DE10156546A1 - Rollstuhl zum Treppensteigen - Google Patents

Description

Hier werden verschiedene Bauvarianten eines treppensteigfähigen Rollstuhles vorgestellt. Gemeinsam ist allen ein Drehhebel-Prinzip, welches den mechanischen Aufbau stark vereinfacht und den Schwerpunkt beim Treppensteigen maximal niedrig liegen lässt. Durch den niedrigen Schwerpunkt entsteht ein Höchstmaß an subjektiver und objektiver Sicherheit, die Konstruktion wird unkompliziert und lässt Variationen bei der Hinterradvorrichtung zu. Dadurch kann auf verschiedene Designvorgaben Rücksicht genommen werden.

Die treppensteigende Hinterradkonstruktion kann dann variabel aussehen, entweder mit einem großen Rad wie beim Handrollstuhl (die Optik entspricht dann weitgehend einem normalen handbetriebenen Rollstuhl) oder beispielsweise einer Zweiradkonstruktion, das Aussehen ähnelt dann den üblichen Elektrorollstühlen mit kleinem Hinterrad. Der Antrieb geschieht mittels Elektromotor, eine akzeptable Treppensteiggeschwindigkeit wird aber auch bei reinem Handantrieb erreicht unter günstigen Bedingungen weniger als 1 Minute pro Etage. Bei Verwendung revolvierender Antriebsräder (2, 3 oder mehr Räder auf einem drehbaren Hilfsrad) können beliebige Treppen bis 45° Steigung befahren werden, bei Wendeltreppen wird der minimale Wendelradius von der Länge der Hebel limitiert und liegt etwa bei 2m. Es ist auch möglich, das große Handrad eines Standardrollstuhles zum Treppensteigen zu verwenden, hier wird Fahrverhalten und Optik der gebräuchlichen Handrollstühle noch am besten imitiert, es bestehen bei den einfachen Konstruktionen Begrenzungen, nur Standardtreppen können risikolos befahren werden.

Bei der hier vorgestellten Hebelgeometrie wird beim Absenken der Hebel (zur Umstellung von der Normalfahrposition auf die Treppenfahrposition), die die Abstützung nach vorne leisten, die Hinterradkonsrtuktion an die Sitzfläche geführt. Dadurch kommt zur Absenkung des Schwerpunktes des gesamten Rollstuhles, im günstigsten Fall liegt die Sitzhinterkante nur wenige Zentimeter über den Treppenstufen. Dadurch wird die gesamte Konstruktion völlig unkritisch, es können verschiedene treppensteigende Vorrichtungen zum Steigen genutzt werden und es entsteht gestalterische Freiheit hinsichtlich des Designs.

Beim Fahren auf der Treppe und in der Ebene liegt die Hinterradvorrichtung immer dicht unter dem Schwerpunkt des Fahrers, so dass diese immer das Hauptgewicht zu tragen hat.

In der Ebene wird das Vorderteil des Fahrzeuges auf frei lenkbaren Vorderrädern abgestützt, auf der Treppe wird es von Gleitschienen abgestützt, die auf der Treppenoberkante gleiten. Diese sind bevorzugt teleskopartig ausgezogene Verlängerungen der Hebel, welche die Hinterräder verschwenkbar am Rahmen befestigen.

Sicherheitsaspekte

Man stelle sich vor, dass man auf einer Treppe sitzt. Beim Treppensteigen in den hier beschriebenen Modellen sitzt man lediglich 10 cm höher, dadurch werden zahlreiche Sicherheitsrelevante Probleme vermieden. Betrachtet man auf den Zeichnungen die Verbindungslinien vom Schwerpunkt des Fahrers zum vorderen und hinteren Aufsetzpunkt auf der Treppe, sieht man, dass man auf der Treppe sicherer sitzt als beim Fahren in der Ebene. Der Winkel zwischen den beiden Verbindungslinien ist größer. Selbst durch mutwilliges Rangieren auf der Treppe treten keine Probleme auf. Wenn beide Hilfsräder drehfest miteinander verbunden sind, kann der Rollstuhl auch nicht schräg gestellt werden.

Sind bei Verwendung von revolvierenden Radkonstruktionen (wheel over wheel drive) alle Rollmittel an je einem Hilfsrad befestigt, wird das Treppenherabsteigen mit sinkender Zahl von Rollmitteln kritischer. Bei Verwendung von 4 oder gar 5 Rollmitteln pro Hilfsrad treten keine Probleme auf, bei drei leichte und bei zweien größere Probleme. Beim Treppenherabfahren müssen zur Vermeidung dieser Probleme alle Rollmittel dauernd leicht gebremst werden, sitzen nämlich beide Räder beim Herabfahren auf den Stufen auf, würde sonst das Revolvieren unterbrochen und die Rollmittel würden eine Stufe herabfallen. Bei Ausfall der Bremsen fällt der Fahrer kontrolliert ohne Gefährdung eine Stufe nach unten und landet sicher auf der nächsttieferen. Das unkritische Fahrverhalten aufgrund der tiefen Schwerpunktlage lässt einen solchen Sturz ohne Risiken zu. Die Abhängigkeit von der Funktion der Bremse wird aber wohl wegen des besseren Designs und dem einfacheren Aufbau in Kauf genommen. Beim Ausfall eines Antriebsmittels der Räder tritt kein Problem auf, ebenso wie eines Antriebsmittels der Hilfsräder. Ein Treppenherabfahren ist immer sicher möglich. Der Bruch eines Hebels, der die Abstützung nach vorne sichert, bleibt auf geraden Treppen folgenlos. Ein kompletter Achsbruch oder Bruch der Hebelaufhängung wird zur Immobilität auf der Treppe führen, ein Absturz ist nicht anzunehmen, da die Rahmenhinterkante auf der nächsttieferen Treppenstufe hängen bleibt.

Stand der Technik

Das Prinzip der revolvierenden Doppelräder zum Treppensteigen ist unter anderem vorgestellt in US-Pat. 4993912 von 1991, hier sind 2 Räder als Rollmittel (die den Bodenkontakt herstellen) auf einem Hilfsrad befestigt, und zwar exzentrisch vom Drehpunkt des Hilfsrades gelegen. Das Antriebsdrehmoment erstreckt sich entweder auf Hilfsrad oder Rollmittel, beide sind gleichsinnig angetrieben.

Ebenfalls das System Alber arbeitet damit (US-Pat. 5 263 547). Hier ist die Konstruktion durch Verwendung von je einem Hilfsrad mit eigener Drehachse pro Rollmittel deutlich komplizierter, dafür treten aber nicht die oben genannten Revolutionsprobleme auf.

Mit einem revolvierenden Dreiradantrieb arbeitet US-Pat. 5 791 425, Kamen 1995, wahrscheinlich ist der Urtyp US-Pat. 4 457 526 von 1981, Persson, Kjell, (1996 abgelaufen).

Das Prinzip der Abstützung eines treppensteigenden Rollstuhles auf den Treppenoberkanten nach vorne mittels eines verschwenkbaren Hebels findet sich zuerst in US-Pat. 4 421 189 von 1983, allerdings noch ohne Verschwenkung der Hinterräder.

In Ansätzen findet sich die Abstützung nach vorne über eine Gleitschiene auch im häufig zitierten Modell von Cox, US-Pat. 4 512 588. (1984) Hier dient die Vorderrradaufhängung in Treppensteigposition als Gleitschiene. Beide Erfindungsvorschläge besitzen einen revolvierenden Vierradantrieb.

Der Schutzanspruch bezieht sich auf

• 1. einen Rollstuhl zum Fahren in der Ebene und auf Treppen, wobei sich die angetriebenen Hinterräder an Hebeln befinden. Die Hebel sind ausgefahren etwa dreimal so lang wie die Sitzfläche (1,2-1,4 Meter), besitzen ein Vorderende, ein Hinterende und sind etwa gerade, die Längsachse verbindet also etwa Hinterende und Vorderende je eines Hebels. Am Hinterende befinden sich die Hinterradvorrichtungen, an der Längsachse, etwas vom Hinterende entfernt sind die Hebel drehbar am Rahmen befestigt.
  Diese Hebel lassen sich im Bezug zum Rahmen um eine Drehachse verschwenken, die etwa parallel zur Sitzhinterkante liegt. Kennzeichnend ist, dass sich der Drehpunkt zwischen Vorderende und Hinterende des Hebels befindet, so dass sich beim Herabsenken der Vorderenden der Hebel zum Umstellen auf die Treppenfahrposition gleichzeitig die Hinterenden an die Sitzfläche annähern. Damit nähern sich auch die treppensteigenden Hinterradvorrichtungen der Sitzfläche an, der Schwerpunkt des Fahrers auf der Treppe sinkt.
  Der Rollstuhl kann je nach Position des Hebels eine Form zum Fahren in der Ebene einnehmen, dann sind die Hebel etwa parallel zum Boden und zur Sitzfläche. Durch verschwenken der Hebel um etwa 45° relativ zur Sitzfläche nach vorne nimmt der Rollstuhl eine Treppenfahrposition ein, die Vorderräder zeigen treppenabwärts. Kennzeichnend ist, dass sich dabei die Hinterradvorrichtungen relativ der Sitzfläche annähern, sich etwas nach vorne verschieben und gleichzeitig die Vorderenden der Hebel abgesenkt werden. Die Hebel liegen jetzt etwa parallel zur Treppenoberkante, die Sitzfläche bleibt etwa horizontal. Dadurch bleibt die Hinterradvorrichtung wie beim Fahren in der Ebene etwa unter dem Schwerpunkt des Fahrers und die Vorderenden der Hebel stützen sich auf den Treppenoberkanten ab. Der Schutzanspruch beschreibt eine Hebelgeometrie und einen Drehpunkt der Hebel relativ zum Rahmen, die die Bedingung einhalten, dass die Hinterradvorrichtung in der Ebene und auf der Treppe etwa unter dem Schwerpunkt des Fahrers liegt.
• 2. Die Hebel sind im ausgefahrenen Zustand so lang, dass sie auf der Treppe den Rollstuhl sicher nach vorne abstützen. Die Hebel sind bevorzugt so lang wie möglich, dadurch steigt es sich gleichmäßiger. Bevorzugte Länge etwa 34mal Länge der Sitzfläche. Beim Fahren in der Ebene sollen diese Hebel nicht stören, deshalb sollten die nach vorne über die Rahmenebene hervorschauenden Hebelenden abnehmbar oder teleskopartig verkürzbar sein. Zum Steigen von engen Wendeltreppen sind die Hebel nicht gerade geformt, sondern beide Enden nähern sich im ausgezogenen Zustand aneinander an. Dann ist die Längsachse der Hebel nicht gerade, sondern je eine Kreisbahn mit Ebene parallel zum Fußboden oder beide Hebel nicht parallel.
• 3. Beide Hebel sind aus der Position zum Fahren in der Ebene, bevorzugt stehen sie dann parallel zum Boden, in Treppenfahrpositionen verschwenkbar. Dadurch werden diese etwa 45° nach vorne verschwenkt, so dass sie etwa parallel zur Treppenoberkante stehen, der Rahmen des Rollstuhles soll dabei weiter horizontal stehen. Kennzeichnend ist, dass der Hebel in mindestens zwei Positionen arretierbar ist. Die Verschwenkung geschehe bevorzugt mittels eines Motors mit Schneckengetriebe oder manuell. Hier wird bevorzugt eine arretierbare Gasdruckfeder verwendet, die etwa die Gewichtskraft des Fahrers kompensiere.
• 4. Die Drehachse des genannten Hebels relativ zum Hinterrad und relativ zum Rahmen ist wichtig für die Gleichgewichtsverteilung und die Treppensteigfähigkeit. Zwischen Sitzhinterkante und der gedachten Verbindungslinie der beiden Vorderradaufhängungen am Rahmen befinde sich eine gedachte Hilfsebene. Kennzeichnend ist, dass sich die genannte Drehachse der Hebel in dieser Ebene und parallel zur Sitzhinterkante befindet. Im Bezug zum Hebel befinde sich die Drehachse etwa auf der Hebellängsachse zwischen Vorderende und Hinterende des Hebels.
• 5. Ein Rollstuhl mit einer wie oben beschriebenen Hebelvorrichtung, wobei die treppensteigende Hinterradvorrichtung aus einem Hilfsrad mit drei daran befestigten Rollmitteln besteht. Das Hilfsrad ist am Hinterende der Hebel drehbar befestigt und besteht aus einem Hilfsrad, etwa in Form eines gleichseitigen Dreiecks, frei drehbar um eine Drehachse durch den Mittelpunkt des Dreiecks. Am Hilfsrad sind etwa an den Ecken des Dreiecks kleinere Räder befestigt, die als Rollmittel dienen, so dass das Hilfsrad den Boden nicht berührt und nur die Achsen der drei Räder im Bezug zum Chassis festlegt. Hilfsrad und Rollmittel werden bevorzugt gleichsinnig angetrieben in einer Weise, dass sich bei Betrieb des Antriebsmittels mindestens eines der drei Räder oder das Hilfsrad oder mindestens eines der drei Räder und das Hilfsrad zusammen drehen. Antriebsmittel sei ein Motor oder ein Handrad oder ähnliches. Das Antriebsmittel wirkt also bevorzugt auf Räder und Hilfsrad gemeinsam und gleichsinnig. Die Drehachse im Bezug zum Hebel befinde sich hier bevorzugt 15 cm entfernt von der Drehachse des Hilfsrades und im Bezug zum Rahmen in genannter Hilfsebene etwa auf der Hälfte der Verbindungsstrecke zwischen Sitzhinterkante und Vorderradaufhängung.
• 6. Rollstuhl, wobei jede der zwei treppensteigfähigen Hinterradkonstruktionen aus je einem bis zwei Hilfsrädern und je zwei daran befestigten Rollmitteln besteht. Im einfachsten Fall sei dies ein stabförmiges Hilfsrad, das in seiner Mitte drehbar am Hinterende des Hebels befestigt ist und an seinen zwei Enden je ein angetriebenes Rollmittel enthält, alle Drehachsen seien parallel und die Drehachsen der Rollmittel.
• 7. Rollstuhl, wobei die treppensteigfähige Hinterradkonstruktion aus je einem großen Rad wie beim klassischen Handrollstuhl besteht, bevorzugter Durchmesser etwa 66 Zentimeter beim Rollstuhl für Erwachsene, für Kinder kleiner.
• 8. Rollstuhl wie in Punkt 7 beschrieben, der mit einem Handrad angetrieben wird. Dies ist etwa in der Seitenteilebene gelegen. Kennzeichnend ist ein Untersetzungsgetriebe, eventuell mit Drehrichtungsumkehr, zwischen Handrad und Rollmittel. Dies erzeugt die zum Treppensteigen notwendigen hohen Drehmomente am Rollmittel. Ein besonders einfaches Modell, das dem Handrollstuhl im Design stark ähnelt. Bevorzugt sind beide Getriebe vom Rollmittel in der Ebene abkuppelbar. Bevorzugt sind beide Handräder mit Freiläufen ausgestattet, um auf der Treppe unter Last umgreifen zu können. Bevorzugt sind beide Handräder miteinander gekoppelt, dies verhindert ein Schrägstellen des Rollstuhles in der Querachse, erlaubt dann aber nur das Befahren von geraden Treppen.
• 9. Rollstuhl wie in Punkt 8 beschrieben, kennzeichnend ist, dass jedes Hinterrad ein grobstolliges Profil hat oder am Rad befestigte Noppen, die den äußeren Umfang des Reifens überragen. Diese greifen dann beim Befahren von Treppen in die Treppenoberkanten ein und sichern das Rad gegen Abrutschen. Sie überragen den äußeren Umfang des Reifens bevorzugt um etwa 5 Zentimeter. Dieses einfache Modell kann nur Treppen befahren, die den üblichen Normen entsprechen. Hinsichtlich der Treppenformen ist es also nicht so flexibel.
• 10. Rollstuhl wie in Punkt 9 beschrieben, die Noppen stören beim Fahren in der Ebene. Kennzeichnend ist daher, dass diese demontiert werden können oder durch eine Vorrichtung so eingezogen werden können, dass sie innerhalb des äußeren Durchmessers liegen und beim Fahren in der Ebene nicht stören. Bevorzugt geschieht dies durch folgende Vorrichtung: Bei einem äußeren Durchmesser des Reifens von 66 Zentimeter werden 15 Noppen gebraucht, diese haben dann etwa 17 cm Abstand, bei einem Abstand von 30 cm der Treppenoberkanten bei einer Standardtreppe.
  Drehbar um den Drehpunkt des Hinterrades wird ein Rad von etwa 30 cm Durchmesser montiert, wobei die Drehung im Bezug zum Hinterrad arretiert werden kann. An dessen äußeren Umfang sind gelenkig druckfeste Hebel angebracht, für jede Noppe einen. Die Noppen sind als Hebel ausgelegt, deren eines Ende drehbar an der Felge des Hinterrades befestigt ist. Das andere Ende ist gelenkig mit dem anderen Ende der druckfesten Hebel verbunden. Alle Gelenkachsen liegen bevorzugt parallel zur Drehachse des Hinterrades. Durch Drehen des kleinen Rades um etwa 80° werden durch die druckfesten Hebel die Noppen nach außen verschwenkt, so dass sie den äußeren Umfang des Rades überragen. Das kleine Rad wird dann im Bezug zum großen Rad arretiert. Die ganze Vorrichtung dreht sich beim Drehen des Hinterrades mit.
• 11. Rollstuhl wie in Punkt 7 beschrieben, bei jeder Hinterradvorrichtung werden sowohl das Hilfsrad und die zwei als Rollmittel dienenden Räder gleichsinnig angetrieben, das heißt zum Beispiel alle im Uhrzeigersinn. Kennzeichnend für diesen Antrieb ist, dass die Vorrichtung mit einem Differentialgetriebe oder Planeten- oder sonstigem Getriebe so ausgelegt ist, dass Rollmittel und Hilfsrad entweder gemeinsam oder nur das Hilfsrad oder nur die Rollmittel angetrieben werden. Stößt ein Rad an eine Treppenstufe, wird es gebremst und nur das Hilfsrad angetrieben, bis das andere Rollmittel auf die nächste Treppenstufe aufsetzt und wieder frei rollen kann. Dann steht das Hilfsrad und nur die Rollmittel drehen sich, bis sie wieder auf eine Treppenstufe stoßen. Dadurch können verschiedene Treppentypen zurückgelegt werden. Bevorzugt geschehe der Antrieb des Hilfsrades mit größerem Drehmoment, also einer anderen Übersetzung als die Hilfsräder, da zum Steigen größere Kräfte benötigt werden als in der Ebene. Beim Fahren in der Ebene steht das Hilfsrad und nur die Rollmittel werden mit geringem Drehmoment angetrieben.
• 12. Rollstuhl wie in Punkt 11 beschrieben, wobei die Hilfsräder mittels einer starren Achse oder über ein Getriebe miteinander verbunden sind, so dass sie sich nur um den gleichen Winkel drehen können. Dies vermeidet eine Schrägstellung des Rollstuhles beim Treppensteigen (in der Querachse).
• 13. Handgetriebener Rollstuhl wie in Punkt 11 oder 12 beschrieben, kennzeichnend ist, dass jedes Handantriebsrad ein Differentialgetriebe antreibt. Dies besteht bevorzugt aus zwei großen gegenüberliegenden Kegelrädern mit der gleichen Drehachse wie das Handantriebsrad und mit beiden genannten Kegelrädern in Arbeitsverbindung stehenden kleinen Kegelrädern mit Drehachse senkrecht zur Drehachse des Handantriebsrades. Das Handantriebsrad dreht die kleinen Kegelräder um seine Drehachse und damit beide oder je ein großes Kegelrad an, das damit als Abtriebsrad dient. Ein Abtriebsrad des Differentialgetriebes ist unmittelbar oder über ein Getriebe mit je einem Rollmittel verbunden, das andere unmittelbar oder über ein Getriebe mit dem Hilfsrad.
• 14. Motorgetriebener Rollstuhl wie in Punkt 11 oder 12 beschrieben mit je einem. Planetengetriebe pro Hinterradvorrichtung. Dieses besteht aus Sonnenrad, Planetenrädern und Hohlrad. Kennzeichnend ist, dass das Sonnenrad mit dem Motor verbunden ist, das Rad, auf dem die Achsen der Planetenräder befestigt sind, ist mit dem Hilfsrad verbunden und das Hohlrad steht in Arbeitsverbindung mit den als Rollmittel dienenden Rädern. In der Ebene steht das Hilfsrad fest und damit das Rad, auf dem die Achsen der Planetenräder befestigt sind, das Sonnenrad treibt über das Hohlrad und ein Zwischengetriebe mit Drehrichtungsumkehr die Rollmittel. Stehen die Rollmittel fest und damit das Hohlrad, treibt der Motor mit hohem Drehmoment das Hilfsrad.
• 15. Handgetriebener Rollstuhl wie in Punkt 11 oder 12 beschrieben, wobei jedes Handrad ein Planetengetriebe antreibt in der in Punkt 14 beschriebenen Weise.
• 16. Rollstuhl wie in Punkt 1-4 beschrieben, mit je einem Hilfsrad pro Hinterradvorrichtung, hier sind jedoch vier oder mehr Rollmittel am Hilfsrad befestigt in der unter Punkt 5 beschriebenen Weise. Dadurch treten weniger Probleme beim Treppenherabfahren auf, die Rollmittel brauchen dabei nicht gebremst zu werden, um ein korrektes Revolvieren des Hilfsrades zu erreichen. Dafür ist die Konstruktion komplizierter, hat mehr Reibung und ein ungewohntes Aussehen.
• 17. Genau wird dieser Drehpunkt folgendermaßen ermittelt: (Alles in Seitenansicht in der technischen Zeichnung) Die Sitzfläche wird in gewünschter Höhe und Neigung über der Bodenlinie platziert. Anhand von Balancemessungen von Rollstuhlfahrern wird der Schwerpunkt von Fahrer und Fahrzeug in aufrechter Sitzposition im Bezug zur Sitzfläche ermittelt und eingezeichnet. Dann wird vom Schwerpunkt des Fahrers, der sich etwa über dem hinteren Drittel der Sitzfläche befindet, eine Linie lotrecht zum Boden gezogen. Dann wird die Doppelradkonstruktion so eingezeichnet, dass ein Rollmittel Bodenkontakt hat und dass sich Drehachse des kontaktierenden Rollmittels leicht hinter der lotrechten Projektion des Schwerpunktes befindet. Die Hebel zum Abstützen in Treppensteigposition nach vorne werden eingezeichnet und sollen sich in "Parkposition" befinden, so dass sie in der Ebene nicht stören.

Als nächstes wird eine Treppenfahrposition gezeichnet. In gewünschter Sitzneigung wird die Sitzfläche nun über Normtreppenstufen gezeichnet und wieder der Schwerpunkt eingezeichnet. (Etwa in gleicher Position im Bezug zur Sitzfläche, hierbei muss berücksichtigt werden, dass dieser durch Vornüberneigen des Oberkörpers nicht unerheblich nach vorne verlagert werden kann.) Die Verbindungslinie der Treppenoberkanten wird eingezeichnet, die Sitzhinterkante soll sich nahe daran befinden. Vereinfacht liegt die Verbindungsebene der Treppenoberkanten parallel zu einer Ebene, die folgendermaßen im Bezug zur Sitzfläche konstruiert wird: Durch die Sitzhinterkante wird eine Ebene gelegt, die etwa 45° im Bezug zur Sitzebene liegt, und zwar nach vorne gekippt, also fast im gleichen Winkel wie die Verbindungsebene zwischen Sitzhinterkante und der Befestigung der Vorderräder am Rahmen.

Diese tiefe Sitzposition ist Ziel der ganzen Übung, außerdem sollen die antreibenden treppensteigenden Hinterradvorrichtungen in der Ebene und beim Treppensteigen fast unter dem Schwerpunkt des Fahrers befinden, so dass sie etwa 9/10 des Gewichtes des Fahrzeuges in Treppensteigposition tragen. Die Gleitschienen, die das Fahrzeug nach vorne abstützen, sollen wenig Gewicht tragen. Diese werden nun auf den Treppenoberkanten liegend eingezeichnet. Sie sollten so lang sein, dass der gedachte Schwerpunkt des Fahrers in ähnlicher Weise unterstützt wird wie beim Fahren in der Ebene von den Vorderrädern.

Jetzt kommt die Konstruktion des Drehpunktes: Beide Zeichnungen werden überlappt und die Winkeldifferenz von genanntem Hebel (zum Abstützen nach vorne beim Treppensteigen) zwischen "Parkposition" und Treppensteigposition (auf den Treppenoberkanten) ermittelt. (hier etwa 45°) Dann werden beide Drehpunkte der Doppelradkonstruktion aufgesucht und ein Kreis über die beiden Drehpunkte gelegt in einer Weise, dass das ausgeschnittene Tortenstück den oben ermittelten Differenzwinkel, hier etwa 45°, hat. Der Mittelpunkt des so gefundenen Kreises stellt den Drehpunkt dar.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Zahlen bezeichnen die in den Schutzansprüchen erwähnten Bauteile.

Fig. 1 zeigt einen treppensteigfähigen Rollstuhl nach Schutzanspruch 7 von der Seite. Hebel 8 ist drehbar um Drehachse 13 am Rahmen 5 befestigt. Am Hinterende der Hebel ist drehbar das große Hinterrad 23 befestigt, mit Handantriebsrad 22. Der Pfeil 12 bezeichnet allgemein treppensteigende Hinterradkonstruktionen. Die Stellung von Hebel 8 zum Rahmen ist arretierbar, bevorzugt mit einer Gasdruckfeder, hier nicht eingezeichnet.

Fig. 2 zeigt ein Detail von Fig. 1, den Hebel 8. Gestrichelt ist dessen Längsachse eingezeichnet, nahe daran liegt der Drehpunkt 13.

Fig. 3 zeigt den Rollstuhl von Fig. 1, 2 als perspektivische Explosionszeichnung, ebenso Fig. 4. Beachte Drehachse 13 und einmal herausgezogenes und einmal eingeschobenes Vorderteil 8a von Hebel 8.

Fig. 4 zeigt die Linien, die vom Schwerpunkt 1a zum vorderen und zum hinteren (51) Aufsetzpunkt führen. Seitenansicht. Hier ist ein grobstolliges Profil von Rad 23 eingezeichnet, das den Halt auf den Treppenstufen ermöglicht.

Fig. 5 zeigt das Modell von Fig. 1-4 auf der Treppe. Hebel 8 ist um 45° nach vorne verschwenkt, dadurch kommt das Hinterrad hoch und Vorderteil 8a und 9 stützt Rollstuhl auf der Treppe nach vorn ab. Linie 52 entsprechend Schutzanspruch 17 schneidet die Sitzhinterkante und steht 45° zur Sitzfläche, sie ist nur 10 cm von der Verbindungslinie der Treppenoberkanten entfernt. Beachte die sichere Lage auf der Treppe, demonstriert durch Verbindungslinie vom Schwerpunkt zum vorderen und hinteren Aufsetzpunkt.

Fig. 6 zeigt eine Variante mit 3 Rädern nach Schutzanspruch 5 von der Seite, Handantriebsräder sind nicht eingezeichnet. Rollmittel 18 sind drehbar an Hilfsrad 16 befestigt. Dieses wiederum drehbar um Achse 10, am Hinterende der Hebel 8.

Fig. 7 zeigt diese Variante auf der Treppe. 13 ist der Drehpunkt von Hebel 8.

Fig. 8 zeigt ein Detail des in Fig. 1-4 gezeigten Rollstuhles. Noppen 27 sind herausfahrbar.

Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit, wie Noppen 27 in die Treppenoberkanten eingreifen.

Fig. 10 zeigt eine Möglichkeit, wie Mechanismus 28 die Noppen ausführt.

Fig. 11 zeigt einen Rollstuhl mit Doppelradkonstruktion nach Anspruch 6 (11, 12, 15) von der Seite: Rollmittel 21 sind drehbar am stabförmigen Hilfsrad 19 befestigt, dieses wiederum dreht sich um Drehachse 20. Diese ist am Hinterende 10 von Hebel 8 befestigt. Der Hebel 8 wiederum ist drehbar um Drehpunkt 13 am Rahmen 5 des Rollstuhles befestigt.

Fig. 12 zeigt eine perspektivische Explosionszeichnung des Rollstuhles von Fig. 11. Dieser besteht im Prinzip aus Rahmen 5, Hebel 8, treppensteigender Hinterradkonstruktion 12 und Handrad 37.

Fig. 13 zeigt eine schematische Getriebezeichnung von einer Antriebsvorrichtung nach Schutzanspruch 13, etwa aus Sicht der Seitenteilebene 6. Das Handrad treibt über die kleinen Kegelräder die Kegelräder 38 und 39 an (Differentialgetriebe). Rad 39 treibt bevorzugt über eine Kette 35 das Hilfsrad 19 an, das sich um Achse 20 dreht und am Hinterende 10 des Hebels 8 befestigt ist. Drehachse des Handrades 37a ist bevorzugt fest mit Hebel 8 verbunden. Rad 28 treibt bevorzugt über eine Kette 36 die als Rollmittel dienenden Räder 21 an. Dadurch wird entweder das Rollmittel oder das Hilfsrad oder beide gemeinsam und gleichsinnig angetrieben.
Zum Rangieren muss die Kette in beide Drehrichtungen spielfrei sein. Beim Revolvieren ändert sich die Kettenspannung aber dauernd. Bevorzugt wird Kette 36 von einem Kettenspanner gespannt, hier nicht eingezeichnet. Die Spiellose Kettenspannung wird bevorzugt erreicht, indem der Kettenspanner in Verbindung mit einem Excenterrad am Hilfsrad 19 steht, der je nach Drehzustand von Hilfsrad 19 mechanisch eine ausreichende Kettenspannung sichert.

Fig. 14 zeigt einen Rollstuhl wie in Fig. 11, ohne Handantriebsrad, mit Elektromotor und Getriebe 45.

Fig. 15 zeigt einen Rollstuhl wie in Fig. 11 in Treppensteigposition, 1a bezeichnet den Schwerpunkt.

Fig. 16 zeigt eine schematische Getriebezeichnung von einer Antriebsvorrichtung nach Schutzanspruch 14 oder 15 mit Planetengetriebe. Motor 43 oder Handrad treibt Sonnenrad 46 an, die Planetenräder 48 sind auf Planetenradträger 47 drehbar befestigt, dieser steht in Verbindung mit Hilfsrad 19. Hohlrad 49 treibt mit Drehrichtungsumkehr die als Rollmittel dienenden Räder 21 an.

Fig. 17 zeigt die gleiche Konstruktion wie in Fig. 13, nur um 90° gedreht. Alle Drehachsen sind bevorzugt senkrecht zur Papierebene.

Fig. 18 zeigt eine schematische Getriebezeichnung einer Antriebsvorrichtung nach Schutzanspruch 11. Motor 43 oder Handrad treibt über Achse 44 Zahnrad 35 an. Auf dessen Drehachse ist ebenfalls drehbar das Hilfsrad 19 befestigt.

Zahnrad 35 treibt zwei Zwischenräder 36 an, die drehbar auf Hilfsrad 19 befestigt sind. Diese (36) treiben nun über Zahnrad 21a die als Rollmittel dienenden Räder 21 an. Bei blockierten Rollmitteln treibt Zahnrad über die ebenfalls blockierten Zahnräder 36 das Hilfsrad mit hohem Drehmoment an.

Fig. 19 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. 18, um 90° gedreht. Die Drehachsen sind alle bevorzugt senkrecht zur Papierebene. Über Hebel 8 ist diese Vorrichtung am Rahmen befestigt.

Claims (18)

1. Rollstuhl zum Fahren in der Ebene und auf Treppen,
mit einer Sitzfläche (1) mit einer Hinterkante (2) und zwei Seitenkanten (3) und einer . Vorderkante,
mit einer Rückenlehnenfläche (4) etwa senkrecht zur Sitzfläche (1),
mit einem Rahmen (5) mit zwei Seitenteilebenen (6),
wobei diese (6) etwa senkrecht zur Sitzfläche(1) und zur Rückenlehnenfläche (5) sind und die genannten Seitenkanten schneiden,
mit einer Vorderteilebene (7), wobei diese etwa parallel zur Rückenlehnenfläche (4) liegt und die genannte Vorderkante schneidet,
mit einem Hebel (8) etwa in jeder Seitenteilebene (6) mit Vorderende (9), Hinterende (10) und dazwischenliegender Längsachse (11),
mit zwei treppensteigenden angetriebenen Hinterradvorrichtungen (12),
dadurch gekennzeichnet, dass genannte Hebel (8) drehbar am Rahmen (5) befestigt sind,
wobei deren Drehachse (13) etwa parallel zur Sitzhinterkante (2) verläuft,
dass an jedem Hinterende (10) eine der genannten Hinterradvorrichtungen (12) befestigt ist,
dass sich genannte Drehachse (13) der Hebel (8) mindestens 10 Zentimeter von der Drehachse der Hinterradvorrichtung (10) entfernt etwa auf der genannten Längsachse (11) des Hebels befindet.

2. Rollstuhl nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genannte Hebel (8) durch Einschieben oder Entfernen des Vorderteiles (8a) auf etwa die Länge der Sitzfläche (1) verkürzbar sind.

3. Rollstuhl nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Hebel (8) in ihrer Position relativ zum Rahmen (5) fixierbar sind.

4. Rollstuhl nach Schutzanspruch 1, 2 oder 3,
mit 2 Vorderrädern (14) befestigt etwa in der Vorderteilebene (7),
mit zwei Verbindungslinien (15) in der Seitenteilebene etwa zwischen je einem Befestigungspunkt (14a) eines Vorderrades (14) am Rahmen (3) und der Hinterkante der Sitzfläche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Drehachse der Verschwenkung (13) im Bezug zum Hebel etwa auf der Längsachse (11) je eines Hebels liegt und etwa 0,2 bis 0,6 Meter vom Hinterende (10) entfernt,
und dass die Drehachse (13) im Bezug zum Rahmen (3) genannte Verbindungslinie (15) senkrecht schneidet.

5. Rollstuhl nach einem der vorangehenden Schutzansprüche,
mit je einem Hilfsrad (16) drehbar befestigt an dem Hinterende der Hebel (8),
wobei dessen Drehachse (10) etwa parallel zur Sitzhinterkante (2) liegt,
mit drei Rädern (18) als Rollmittel des Fahrzeuges auf dem Untergrund (24), genannte Räder (18) sind drehbar befestigt am Hilfsrad (16),
wobei die Drehachsen der genannten drei Räder (18) parallel zueinander und zur Drehachse (17) des Hilfsrades angeordnet sind,
dadurch gekenzeichnet, dass die Drehachsen der genannten drei Räder (18) etwa den gleichen Abstand zueinander und zur Achse des Hilfsrades (17) haben, also etwa ein gleichseitiges Dreieck bilden mit Achse des Hilfsrades (17) im Mittelpunkt.

6. Rollstuhl nach einem der Schutzansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
dass sich am Hinterende (10) jedes genannten Hebels (8) ein Hilfsrad (19) mit Drehachse (20) befindet,
und dass darauf zwei Rollmittel (21) drehbar befestigt sind, wobei deren Drehachsen (34)und die des Hilfsrades (19) eine Linie bilden mit Drehachse (20) etwa in der Mitte.

7. Rollstuhl nach einem der Schutzansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Hinterende (10) der genannte Hebel (8) etwa in der Seitenteilebene (6) je ein Rad (23) mit etwa 40-70 Zentimeter Durchmesser als Rollmittel befestigt ist.

8. Rollstuhl nach Schutzanspruch 7, mit je einem Handantriebsrad (22) etwa in jeder der beiden Seitenteilebenen (6) dadurch gekennzeichnet, dass je eines der genannten Handantriebsräder (22) in Arbeitsverbindung steht mit einem der Hinterräder (23), wobei sich zwischen Handantriebsrad (22) und Hinterrad (23) ein Untersetzungsgetriebe befindet.

9. Rollstuhl nach Schutzanspruch 7 oder 8, mit einem Reifen (25) pro Hinterrad (23), wobei dieser einen äußeren Umfang (26) besitzt, der den Bodenkontakt herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Rad Noppen oder Hebel (27) befinden, die den äußeren Umfang (25) des Reifens überragen, so dass sie beim Treppensteigen in die Treppenoberkanten eingreifen können.

10. Rollstuhl nach Schutzanspruch 9, wobei die Hebel oder Noppen (27) entfernt oder durch eine Vorrichtung (28) eingezogen werden können, dass sie innerhalb des Umfanges (25) des Reifens liegen und beim Fahren in der Ebene nicht stören.

11. Rollstuhl nach Schutzanspruch 6,
mit zwei Hinterradvorrichtungen (12),
wobei diese (12) je aus einem drehbar an Hebel (8) befestigten Hilfsrad (19) bestehen mit je einer Drehachse (20),
an jedem der genannten Hilfsräder (19) sind drehbar je 2 Räder (21) befestigt,
wobei diese als Rollmittel des Fahrzeuges auf dem Untergrund dienen,
wobei die Drehachsen (34) der genannten Räder etwa parallel zur Drehachse (20) des Hilfsrades und etwa 5-15 cm von dieser Drehachse (20) entfernt sind,
wobei sich die Drehachsen (34) der 2 genannten Räder (19) und die Drehachse (20) des Hilfsrades etwa auf einer Geraden befinden mit der Drehachse (20) des Hilfsrades in der Mitte,
mit mindestens einem Antriebsmittel (35) der Hilfsräder (19),
mit mindestens einem Antriebsmittel (36) der genannten Räder (21),
dadurch gekennzeichnet, dass beide genannten Antriebsmittel (35 und 36) über ein Getriebe miteinander gekoppelt sind in einer Weise, dass mindestens eines der zwei Räder (21) und das Hilfsrad (19) gleichsinnig und gemeinsam angetrieben werden oder nur die Räder (21) oder nur das Hilfsrad (19).

12. Rollstuhl nach Schutzanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Hilfsräder (19) in Arbeitsverbindung stehen, so dass sie sich nur gemeinsam und gleich schnell drehen können.

13. Rollstuhl nach Schutzanspruch 11 oder 12,
mit 2 Handrädern (37) zum Antrieb der Hinterradvorrichtungen (12),
mit je einem Differentialgetriebe pro Handantriebsrad,
wobei dieses aus 2 Abtriebsrädern (38 und 39) besteht mit Drehachse (40) parallel zu der des Handantriebsrades (37) und aus mindestens einem Antriebsrad (41) mit Drehachse (42) senkrecht zur Drehachse (37a) des Handantriebsrades,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Handrad (37) über das oder die Antriebsräder (41) das Differentialgetriebe antreibt,
wobei eines (38) der zwei Abtriebsräder in Arbeitsverbindung steht mit mindestens einem der als Rollmittel dienenden Räder (21) und das andere (39) der zwei Abtriebsräder in Arbeitsverbindung mit einem oder beiden Hilfsrad/Rädern (19).

14. Rollstuhl nach Schutzanspruch 11 oder 12,
mit einem Motorantrieb (43) mit Motorwelle (44)
mit einem Planetengetriebe (45),
wobei genanntes Planetengetriebe (45) aus einem Sonnenrad (46) besteht, aus einem Planetenträgerrad (47), auf welchem die Achsen der Planetenräder (48) befestigt sind und einem Hohlrad (49),
dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (46) an der Motorwelle (44) befestigt ist und genanntes Planetenträgerrad (47) mit dem Hilfsrad (19) verbunden ist und das Hohlrad (49) in gegensinniger Arbeitsverbindung steht mit mindestens einem der Räder (21), die als Rollmittel dienen.

15. Rollstuhl nach Schutzanspruch 11 oder 12,
mit einem Handantriebsrad (37)
mit einem Planetengetriebe (45),
wobei genanntes Planetengetriebe (45) aus einem Sonnenrad (46) besteht, aus einem Planetenträgerrad (47), auf welchem die Achsen der Planetenräder (48) befestigt sind und einem Hohlrad (49),
dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (46) in Arbeitsverbindung mit dem Handantriebsrad (37) steht und Planetenträgerrad (47) mit dem Hilfsrad (19) verbunden ist und das Hohlrad (49) in gegensinniger Arbeitsverbindung steht zu mindestens einem der Räder (21), die als Rollmittel dienen.

16. Rollstuhl nach Schutzanspruch 1-4,
mit einem Hilfsrad (50) drehbar befestigt an dem Hinterende (10) des Hebels (8),
wobei dessen Drehachse (20) etwa parallel zur Sitzhinterkante (2) liegt,
mit mindestens vier Rädern als Rollmittel des Fahrzeuges auf dem Untergrund, genannte Räder sind drehbar befestigt am Hilfsrad (50),
wobei die Drehachsen der genannten Räder parallel zueinander und zur Drehachse (20) des Hilfsrades (50) angeordnet sind.

17. Rollstuhl nach Schutzanspruch 1-4,
mit einem Schwerpunkt (1a) in der Mittenebene zwischen den Seitenteilebenen (6), über dem hinteren Drittel der Sitzfläche (1) gelegen,
mit einer Lotrechten (1b) unter dem genannten Schwerpunkt (1a) senkrecht zur Sitzfläche (1),
mit einer Position 1 das Hebels (8) zum Fahren in der Ebene,
mit einer Position 2 das Hebels (8) zum Fahren auf der Treppe,
mit einem Drehpunkt (10) der Hinterradvorrichtung (12),
wobei jede Hinterradvorrichtung mindestens ein Rollmittel (21, 25) enthält, mit einem Aufsetzpunkt (51) der genannten Rollmittel in Fahrposition auf dem Untergrund,
mit einer Ebene (52) durch die Sitzhinterkante, relativ zur Sitzfläche 45° nach vorne geneigt,
die Verschwenkung der Hebel (8) ist dadurch gekennzeichnet,
dass sich in Position 1 des Hebels der genannte Drehpunkt (10) der Hinterradvorrichtung (12) unter und etwas hinter der genannten Lotrechten (1b) befindet,
und dass sich in Position 2 des Hebels (8) der genannte Drehpunkt (10) der Hinterradvorrichtung (12) nahe der genannten Lotrechten (1b) befindet und genannter Aufsetzpunkt der Rollmittel maximal 20 Zentimeter von genannter Ebene X entfernt.

18. Rollstuhl nach Schutzanspruch 17, wobei genannte Hebel (8) beim Schwenken von genannter Position 1 in Position 2 um etwa 45° um Drehpunkt (13) gedreht werden.