglich, beispielsweise auch der Einsatz einer Unterverzahnung. The braking device according to the invention for a wheel of a wheelchair or an additional drive now has a ring gear which can be fixedly connected or is connected to the wheel to be driven. The ring gear has a row of teeth as teeth, for example an external ring gear, an inner ring gear, a face gear or helical gearing, for example a bevel gear. Mixed forms and other forms for the row of teeth are also possible, for example the use of a lower toothing.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung weist weiterhin mindestens eine Bremsbacke zum Bremsen und/oder Feststellen des Zahnkranzes auf. Diese Bremsbacke wird durch einen Aktuator zum Zahnkranz bewegt. Vorteilhafterweise weist die Bremsvorrichtung auch eine Rückstellvorrichtung auf, um die Bremsbacke außer Eingriff mit dem Zahnkranz zu bringen, beispielsweise eine Rückstellfeder. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass der Aktuator als passive Feder ausgebildet ist und die Rückstellvorrichtung ein aktives Element, beispielsweise eine Hebelvorrichtung, aufweist. The braking device according to the invention also has at least one brake shoe for braking and/or locking the ring gear. This brake shoe is moved to the ring gear by an actuator. Advantageously, the braking device also has a return device to the To bring the brake shoe out of engagement with the sprocket, such as a return spring. It is of course also possible for the actuator to be in the form of a passive spring and for the restoring device to have an active element, for example a lever device.
Die derartige Bremsvorrichtung ist nun erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Bremsbacke um eine Drehachse frei drehbar, vorteilhafterweise vollständig um ihre Drehachse drehbar, gelagert ist. The braking device of this type is now further developed according to the invention in that the brake shoe is mounted so that it can rotate freely about an axis of rotation, advantageously completely so that it can rotate about its axis of rotation.
Die Bremsbacke weist auf ihrer Außenseite, d. h. auf der der Verzahnung zugewandten Außenseite, radial vorstehend mindestens drei Eingriffselemente auf. Vorteilhafterweise können diese Eingriffselemente ihrerseits in der Bremsbacke feststehend oder drehbar gelagert sein, insbesondere um eine Drehachse parallel zur Drehachse der gesamten Bremsbacke. So eignen sich beispielsweise Rollen, Bolzen, Zähne, Kugeln und dergleichen als Eingriffselemente. Bei feststehenden Eingriffselementen ist es vorteilhaft, wenn diese ein Gleitmittel, beispielsweise ein Schmieröl, aufweisen oder mit einer Gleitschicht beschichtet sind. Die Bremsbacke kann daher auch als Zahnrad ausgebildet sein, bei dem die Zähne feststehende Eingriffselemente bilden und so ausgebildet sind, dass im Bremseingriff jeweils mindestens zwei der Zähne gleichzeitig mit der Verzahnung im Wirkeingriff sind. The brake shoe has on its outside, i. H. on the outside facing the toothing, radially projecting at least three engagement elements. Advantageously, these engagement elements can in turn be mounted in the brake shoe in a fixed or rotatable manner, in particular about an axis of rotation parallel to the axis of rotation of the entire brake shoe. For example, rollers, bolts, teeth, balls and the like are suitable as engaging elements. In the case of fixed engagement elements, it is advantageous if these have a lubricant, for example a lubricating oil, or are coated with a sliding layer. The brake shoe can therefore also be designed as a toothed wheel, in which the teeth form fixed engagement elements and are designed such that in the braking engagement at least two of the teeth are in active engagement with the toothing at the same time.
Es können auch Bremsbacken verschiedener Gestaltungen zugleich in derselben Bremsvorrichtung eingesetzt werden. Brake shoes of different configurations can also be used simultaneously in the same braking device.
Erfindungsgemäß ist die Bremsbacke, wie erwähnt, um eine Drehachse frei drehbar gelagert. Die Drehachse der Bremsbacke erstreckt sich dabei senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Zahnreihe und senkrecht zur kürzesten Verbindungslinie zwischen der Zahnreihe und der Bremsbacke. Mit anderen Worten erstreckt sich die Drehachse der Bremsbacke beispielsweise bei einem Stirnrad oder einem Rad mit Innenverzahnung parallel zur Drehachse des Zahnkranzes, bei einem Kronenrad als Zahnkranz in radialer Richtung des Kronenrades oder bei einem Kegelrad unter einem Winkel zur Drehachse des Kegelrades. Eine derartige drehbar gelagerte Bremsbacke mit entsprechend vorgesehenen Eingriffselementen, ermöglicht es, dass die Eingriffselemente, wenn die Bremsbacke für einen Bremseingriff zum Zahnkranz bewegt wird, in die Zahnung des Zahnkranzes eingreifen. Dadurch, dass mindestens drei Eingriffselemente vorgesehen sind, greifen immer zwei Zähne gleichzeitig in den Zahnkranz ein. Bei einem derartigen Eingriff von mindestens zwei Zähnen gleichzeitig in die Verzahnung des Zahnkranzes, wird trotz der drehbaren Lagerung der Bremsbacke der Zahnkranz in seiner Bewegung relativ zur Bremsbacke blockiert. According to the invention, as mentioned, the brake shoe is mounted so that it can rotate freely about an axis of rotation. The axis of rotation of the brake shoe extends perpendicular to the direction of extension of the row of teeth and perpendicular to the shortest connecting line between the row of teeth and the brake shoe. In other words, the axis of rotation of the brake shoe extends parallel to the axis of rotation of the ring gear in the case of a spur gear or a wheel with internal teeth, in the radial direction of the crown wheel in the case of a crown wheel or in the case of a bevel gear at an angle to the axis of rotation of the bevel wheel. Such a rotatably mounted brake shoe with correspondingly provided engagement elements makes it possible for the engagement elements, when the brake shoe is moved to the ring gear for braking engagement, to engage in the toothing of the gear ring engage. Due to the fact that at least three engagement elements are provided, two teeth always engage in the ring gear at the same time. With such an engagement of at least two teeth simultaneously in the toothing of the ring gear, the movement of the ring gear relative to the brake shoe is blocked despite the rotatable mounting of the brake shoe.
Vorteilhaft ist es, wenn die Eingriffselemente ihrerseits Rollen sind, die drehbar in der Bremsbacke gelagert sind, wobei die Drehachse jeder Rolle parallel zur Drehachse der Bremsbacke sich erstreckt. Der Durchmesser der Rollen ist dabei nicht beschränkt und kann größer, gleich oder auch kleiner als die Teilung der Verzahnung oder als die Zahnlückenbreite sein. It is advantageous if the engagement elements are rollers which are rotatably mounted in the brake shoe, the axis of rotation of each roller extending parallel to the axis of rotation of the brake shoe. The diameter of the rollers is not limited and can be larger, equal to or smaller than the pitch of the teeth or the width of the tooth space.
Besonders eignen sich um ihre Drehachse rotationssymetrische Eingriffselemente in ansonsten beliebiger Form. Particularly suitable are engagement elements which are rotationally symmetrical about their axis of rotation and otherwise have any shape.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mindestens drei Eingriffselemente, insbesondere vier oder mehr Eingriffselemente vorgesehen sind. In diesem Falle tauchen bei jeder Stellung der Bremsbacke beim Bremseingriff mindestens zwei Eingriffselemente in die Verzahnung des Zahnkranzes ein, um diesen in seiner Bewegung zu blockieren. Wird die Bremsbacke gelöst, so wird z.B. bei Anliegen einer Tangentialkraft an der Verzahnung eines der Eingriffselemente in Richtung der Verzahnung gedrückt und zugleich damit das andere, bisher im Eingriff befindliche Eingriffselement außer Eingriff gebracht. Anschließend kann die Bremsbacke kräftefrei von dem Zahnkranz gelöst werden. Entscheidend bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ist daher der Vorteil, dass die Bremsvorrichtung auch bei einer einwirkenden Tangentialkraft, beispielsweise einer Drehkraft auf den Zahnkranz, mit geringer Kraft gelöst werden kann. Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung reduziert die Selbsthemmung der ineinandergreifenden Verzahnung des Zahnkranzes und der Eingriffselemente. Furthermore, it is advantageous if at least three engagement elements, in particular four or more engagement elements, are provided. In this case, in every position of the brake shoe during braking engagement, at least two engagement elements dip into the toothing of the ring gear in order to block its movement. If the brake shoe is released, e.g. when a tangential force is applied to the teeth, one of the engagement elements is pressed in the direction of the teeth and at the same time the other engagement element that was previously engaged is disengaged. The brake shoe can then be released from the ring gear without any force. What is decisive in the present braking device according to the invention is therefore the advantage that the braking device can be released with little force even when a tangential force acts, for example a rotary force on the ring gear. The braking device according to the invention reduces the self-locking of the meshing teeth of the ring gear and the engagement elements.
Vorteilhafterweise können die Eingriffselemente so ausgebildet sein, dass sie mit der Verzahnung des Zahnkranzes eine punktförmige Berührungsstelle, eine Berührungslinie oder eine Berührungsfläche ausbilden. Sie können weiterhin sämtlich gleich ausgebildet sein, insbesondere einen gleichen Durchmesser aufweisen und/oder auch jeweils zueinander äquidistant angeordnet sein. Advantageously, the engagement elements can be designed in such a way that they form a punctiform contact point, a contact line or a contact surface with the toothing of the ring gear. Furthermore, they can all be of the same design, in particular have the same diameter and/or also be arranged equidistantly from one another.
Um die Bremsbacke in Bremseingriff mit dem Zahnkranz oder außer Eingriff mit dem Zahnkranz zu bringen, kann ein Aktuator vorgesehen sein, der vorteilhafterweise einen Schalter aufweist, um zwischen einem Zustand mit gelüfteter Bremse und einem Zustand mit Bremseingriff zu schalten. Hierzu eigenen sich insbesondere hydraulische, pneumatische, mechanische oder elektrische Schalter. Diese Schalter können weiterhin mittels eines mechanischen Eingriffs, beispielsweise einer Hebelanordnung, oder auch mittels einer elektromechanischen Steuervorrichtung, insbesondere einem Joystick, geschaltet werden. To keep the brake shoe in or out of engagement with the sprocket To bring the ring gear, an actuator can be provided, which advantageously has a switch to switch between a state with the brake released and a state with brake intervention. Hydraulic, pneumatic, mechanical or electrical switches are particularly suitable for this purpose. These switches can also be switched by means of a mechanical intervention, for example a lever arrangement, or also by means of an electromechanical control device, in particular a joystick.
Als Aktuator haben sich insbesondere ein drehbar gelagertes Exzenterelement und ein daran formschlüssig angeordnetes Hebelelement erwiesen. Das Hebelelement wird dabei in einer Stellung des Exzenterelementes (z.B. bei Kontakt des Hebelelementes mit der in Richtung der langen Achse des Exzenterelementes liegenden Oberfläche des Exzenterelementes) durch das Exzenterelement derart betätigt, dass die Bremsbacke zur Verzahnung des Zahnkranzes derart bewegt wird, dass mindestens zwei der Eingriffselemente in die Verzahnung eingreifen. In der anderen Stellung des Exzenterelementes (z.B. bei Kontakt des Hebelelementes mit der in Richtung der kurzen Achse des Exzenterelementes liegenden Oberfläche des Exzenterelementes) ermöglicht es das Exzenterelement und ggfls. ein optional vorhandenes Rückholelement, das Hebelelement so zu betätigen, dass die Bremsbacke von der Verzahnung des Zahnkranzes weg bewegbar bzw. ausgerückt wird oder ist. Der Bremseingriff ist dabei bereits gelöst, wenn höchstens eines der Eingriffselemente der Bremsbacke in die Verzahnung des Zahnkranzes eingreift. Da die Bremsbacke drehbar gelagert ist und ggf. zusätzlich auch die Eingriffselemente drehbar gelagert sind, kann sich der Zahnkranz nahezu kraftfrei trotz Eingriff eines der Eingriffselemente in seine Verzahnung drehen. In particular, a rotatably mounted eccentric element and a lever element arranged thereon in a form-fitting manner have proven to be the actuator. The lever element is actuated by the eccentric element in one position of the eccentric element (e.g. when the lever element comes into contact with the surface of the eccentric element lying in the direction of the long axis of the eccentric element) in such a way that the brake shoe is moved for the toothing of the ring gear in such a way that at least two of the Engagement elements engage in the teeth. In the other position of the eccentric element (e.g. when the lever element comes into contact with the surface of the eccentric element lying in the direction of the short axis of the eccentric element), the eccentric element and possibly an optionally available restoring element to actuate the lever element in such a way that the brake shoe can be moved or disengaged away from the toothing of the ring gear. The braking intervention is already released when at most one of the engagement elements of the brake shoe engages in the toothing of the ring gear. Since the brake shoe is rotatably mounted and, if necessary, the engagement elements are also rotatably mounted, the ring gear can rotate in its toothing with almost no force despite the engagement of one of the engagement elements.
Das Exzenterelement muß nicht achszentral zu dem Zahnkranz gelagert oder angeordnet sein sondern kann auch seitlich zur Drehachse des Zahnkranzes cider auch außerhalb des Zahnkranzes angeordnet sein. The eccentric element does not have to be mounted or arranged axially central to the ring gear, but can also be arranged laterally to the axis of rotation of the ring gear or outside of the ring gear.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin einen Rollstuhl zur Verfügung, wobei der Rollstuhl, mindestens ein Rad, üblicherweise zwei, drei oder vier Räder, aufweist. Weiterhin weist der Rollstuhl eine Bremsvorrichtung auf, mit der mindestens eines der Räder, insbesondere über den Zahnkranz starr mit der Bremsvorrichtung gekoppelt ist. Auf diese Weise kann durch Eingriff der Bremsvor- richtung in den Zahnkranz das Rad gebremst werden, beispielsweise als Notfallbremse oder als Feststellbremse. The present invention further provides a wheelchair, the wheelchair having at least one wheel, typically two, three or four wheels. Furthermore, the wheelchair has a braking device with which at least one of the wheels is rigidly coupled to the braking device, in particular via the sprocket. In this way, by intervention of the braking The wheel can be braked in the direction of the sprocket, for example as an emergency brake or as a parking brake.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Zusatzausrüstung, insbesondere einen Zusatzantrieb, für Rollstühle zur Verfügung die wenigstens mit einem Rad des Rollstuhls verbunden werden kann, oder die ein eigenes Antriebsrad mit Bremseinrichtung besitzt und die mit dem Rollstuhl verbindbar oder verbunden ist. The present invention also provides additional equipment, in particular an additional drive, for wheelchairs which can be connected to at least one wheel of the wheelchair or which has its own drive wheel with braking device and which can be connected or is connected to the wheelchair.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es insbesondere, dass die Bremsvorrichtung oder die Zusatzausrüstung eigenständig in eine Vielzahl von Rollstühlen unterschiedlicher Konfiguration eingebaut werden kann. Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung selbst ist so ausgestaltet, dass sie unabhängig vom Vorhandensein eines motorischen Antriebs ist und daher auch bei einem nicht motorisch angetriebenen Rollstuhl nachträglich ein Antrieb eingebaut werden kann, beispielsweise ein Radnabenantrieb. Unabhängig davon, ob ein motorischer Antrieb eingebaut ist oder nicht, kann die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung ihre Aufgabe erfüllen. Dies ist auch völlig unabhängig davon möglich, ob der Rollstuhl eine zusätzliche Steuerung für die Bremsvorrichtung und/oder für den motorischen Antrieb aufweist oder nicht. In particular, the present invention makes it possible for the braking device or the additional equipment to be installed independently in a large number of wheelchairs of different configurations. The braking device according to the invention itself is designed in such a way that it is independent of the presence of a motor drive and therefore a drive, for example a wheel hub drive, can also be retrofitted to a non-motor-driven wheelchair. Regardless of whether a motor drive is installed or not, the braking device according to the invention can fulfill its task. This is also possible completely independently of whether or not the wheelchair has an additional control for the braking device and/or for the motor drive.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung ermöglicht es also, beispielsweise einen Rollstuhl mit Greifreifenantrieb mit einem elektromotorischen Antrieb als Zusatzantrieb nachzurüsten, ohne dass die Bremsvorrichtung modifiziert werden muß. Insbesondere ist es möglich, eines der vorhandenen Räder eines Rollstuhls gegen den Zusatzantrieb auszutauschen. Damit ist eine hohe Modularität, beispielsweise für die Nachrüstung mit elektromotorischen Antrieben gegeben. Dies verringert weiterhin die Lagerhaltungskosten und auch den Aufwand bei der Produktpflege, Dokumentation, Montage und dergleichen. Durch dieses Plattformkonzept wird insbesondere die Zahl der Teile in der Logistik stark verringert und dadurch andererseits auch die Stückzahl für die verbleibenden erforderlichen Teile erhöht. Es verringert sich weiterhin Aufwand und Durchlaufzeit einer Bestellung des Rollstuhls, beispielsweise eines Rollstuhls. Denn dieser ist bereits modular geplant und kann unmittelbar bei Auslieferung oder auch später noch mit einem Antrieb einfach aufgerüstet werden, ohne den Rollstuhl komplett auszutauschen. Auch das Ersatzteilmanagement und der Schulungsaufwand für Servicepersonal, die Lagerhaltungskosten und die Reparaturkosten aufgrund geringerer Produktkomplexität können gesenkt werden. Insbesondere ist es also möglich, dass der Rollstuhl den sich ändernden Anforderungen und Bedürfnissen eines Nutzers leicht angepasst werden kann, beispielsweise ein vorhandener Greifreifenantrieb durch einen elektromotorischen Antrieb ergänzt oder ersetzt oder auch mittels einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise einem Joystick, aufgerüstet werden kann. The braking device according to the invention thus makes it possible, for example, to retrofit a wheelchair with push rim drive with an electric motor drive as an additional drive, without the braking device having to be modified. In particular, it is possible to exchange one of the existing wheels of a wheelchair for the additional drive. This ensures a high level of modularity, for example for retrofitting with electric motor drives. This further reduces storage costs and also the effort involved in product maintenance, documentation, assembly and the like. In particular, this platform concept greatly reduces the number of parts in logistics and, on the other hand, also increases the number of pieces for the remaining parts required. It also reduces the effort and throughput time for ordering the wheelchair, for example a wheelchair. Because this is already modularly planned and can be easily upgraded with a drive immediately upon delivery or later without having to completely replace the wheelchair. Also the spare parts management and the training costs for service personnel, the storage costs and the Repair costs due to lower product complexity can be reduced. In particular, it is therefore possible for the wheelchair to be easily adapted to the changing requirements and needs of a user, for example an existing push rim drive can be supplemented or replaced by an electric motor drive or can also be upgraded using a control device such as a joystick.
Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Bremsvorrichtungen und Rollstühle gegeben. Dabei beschreiben gleiche und ähnliche Bezugszeichen gleiche und ähnliche Elemente, so dass deren Beschreibung nicht bei jeder der Figuren wiederholt wird. In den nachfolgenden Beispielen ist jeweils eine Vielzahl von Merkmalen, auch optionalen Merkmalen, gemeinsam verwirklicht. Es ist jedoch für den Fachmann ohne weiteres möglich, einzelne dieser optionalen Merkmale unabhängig von den anderen optionalen Merkmalen oder auch in Kombination mit anderen einzelnen oder mehreren optionalen Merkmalen aus anderen Beispielen zu verwirklichen. Some examples of braking devices and wheelchairs according to the invention are given below. The same and similar reference symbols describe the same and similar elements, so that their description is not repeated in each of the figures. In the following examples, a large number of features, including optional features, are implemented together. However, it is easily possible for a person skilled in the art to implement individual of these optional features independently of the other optional features or also in combination with other individual or multiple optional features from other examples.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Rollstuhl, 1 a wheelchair,
Figuren 2 bis 4 erfindungsgemäße Bremsvorrichtungen und Teile erfindungsgemäßer Rollstühle, und Figures 2 to 4 braking devices according to the invention and parts of wheelchairs according to the invention, and
Figuren 5 bis 8 Verzahnungen und Eingriffselemente gemäß der vorliegenden Erfindung. Figures 5 to 8 toothings and engagement elements according to the present invention.
Figur 1 einen Rollstuhl 5. Der Rollstuhl 5 weist zwei Räder 2a, 2b auf, die um eine Drehachse (In Fig. 1 ist nur die Drehachse 3b des Rades 2b zu sehen) drehbar gelagert sind. An den Rädern 2a und 2b ist jeweils ein elektromotorischer bürstenloser Nabenmotor 7a bzw. 7b angeordnet. In mindestens einen der Nabenmotoren ist eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung integriert. Weiterhin weist der Rollstuhl 5 einen Joystick 8 als Steuerung für den/die Naben- motor/en und die Bremsvorrichtung auf. 1 shows a wheelchair 5. The wheelchair 5 has two wheels 2a, 2b which are mounted so as to be rotatable about an axis of rotation (only the axis of rotation 3b of the wheel 2b can be seen in FIG. 1). An electromotive brushless hub motor 7a or 7b is arranged on each of the wheels 2a and 2b. A braking device according to the invention is integrated in at least one of the hub motors. Furthermore, the wheelchair 5 has a joystick 8 as a control for the hub motor(s) and the braking device.
Figur 2 zeigt in den Teilfiguren A und B eine Bremsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in Aufsicht als Explosionsdarstellung in Teilfigur A und in Aufsicht und im Ausschnitt in Teilfigur B. Figur 2A zeigt die Bremsvorrichtung I in Form einer Explosionsdarstellung, Figur 2B zeigt einen Ausschnitt aus der Bremsvorrichtung 1, bei dem die Bremsbacke 20 im Bremseingriff mit der Verzahnung 11 ist. In sub-figures A and B, FIG. 2 shows a braking device 1 according to the present invention in a top view as an exploded view in sub-figure A and in a top view and in detail in sub-figure B. FIG. 2A shows the braking device I in the form of an exploded view, FIG.
Die Bremsvorrichtung 1 kann dazu dienen, ein Rad zu bremsen. In Fig. 2A weist die Bremsvorrichtung ein Gehäuse 4 auf, das zugleich auch als Radreifen 2 mit Drehachse 3 dienen könnte. Eine solche Ausgestaltung ist mit dem Bezugszeichen 2 in Fig. 2A angedeutet. Üblicherweise ist das Rad 2 jedoch von dem Gehäuse der Bremsvorrichtung 1 getrennt. The braking device 1 can be used to brake a wheel. In FIG. 2A, the braking device has a housing 4, which could also serve as a wheel tire 2 with an axis of rotation 3 at the same time. Such an embodiment is indicated by reference number 2 in FIG. 2A. However, the wheel 2 is usually separate from the housing of the braking device 1 .
Die Bremsvorrichtung 1 weist einen Zahnkranz 10 auf, der starr mit dem zu bremsenden Rad gekoppelt werden kann oder mit diesem gekoppelt ist. Die Bremsvorrichtung ist also dazu geeignet, eine Drehung des Zahnkranzes 10 um seine Drehachse 14 (die der Drehachse 3 eines Rades 2 entsprechen kann aber nicht gleich sein muss) zu bremsen. Der Zahnkranz 10 weist eine Zahnreihe 11 als Außenverzahnung (Stirnzahnrad) auf, wobei die Verzahnung der ZahnreiheThe braking device 1 has a sprocket 10 which can be rigidly coupled to the wheel to be braked or is coupled to it. The braking device is therefore suitable for braking a rotation of the ring gear 10 about its axis of rotation 14 (which can correspond to the axis of rotation 3 of a wheel 2 but does not have to be the same). The ring gear 10 has a row of teeth 11 as external teeth (spur gear), the teeth of the row of teeth
II sich in eine Richtung 12 erstreckt. Weiterhin weist die Bremsvorrichtung 1 eine Bremsbacke 20 auf, die mittels eines Aktuators 30 in Richtung der Verzahnung 11 bewegt oder von dieser entfernt werden kann. Die Bremsbacke 20 ist auf einer Drehachse 21 um 360° drehbar gelagert und weist 4 Eingriffselemente 23, 23', 23" und 23"'. An der Bremsbacke 2 sind diese vier Eingriffselemente 23, 23', 23", 23'" äquidistant zu einander gelagert und ragen in Richtung der Drehebene des Zahnkranzes 10 aus der Bremsbacke 20 hervor. Die Bremsbacke 20 wird mittels einer drehbar gelagerten Scheibe 32 und einem Hebelelement 33 als Teile des Aktuators 30 in Richtung des Zahnkranzes 10 bewegt oder aus diesem ausgerückt. II extends in a direction 12. Furthermore, the braking device 1 has a brake shoe 20 which can be moved in the direction of the toothing 11 or removed from it by means of an actuator 30 . The brake shoe 20 is rotatably mounted on an axis of rotation 21 through 360° and has 4 engagement elements 23, 23', 23" and 23"'. These four engagement elements 23, 23′, 23″, 23″″ are mounted equidistantly from one another on the brake shoe 2 and protrude from the brake shoe 20 in the direction of the plane of rotation of the ring gear 10 . The brake shoe 20 is moved in the direction of the ring gear 10 or disengaged from it by means of a rotatably mounted disc 32 and a lever element 33 as parts of the actuator 30 .
Bei dem in Figur 2B dargestellten Eingriff von zwei Eingriffselementen 23 und 23'" in die Verzahnung 11, derart, dass beide Eingriffselemente 23a und 23'" in einem linienförmigen Kontakt mit den Zähnen der Verzahnung 11 stehen, wird der Zahnkranz 10 gebremst bzw. festgelegt, d. h. der Zahnkranz 10 kann sich nicht mehr um seine Achse 14 drehen. Damit wird die Funktion einer Feststellbremse realisiert, die auch als Sicherheitsbremse ausgestaltet werden kann. When two engagement elements 23 and 23'' engage in toothing 11, as shown in FIG , i.e. H. the ring gear 10 can no longer rotate about its axis 14. This implements the function of a parking brake, which can also be designed as a safety brake.
Zum Lösen der Bremse bzw. der Bremsvorrichtung 1 wird über die Hebelvorrichtung 33 die Bremsbacke 20 aus dem Zahnkranz ausgerückt. Sobald lediglich ein einzelnes Eingriffselement noch in die Verzahnung 11 des Zahnkranzes 10 eingreift, ist die Bremse gelöst und kann sich der Zahnkranz 10 drehen. Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Bremsbacke mit den Eingriffselementen 23 bis 23"' wird - wenn Tangentialkräfte am Zahnkranz 10 angreifen - bei Lösen der Bremse eines der Eingriffselemente in Richtung des Zahnkranzes 10 gedrückt. Dadurch wird jedoch das andere Eingriffselement von dem Zahnkranz 10 weg bewegt und löst sich vom Zahnkranz. Bei der weiteren Bewegung des Zahnkranzes kann dann auch ohne großen Kraftaufwand das im Eingriff mit dem Zahnkranz 10 verbliebene Eingriffselement ausgerückt werden. D.h. die Bremse kann auch dann leicht gelöst werden, wenn Tangentialkräfte an dem Zahnkranz bzw. der Bremsbacke 20 anliegen. Dadurch wird ein Verrasten von Bremsbacke 20 mit dem Zahnkranz 10 verhindert und es ist möglich, die Bremsbacke 20 leicht zu lösen. To release the brake or the braking device 1, the brake shoe 20 is disengaged from the ring gear via the lever device 33. As soon as only a single engagement element still engages in the teeth 11 of the ring gear 10, the brake is released and the ring gear 10 can rotate. Due to the special design of the brake shoe with the engagement elements 23 to 23''' - when tangential forces act on the ring gear 10 - when the brake is released one of the engagement elements is pressed in the direction of the ring gear 10. This, however, moves the other engagement element away from the ring gear 10 and With the further movement of the toothed ring, the engagement element remaining in engagement with the toothed ring 10 can then be disengaged without much effort, ie the brake can also be easily released when tangential forces are applied to the toothed ring or the brake shoe 20 This prevents the brake shoe 20 from being engaged with the ring gear 10, and it is possible to easily detach the brake shoe 20.
Aufgrund der einfachen und für sich abgeschlossenen Ausgestaltung der Bremsvorrichtung 1 ist diese bei Rollstühlen mit oder ohne elektromotorischem Antrieb, bei denen die Nachrüstung mit einzelnen Bauteilen, z.B. einem elektromotorischen Antrieb leicht möglich sein soll. Denn , beispielsweise im Falle von Rollstühlen, wird der Zahnkranz 10 und das ihn einschließende Gehäuse 4 starr mit einem der Räder des Rollstuhls gekoppelt und eine Steuervorrichtung, beispielsweise ein mechanischer Hebel oder auch eine elektromotorische Steuerung, insbesondere mittels eines Joysticks, angeordnet, um den Hebel 33 zu bewegen. Due to the simple and self-contained design of the braking device 1, this can be used in wheelchairs with or without an electric motor drive, where retrofitting with individual components, e.g. an electric motor drive, should be easily possible. Because, for example in the case of wheelchairs, the ring gear 10 and the housing 4 enclosing it are rigidly coupled to one of the wheels of the wheelchair and a control device, for example a mechanical lever or an electromotive control, in particular by means of a joystick, is arranged around the lever 33 to move.
Die Ausrüstung des Rollstuhls mit der Bremsvorrichtung 1 ist dabei völlig unabhängig davon, ob der Rollstuhl bereits einen elektromotorischen Antrieb aufweist oder per Greifreifen manuell angetrieben wird. Auch die Nachrüstung eines elektromotorischen Antriebs ist daher problemlos ohne Einschränkungen durch die vorhandene Bremsvorrichtung 1 möglich. The equipment of the wheelchair with the braking device 1 is completely independent of whether the wheelchair already has an electric motor drive or is driven manually by push rims. Retrofitting an electric motor drive is therefore also possible without any problems due to the existing braking device 1 .
Figur 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 1. Fig. 3A zeigt eine Aufsicht auf die Bremsvorrichtung 1 im Bremseingriff und Fig. 3B dieselbe Situation mit angeschnittener Bremsbacke 20a. Figur 3C zeigt eine perspektivische Ansicht der Bremsvorrichtung 1 in derselben Situation, d.h. in einer Situation, bei der die Bremsbacken 20a und 20b im Eingriff mit der Verzahnung 11 des Innenzahnkranzes 10 sind. Diese Bremsvorrichtung 1 weist nun einen Zahnkranz 10 mit einer Innenverzahnung 11 auf. Die Bremsbacken, von denen hier auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse 14 des Zahnkranzes 10 zwei Bremsbacken 20a und 20b angeordnet sind, sind ansonsten in gleicher Weise ausgestaltet wie die Bremsbacke in Figur 2. Die jeweils auf der Bremsbacke 20a bzw. 20b als Teil der Bremsbacken 20a bzw. 20b angeordneten Eingriffselemente 23a, 23a' bzw. 23b, 23b' sind gleich ausgebildet wie diejenigen in Figur 2, greifen nunmehr jedoch von der Innenseite des Zahnkranzes 10 her in die Verzahnung 11 ein. FIG. 3 shows a further braking device 1 according to the invention. FIG. 3A shows a top view of the braking device 1 when the brake is engaged and FIG. 3B shows the same situation with a cut brake shoe 20a. FIG. 3C shows a perspective view of the braking device 1 in the same situation, ie in a situation in which the brake shoes 20a and 20b are in engagement with the teeth 11 of the inner ring gear 10. FIG. This braking device 1 now has a ring gear 10 with internal teeth 11 . The brake shoes, of which two brake shoes 20a and 20b are arranged here on opposite sides of the axis of rotation 14 of the ring gear 10, are otherwise designed in the same way as the brake shoe in Figure 2 The engagement elements 23a, 23a' and 23b, 23b' arranged on 20b and 20b are of the same design as those in FIG.
Die Bremsbacken 20a und 20b werden jeweils durch Hebelelemente 33a, 33b in Richtung des Zahnkranzes 10 bewegt. Dies erfolgt dann, wenn eines der Enden des Hebelarmes mittels eines Exzenters 32, der um eine Drehachse 34 drehbar gelagert ist, nach außen in Richtung des Zahnkranzes 10 bewegt wird und dabei die Bremsbacken 20a, 20b zum Zahnkranz 10 hin bewegt. Die Rückstellung der Bremsbacken 20a und 20b zum Lösen der Bremse erfolgt über vorgespannte Spiralfedern 37a bzw. 37b. Die Rückstellung der Bremsbacken 20a, 20b ist jedoch nur möglich, wenn das Exzenterelement 32 so gedreht wird, dass, wie in Figur 3D dargestellt, der Hebelarm 33a bzw. 33b sich nach innen in Richtung der Drehachse 34 bewegen kann. Dies ist in Figuren 3D und 3E dargestellt, wobei Figur 3D den Übergang von dem Bremseingriff zu einer gelösten Bremse darstellt. Figur 3E ist eine Ansicht der Bremsvorrichtung 1 im gleichen Zustand wie in Figur 3D, nunmehr jedoch mit angeschnittener Bremsbacke 20a. Dies ermöglicht es, die Position der Eingriffselemente 23a, 23a' darzustellen. The brake shoes 20a and 20b are each moved in the direction of the ring gear 10 by lever elements 33a, 33b. This takes place when one of the ends of the lever arm is moved outwards in the direction of the ring gear 10 by means of an eccentric 32, which is mounted rotatably about an axis of rotation 34, thereby moving the brake shoes 20a, 20b toward the ring gear 10. The provision of the brake shoes 20a and 20b for releasing the brake takes place via preloaded coil springs 37a and 37b. However, the return of the brake shoes 20a, 20b is only possible if the eccentric element 32 is rotated in such a way that, as shown in FIG. This is illustrated in FIGS. 3D and 3E, with FIG. 3D showing the transition from brake engagement to a released brake. FIG. 3E is a view of the braking device 1 in the same condition as in FIG. 3D, but now with the brake shoe 20a cut. This makes it possible to display the position of the engaging elements 23a, 23a'.
Figur 3F zeigt eine Aufsicht auf die Bremsvorrichtung 1, wobei die Ansicht von derjenigen Seite erfolgt, die in Figur 3A nicht dargestellt ist. In Figur 3F ist die Bremse gelöst, wobei die Eingriffselemente 23a, 23a'... ,23b, 23b', 23b" nicht in die Verzahnung 11 eingreifen. Figur 3G zeigt eine perspektivische Ansicht der Bremsvorrichtung 1 in derselben Situation, d.h. in einer Situation, bei der die Bremsbacken 20a und 20b nicht im Eingriff mit der Verzahnung 11 des Innenzahnkranzes 10 sind. FIG. 3F shows a top view of the braking device 1, the view being from the side that is not shown in FIG. 3A. In figure 3F the brake is released, whereby the engagement elements 23a, 23a'..., 23b, 23b', 23b'' do not engage in the toothing 11. Figure 3G shows a perspective view of the braking device 1 in the same situation, i.e. in a situation , in which the brake shoes 20a and 20b are not in engagement with the teeth 11 of the inner ring gear 10.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 1. Figuren 4A und 4B zeigen eine Schrägansicht und eine Aufsicht auf die Bremsvorrichtung 1 im Bremseingriff. Figuren 4C und 4D zeigen eine Schrägansicht und eine Aufsicht auf die Bremsvorrichtung 1 bei gelöster Bremse und Figuren 4E und 4F zeigen ebenfalls eine Schrägansicht sowie eine Aufsicht von der Seite auf die Bremsvorrichtung 1 bei gelöster Bremse. FIG. 4 shows a further embodiment of a braking device 1 according to the invention. FIGS. 4A and 4B show an oblique view and a top view of the braking device 1 in braking engagement. Figures 4C and 4D show an oblique view and a top view of the braking device 1 with the brake released and Figures 4E and 4F also show an oblique view and a Side view of braking device 1 with the brake released.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ähnlich derjenigen in Figur 3. Im Unterschied zu Figur 3 sind nun die Bremsbacken 20a, 20b mit den Eingriffselementen 23a, 23a', 23a", 23a'" sowie 23b, 23b', 23b", 23b'" nicht mehr mit einem mittig gelagerten Exzenter 32 gekoppelt. Vielmehr ist der Exzenter 32 nun außermittig gelagert und kann beispielsweise durch eine Steuervorrichtung in seiner Position zwischen den beiden Positionen in Figur 4A/B und 4C/D gedreht werden. Dabei werden jeweils zwei Hebelarme 33a und 33b verschoben, insbesondere nach außen gerückt. Da das andere Ende der Hebelarme drehbar aber fixiert gelagert ist, wird jeder der Hebelarme 33a, 33b bei einer entsprechenden Stellung des Exzenters 32, nämlich bei Formschluß mit der in Richtung der langen Achse 35 des Exzenters 32 liegenden Oberfläche, nach außen gedrückt. Dadurch werden die Bremsbacken 20a und 20b, die jeweils auf einem der Hebelarme zwischen deren Lagerung und dem Exzenterelement 32 angeordnet sind, ebenfalls nach außen in Richtung der Verzahnung 11 des Zahnkranzes 10 gerückt, bis diese miteinander im Eingriff sind und so der Zahnkranz 10 blockiert wird. FIG. 4 shows an embodiment of the braking device according to the invention similar to that in FIG. 3. In contrast to FIG '" no longer coupled with a centrally mounted eccentric 32. Rather, the eccentric 32 is now mounted eccentrically and can be rotated in its position between the two positions in FIGS. 4A/B and 4C/D, for example by a control device. In this case, two lever arms 33a and 33b are displaced, in particular pushed outwards. Since the other end of the lever arms is rotatably but fixedly mounted, each of the lever arms 33a, 33b is pressed outwards when the eccentric 32 is in a corresponding position, namely when there is a form fit with the surface lying in the direction of the long axis 35 of the eccentric 32. As a result, the brake shoes 20a and 20b, which are each arranged on one of the lever arms between their bearing and the eccentric element 32, are also pushed outwards in the direction of the teeth 11 of the ring gear 10 until they engage with one another and the ring gear 10 is blocked .
Steht das Exzenterelement 32, so wie in den Figuren 4C und 4D dargestellt, mit seiner großen Exzenterachse 35 senkrecht zu den Hebelelementen 33a, 33b und berühren diese lediglich die Oberflächen des Exzenters 32 um die kurze Exzenterachse 36, so werden die Hebelelemente 33a, 33b durch eine Rückholfeder 37 weg von dem Zahnkranz 10 gezogen, so dass auch die Bremsbacken 20a, 20b außer Eingriff mit der Verzahnung 11 des Zahnkranzes 10 geraten. If the eccentric element 32, as shown in FIGS. 4C and 4D, is perpendicular to the lever elements 33a, 33b with its large eccentric axis 35 and these merely touch the surfaces of the eccentric 32 around the short eccentric axis 36, the lever elements 33a, 33b are pushed through a return spring 37 is pulled away from the ring gear 10, so that the brake shoes 20a, 20b are disengaged from the teeth 11 of the ring gear 10.
Figur 4E zeigt eine Schrägansicht auf die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 1 in einem Zustand, in dem die Bremse gelüftet ist. Figur 4F zeigt eine Aufsicht seitlich auf den Zahnkranz 10 der Bremsvorrichtung 1. FIG. 4E shows an oblique view of the braking device 1 according to the invention in a state in which the brake is released. Figure 4F shows a side view of the ring gear 10 of the braking device 1.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt in Aufsicht eines Zahnkranzes 10 mit Zahnreihe 11 und eine Bremsbacke 20. Die Zahnreihe 11 weist regelmäßig beabstandete Zähne 15 auf. In den Zahnzwischenräumen 16 ist eine zusätzliche Unterverzahnung mit Zähnen 17 angeordnet, wobei die Zähne 15 die Unterverzahnung 17 überragen. Die Bremsbacke 20 weist vier zueinander gleich beabstandete Eingriffselemente 23, 23', 23" und 23"' auf. Je zwei einander gegenüberliegende Eingriffselemente sind gleich und zu den anderen beiden Eingriffselementen verschieden ausgestaltet. Eingriffselemente 23 und 23" sind Rollen während Eingriffselemente 23'und 23"' einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Alle Eingriffselemente sind in ihrer Achse drehbar gelagert. Komplementär zu der Außenform der Eingriffselemente 23, 23', 23" und 23'" sind die Zahnzwischenräume 16 ausgestaltet, so dass sich Zwischenräume mit gerundetem Zwischenraumboden mit Zwischenräumen mit spitzem Zwischenraumboden abwechseln. Die Zwischenräume 16 mit spitzem Zwischenraumboden weisen zusätzlich noch je einen Zahn einer Unterverzahnung 17 auf. Fig. 5 shows a detail in plan view of a sprocket 10 with a row of teeth 11 and a brake shoe 20. The row of teeth 11 has regularly spaced teeth 15 on. An additional sub-toothing with teeth 17 is arranged in the interdental spaces 16 , the teeth 15 protruding beyond the sub-toothing 17 . The brake shoe 20 has four equally spaced engagement elements 23, 23', 23" and 23"'. Any two opposing engagement elements are equal and to the other two engagement elements designed differently. Engagement elements 23 and 23'' are rollers, while engagement elements 23' and 23''' have a triangular cross-section. All engagement elements are rotatably mounted on their axis. Complementary to the outer shape of the engagement elements 23, 23′, 23″ and 23″″, the interdental spaces 16 are designed so that interdental spaces with a rounded interspace base alternate with interspaces with a pointed interspace base. The intermediate spaces 16 with a pointed intermediate space base also each have a tooth of a lower toothing 17 .
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt in Aufsicht auf einen weiteren Zahnkranz 10 mit Zahnreihe 11. Der Zahnkranz 10 weißt auch in dieser Ausführungsform eine Unterverzahnung 17 in den Zahnzwischenräumen 16 zwischen den Zähnen 15 der Zahnreihe 11 auf. 6 shows a detail in a plan view of another sprocket 10 with a row of teeth 11. The sprocket 10 also has sub-toothing 17 in the interdental spaces 16 between the teeth 15 of the row of teeth 11 in this embodiment.
Fig. 7 zeigt in den Teilfiguren A bis D verschiedene Eingriffselemente 23 im Querschnitt. Das Eingriffselement in Fig. 7A weist einen dreieckigen Querschnitt auf wie die Eingriffselemente 23' und 23'" in Fig. 5. Die Eingriffselemente in Fig. 7B, 7C und 7D weisen einen länglichen, taillierten Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken bzw. einen rechteckigen Querschnitt mit einem abgerundeten Ende auf. In sub-figures A to D, FIG. 7 shows various engagement elements 23 in cross section. The engaging element in Fig. 7A has a triangular cross-section like the engaging elements 23' and 23''' in Fig. 5. The engaging elements in Figs. 7B, 7C and 7D have an oblong, waisted cross-section, a rectangular cross-section with rounded corners and a rectangular cross-section with a rounded end.
Fig 8 zeigt in den Teilfiguren A bis D eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 1. Diese ist derjenigen in Fig. 4 ähnlich, wobei die Darstellungen in den Fig. 8A bis 8D denjenigen in den Figuren 4A, 4B, 4E und 4F entspricht. 8 shows a further embodiment of a braking device 1 according to the invention in sub-figures A to D. This is similar to that in FIG. 4, the representations in FIGS. 8A to 8D corresponding to those in FIGS. 4A, 4B, 4E and 4F.
Im Unterschied zu der Bremsvorrichtung der Fig. 4 sind die Bremsbacken 20a und 20b mit ihren Eingriffselementen 23a, 23a', etc. bzw. 23b, 23b' etc. jeweils einstückig ausgebildet, d.h. die Eingriffselemente 23a, 23a', etc. 23b, 23b' etc. bilden abgerundete Auskragungen der Bremsbacken 20a und 20b. Weiterhin ist der Exzenter in Fig. 8 ähnlich wie in Fig. 4 zwischen den beiden Hebelvorrichtungen 33a und 33b gelagert und kann von einer Bremseingriffsposition, wie in Fig. 8a und 8B gezeigt, in eine Nichteingiffsposition der Bremse gebracht werden, wie sie in Fig. 8C und 8D gezeigt wird. Die Feder 37 in Fig. 4, die die Bremshebel 33a und 33b verbindet und eine Rückstellkraft auf die Bremshebel 33a und 33b ausübt, um diese bei entsprechender Stellung des Exzenters 32 in die Nichteingriffsposition zu bringen, ist in Fig. 8 nicht dargestellt. In contrast to the braking device of Fig. 4, the brake shoes 20a and 20b with their engagement elements 23a, 23a', etc. or 23b, 23b' etc. are each formed in one piece, i.e. the engagement elements 23a, 23a', etc. 23b, 23b ' etc. form rounded projections of the brake shoes 20a and 20b. Furthermore, the eccentric in Fig. 8 is mounted between the two lever devices 33a and 33b, similar to Fig. 4, and can be brought from a brake engagement position, as shown in Figs. 8a and 8B, into a brake non-engagement position, as shown in Fig. 8C and 8D. The spring 37 in FIG. 4, which connects the brake levers 33a and 33b and exerts a restoring force on the brake levers 33a and 33b in order to bring them into the disengaged position when the eccentric 32 is in a corresponding position, is not shown in FIG.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Bremsvorrichtung (1) für ein Rad (2) eines Rollstuhl, mit einem Zahnkranz (10), der mit dem Rad (2) feststehend verbindbar cider verbunden ist und eine Zahnreihe (11) als Verzahnung aufweist, mindestens einer Bremsbacke (20) zum Bremsen des Zahnkranzes (10), und einem Aktuator (30) zum Bewegen der mindestens einen Bremsbacke (20) zum Zahnkranz (10) für einen Bremseingriff, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Bremsbacke (20) um eine Drehachse (21) frei drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse (21) der Bremsbacke (20) senkrecht zur Erstreckungsrichtung (12) der Zahnreihe (11) und senkrecht zur kürzesten Verbindungslinie (13) zwischen der Zahnreihe (11) und der Bremsbacke (20) verläuft, und die Bremsbacke (20) auf ihrer der Verzahnung (11) zugewandten Außenseite (22) radial vorstehend mindestens drei Eingriffselemente (23) aufweist. 1. Braking device (1) for a wheel (2) of a wheelchair, with a ring gear (10) which is connected to the wheel (2) in a fixed manner or is connected and has a row of teeth (11) as teeth, at least one brake shoe (20) for braking the ring gear (10), and an actuator (30) for moving the at least one brake shoe (20) to the ring gear (10) for a braking intervention, d a r c h e n e n n n e t i c h n e t that the brake shoe (20) is mounted so that it can rotate freely about an axis of rotation (21). , wherein the axis of rotation (21) of the brake shoe (20) runs perpendicular to the direction (12) of the row of teeth (11) and perpendicular to the shortest connecting line (13) between the row of teeth (11) and the brake shoe (20), and the brake shoe (20 ) has at least three engagement elements (23) radially projecting on its outer side (22) facing the toothing (11).
2. Bremsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbacke (20) um ihre Drehachse (21) vollständig drehbar gelagert ist. 2. Braking device (1) according to the preceding claim, characterized in that the brake shoe (20) is mounted to be fully rotatable about its axis of rotation (21).
3. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (11) und die mindestens drei Eingriffselemente (23) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass beim Bremseingriff mindestens zwei der Eingriffselemente (23) mit der Verzahnung (11) in Eingriff sind. Bremsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (11) und die mindestens drei Eingriffselemente (23) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass beim Bremseingriff die im Eingriff mit der Verzahnung (11) befindlichen Eingriffselemente (23) mit der Verzahnung (11) eine punktförmige Berührungsstelle oder eine Berührungslinie oder eine Berührungsfläche ausbilden. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle der Eingriffselemente (23) eine Rolle, eine Kugel oder Kugelabschnitt, ein Bolzen oder ein Zahn ist bzw. sind. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle der Eingriffselemente (23) in der Bremsbacke (20) feststehend oder drehbar gelagert sind, vorteilhafterweise um eine Drehachse (24) parallel zur Drehachse (21) der Bremsbacke (20) drehbar gelagert sind. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (11) eine Innenverzahnung, eine Außenverzahnung, eine Kronenverzahnung oder eine Kegelverzahnung des Zahnkranzes ist. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die mindestens drei Eingriffselemente (23) der Abstand zwischen auf der Außenseite (22) der Bremsbacke (20) unmittelbar benachbarten Eingriffselementen (23) jeweils gleich ist. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrecht zur Drehachse (24) der Eingriffselemente (23) bestimmte Durchmesser der mindestens drei Eingriffselemente (23) gleich ist. 16 3. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the toothing (11) and the at least three engagement elements (23) are designed and/or arranged in such a way that when the brake engages at least two of the engagement elements (23) with the toothing (11) are engaged. Braking device (1) according to the preceding claim, characterized in that the toothing (11) and the at least three engagement elements (23) are designed and/or arranged in such a way that during braking engagement the engagement elements (23 ) form a punctiform point of contact or a line of contact or a contact surface with the teeth (11). Braking device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that one, several or all of the engaging elements (23) is or are a roller, a ball or ball section, a bolt or a tooth. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one, several or all of the engagement elements (23) are mounted in the brake shoe (20) in a fixed or rotatable manner, advantageously about an axis of rotation (24) parallel to the axis of rotation (21) of the Brake shoe (20) are rotatably mounted. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the toothing (11) is an internal toothing, an external toothing, a crown toothing or a conical toothing of the ring gear. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that for the at least three engagement elements (23) the distance between engagement elements (23) immediately adjacent on the outside (22) of the brake shoe (20) is the same in each case. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the at least three engagement elements (23), determined perpendicularly to the axis of rotation (24) of the engagement elements (23), is the same. 16
10. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Eingriffselemente (23) vier, fünf oder sechs Eingriffselemente sind. 10. Braking device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least three engagement elements (23) are four, five or six engagement elements.
11. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30) einen Schalter (31), insbesondere einen hydraulischen, pneumatischen, mechanischen cider elektrischen Schalter aufweist zum Schalten zwischen einem Zustand der Bremsbacke (20) (gelüftete Bremse), in dem die Eingriffselemente (23) nicht in die Verzahnung (11) eingreifen und einem Zustand der Bremsbacke (20) (Bremseingriff), in dem die Eingriffselemente (23) in die Verzahnung (11) eingreifen. 11. Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (30) has a switch (31), in particular a hydraulic, pneumatic, mechanical or electrical switch for switching between a state of the brake shoe (20) (released Brake) in which the engagement elements (23) do not engage in the toothing (11) and a state of the brake shoe (20) (brake engagement) in which the engagement elements (23) engage in the toothing (11).
12. Bremsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30) als Schalter (31) ein um eine Drehachse (34) drehbar gelagertes Exzenterelement (32) und ein daran formschlüssig anliegendes Hebelelement (33) aufweist, wobei das Hebelelement (33) bei Kontakt mit der in Richtung der großen Achse (35) des Exzenterelementes (32) befindlichen Oberfläche des Exzenterelementes (32) die Bremsbacke (20) zur Verzahnung (11) bewegt derart, dass mindestens zwei der Eingriffselemente (23) in die Verzahnung (11) eingreifen und/oder wobei bei Kontakt des Hebelelementes (33) mit der in Richtung der kleinen Achse (36) des Exzenterelementes (32) befindlichen Oberfläche des Exzenterelementes (32) die Bremsbacke (20) von der Verzahnung (11) weg bewegbar ist derart, dass höchstens eines der Eingriffselemente (23) in die Verzahnung (11) eingreift. 12. Braking device (1) according to the preceding claim, characterized in that the actuator (30) as a switch (31) has an eccentric element (32) mounted rotatably about an axis of rotation (34) and a lever element (33) which bears against it in a form-fitting manner, wherein the lever element (33), upon contact with the surface of the eccentric element (32) in the direction of the major axis (35) of the eccentric element (32), moves the brake shoe (20) towards the toothing (11) in such a way that at least two of the engagement elements (23) engage in the toothing (11) and/or whereby when the lever element (33) comes into contact with the surface of the eccentric element (32) in the direction of the minor axis (36) of the eccentric element (32), the brake shoe (20) is released from the toothing (11 ) is movable away such that at most one of the engagement elements (23) engages in the toothing (11).
13. Bremsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement (32) mit seiner Drehachse (34) in der Drehachse (14) des Zahnkranzes (10) oder außerhalb der Drehachse (14) des Zahnkranzes (10), insbesondere in der Nähe der Verzahnung (11), gelagert ist. 13. Braking device (1) according to the preceding claim, characterized in that the eccentric element (32) with its axis of rotation (34) in the axis of rotation (14) of the ring gear (10) or outside the axis of rotation (14) of the ring gear (10), in particular in the vicinity of the teeth (11) is stored.
14. Bremsvorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (30) ein Rückholele- ment (37) aufweist, das das Hebelelement (33) bei Kontakt mit der in 17 14. Braking device (1) according to one of the two preceding claims, characterized in that the actuator (30) has a return element (37) which the lever element (33) upon contact with the in 17
Richtung der kleinen Achse (36) des Exzenterelementes (30) befindlichen Oberfläche des Exzenterelementes (30) vom Zahnkranz (10) weg bewegt. Direction of the minor axis (36) of the eccentric element (30) located surface of the eccentric element (30) from the ring gear (10) moves away.
15. Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Einfallbremse, insbesondere als Notfallbremse, oder als Feststellbremse. 15. Braking device (1) according to one of the preceding claims as an incident brake, in particular as an emergency brake, or as a parking brake.
16. Rollstuhl oder Zusatzantrieb für einen Rollstuhl mit mindestens einem Rad, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Bremsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit dem mindestens einen Rad (2), insbesondere über den Zahnkranz (10), starr gekoppelt ist. 16. Wheelchair or additional drive for a wheelchair with at least one wheel, ge k e n n z e i c h n e t by a braking device (1) according to one of the preceding claims, which is rigidly coupled to the at least one wheel (2), in particular via the ring gear (10).
17. Rollstuhl oder Zusatzantrieb für einen Rollstuhl nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Aufnahme für einen Motor an mindestens einem seiner Räder (2). 17. Wheelchair or additional drive for a wheelchair according to the preceding claim, characterized by a mount for a motor on at least one of its wheels (2).
18. Rollstuhl oder Zusatzantrieb für einen Rollstuhl nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Greifreifen und/oder einen Motor, insbesondere einem Elektromotor mit oder ohne Getriebe, zum Antrieb mindestens eines Rades (2) des Rollstuhls. 18. Wheelchair or additional drive for a wheelchair according to one of the two preceding claims, characterized by a push rim and/or a motor, in particular an electric motor with or without gearing, for driving at least one wheel (2) of the wheelchair.
19. Rollstuhl oder Zusatzantrieb für einen Rollstuhl nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Radnabenmotor ist. 19. Wheelchair or additional drive for a wheelchair according to the preceding claim, characterized in that the motor is a wheel hub motor.
20. Rollstuhl oder Zusatzantrieb für einen Rollstuhl nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Radnabenmotors und/oder der Bremsvorrichtung (1), insbesondere ein Joystick. 20. Wheelchair or additional drive for a wheelchair according to one of claims 16 to 19, characterized by a control device for controlling the wheel hub motor and/or the braking device (1), in particular a joystick.
PCT/EP2022/086090 2021-12-15 2022-12-15 Braking device, wheelchair comprising such a braking device, and auxiliary drive for a wheelchair comprising such a braking device WO2023111152A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021214454.3 2021-12-15
DE102021214454.3A DE102021214454B4 (en) 2021-12-15 2021-12-15 Braking device, wheelchair with such a braking device and additional drive for a wheelchair with such a braking device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023111152A1 true WO2023111152A1 (en) 2023-06-22

Family

ID=84901454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/086090 WO2023111152A1 (en) 2021-12-15 2022-12-15 Braking device, wheelchair comprising such a braking device, and auxiliary drive for a wheelchair comprising such a braking device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021214454B4 (en)
WO (1) WO2023111152A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3538535A1 (en) 1985-10-30 1987-05-07 Alfred Giesau PARKING BRAKE FOR WHEELCHAIR WHEELS
DE29823028U1 (en) 1998-12-24 1999-03-25 Wegner Christiane Parking brake for a wheel of a driving device
US5984334A (en) * 1997-09-29 1999-11-16 Dugas; Grady A. Automatic braking wheelchair
DE102018129157A1 (en) 2018-11-20 2020-05-20 Aat Alber Antriebstechnik Gmbh Brake assembly for a wheel of a wheelchair, wheel and wheelchair
DE102020105874B3 (en) 2020-03-04 2021-05-06 Thomas Birmanns BRAKE DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3538535A1 (en) 1985-10-30 1987-05-07 Alfred Giesau PARKING BRAKE FOR WHEELCHAIR WHEELS
US5984334A (en) * 1997-09-29 1999-11-16 Dugas; Grady A. Automatic braking wheelchair
DE29823028U1 (en) 1998-12-24 1999-03-25 Wegner Christiane Parking brake for a wheel of a driving device
DE102018129157A1 (en) 2018-11-20 2020-05-20 Aat Alber Antriebstechnik Gmbh Brake assembly for a wheel of a wheelchair, wheel and wheelchair
DE102020105874B3 (en) 2020-03-04 2021-05-06 Thomas Birmanns BRAKE DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021214454A1 (en) 2023-07-06
DE102021214454B4 (en) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2710585C2 (en) Braking device for vehicles, in particular for rail vehicles, with a spring-loaded braking device
DE102008036971B3 (en) Emergency release for parking lock of automatic transmission of motor vehicle, has operating wheel manually operated to bring parking lock element in outer engagement with parking lock wheel even in inactive condition of transmission
WO2017215709A1 (en) Parking lock for a motor vehicle
DE102017108064A1 (en) Pan locking device and lifting device with a pivot locking device
DE102005024468A1 (en) Parking lock e.g. for transmissions of motor vehicle, has actuation equipment to operate bolting device mechanism and actuation equipment has lever which has cone lever in connection
WO2013164129A1 (en) Camshaft adjuster
WO2021013285A1 (en) Lifting gear
WO2006024511A1 (en) Disk brake comprising a readjusting device, especially for utility vehicles
DE102021214454B4 (en) Braking device, wheelchair with such a braking device and additional drive for a wheelchair with such a braking device
DE19958066C2 (en) Lever operated chain block and tackle
DE102019102728A1 (en) Safety device for securing a standstill of an electric vehicle
DE102019106582A1 (en) Braking device for a drive device of a robot
DE4226818C2 (en) Energy recovery device for wheel-driven vehicles
EP2467611A1 (en) Radially acting rotational stop
DE102020105874B3 (en) BRAKE DEVICE
WO2007093242A1 (en) Device for mechanically releasing a motor-actuated parking brake for a motor vehicle
DE102007033959B4 (en) clamping mechanism
DE19909421C2 (en) Lock to lock the steering column of a vehicle
WO2020169294A1 (en) Parking lock system for a motor vehicle
DE2709253A1 (en) SELF-LOCKING RETURN LOCK ESPECIALLY FOR VEHICLES
WO2014180459A1 (en) Miniature drive for automobile locks with running direction lock
DE4325211A1 (en) Axle assembly with locking mechanism
EP3659874B1 (en) Blocking device for the steering column of a motor vehicle and steering column with the blocking device
EP0983923B1 (en) Industrial truck guided by a towbar comprising a spring brake
DE10103090A1 (en) Drive device for doors, especially sectional doors, roller doors, sectional grids, has offset axis angled gearbox or so-called spiroid gearbox with plane output gear wheel and pinion

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22840034

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1