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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen motorisierten Rollstuhl.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Herkömmlich weisen
motorisierte Rollstühle, also
Rollstühle
mit Motorantrieb hinten zwei Antriebsräder und vorne zwei Lenkräder auf.
Diese Rollstühle fahren
in der Hinsicht wie ein Auto, daß sie sich um die Rückseite
des Stuhls verschwenken. Daher sind derartige Rollstühle mit
Motorantrieb im allgemeinen dazu ausgebildet, sich entweder entlang
einer geraden Linie oder entlang einem gelenkten Kreisbogen zu bewegen,
in gewisser Weise so wie ein Kraftfahrzeug. Sie benötigen einen
beträchtlichen
Abbiegeradius, und wie bei einem Auto müssen viele Manöver durch
Rückwärtsfahren
ausgeführt
werden. Darüber hinaus
neigen diese Stühle
dazu, Traktion auf Gefällen
zu verlieren, da die hinteren Antriebsräder entlastet werden.
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Wenn
der Rollstuhl umgesteuert werden soll, zur Bewegung aus einer festen
Position in eine vollständig
neue Richtung, ist es üblicherweise
erforderlich, komplizierte Abbiegemanöver durchzuführen, in gewisser
Weise ähnlich
dem Abbiegen entlang drei Punkten, das gelegentlich in Betrieb eines
Kraftfahrzeugs durchgeführt
wird. Die Manöver
benötigen relativ
viel Raum, und viele enge Räume
müssen
rückwärts angefahren
werden, ähnlich
wie bei einem Auto, das rückwärts in eine
Parklücke
fährt.
Diese komplizierten Manöver
sind manchmal für
behinderte Personen schwierig auszuführen.
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Es
gibt einige Stühle
mit Motorantrieb, bei denen die angetriebenen Antriebsräder vorn
angeordnet sind. Allerdings benötigen
diese Stühle
ebenfalls einen großen
Abbiegeradius, und verlieren ihre Traktion beim Bergauffahren.
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Darüber hinaus
treten bei vorhandenen Rollstühlen
mit Motorantrieb häufig
Schwierigkeiten bei der Überquerung
unebenen Geländes
auf, oder beim Fahren entlang einer Steigung oder einem Gefälle, beispielsweise
einer Rollstuhlrampe, und können
sie Traktion einbüßen und/oder
bis zu dem Punkt instabil werden, an welchem sie umkippen.
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Infolge
dieser Schwierigkeiten wurden Rollstühle so konstruiert, daß die Antriebsfeder
zum Zentrum des Stuhls hin (also zwischen den vorderen Lenkrädern und
den hinteren Lenkrädern)
angeordnet werden. Im allgemeinen arbeiten diese Stühle, die
als Mittenradantriebsstühle
bekannt sind, so, daß nur
vier der sechs Räder
in Berührung
mit dem Boden stehen. Die Antriebsräder sind entweder vor oder hinter
dem Schwerpunkt des Stuhls angeordnet, wobei der Stuhl entweder
auf den vorderen oder den hinteren Lenkrädern im Gleichgewicht ist.
Um das Umkippen des Stuhls auf Gefällen oder während der Beschleunigung oder
Verzögerung
zu verhindern, ist ein zusätzliches
Radpaar vor oder hinter den Antriebsrädern vorgesehen, als Kippverhinderungsvorrichtung.
Diese Kippverhinderungsräder
sind etwas oberhalb des Bodens angeordnet.
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Diese
Mittenradantriebsstühle
gelangen in den Ruf, instabil zu sein, da im Betrieb die Stühle beträchtlich
krängen,
wenn der Stuhl auf seine Kippverhinderungsräder aufstößt. Darüber hinaus ermöglichen
sie keine optimale Manövrierbarkeit,
da die Antriebsräder
nicht unter dem Zentrum des Stuhls (also im Schwerpunkt) angeordnet
sind. Da die Kippverhinderungsräder
im allgemeinen nicht als Lenkräder ausgebildet
sind, werden sie darüber
hinaus bei einigen Manövern
entlang dem Boden gezogen.
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Im
US-Patent Nr. 5,445,233 (Fernie
et al) beschrieb der Anmelder eine neue Mittenradkonstruktion für einen
motorisierten Rollstuhl. Dieser Rollstuhl verwendete ein Paar von
Antriebsrädern,
die zentral unterhalb des Sitzes des Stuhls angebracht waren, und
vier freilaufende Stabilisierräder,
die an jeder der vier Ecken der Basis des Stuhls angeordnet waren. Um
den Stuhl so zu stabilisieren, daß er über unebene Oberflächen fährt, waren
die Antriebsräder
drehbar auf einer Welle an einer festen Position unterhalb des Sitzes
des Stuhls angebracht. Die freilaufenden Räder waren auf einem Kragen
angebracht, so daß sie
sich in Vertikalrichtung auf der Welle bewegen konnten. Die Freilaufräder wurden
in Berührung
mit dem Boden durch eine Feder gezwungen, die um die Welle herum
angebracht war. Wenn beispielsweise der Rollstuhl von Fernie et
al in Vorwärtsrichtung
fuhr, und auf unebenen Grund gelangte, konnten sich die Vorderräder nach
oben oder unten um die Welle verschwenken, während sichergestellt wurde,
daß die Antriebsräder weiterhin
Berührung
mit dem Boden hielten. Die Feder würde ständig die Freilaufräder in Eingriff
mit dem Boden drücken,
um den Rollstuhl zu stabilisieren, und hierdurch ein Umkippen des
Rollstuhls zu verhindern.
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Ein
Nachteil bei dieser Vorgehensweise bestand darin, daß die Freilaufräder sich
von vorn nach hinten und/oder von einer Seite zur anderen verschoben,
wenn eine Person sich in den Rollstuhl setzte oder aus ihm aufstand.
Hierdurch wurde das Gefühl hervorgerufen,
daß der
Rollstuhl instabil war, was bei einer behinderten Person Bedenken
auslösen
könnte.
Dies war unerwünscht,
da Mittenradantriebsstühle in
den Ruf gelangten, instabil zu sein.
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Um
es dem Insassen des Stuhls zu ermöglichen, Gegenstände zu erreichen,
die auf einem niedrigen Regal oder auf dem Boden liegen, wies der Stuhl
eine Welle auf, die zwei teleskopartige Muffen hatte. Eine der Muffen
war mit dem Sitz des Stuhls verbunden, und die andere war mit den
Antriebsrädern
verbunden. Ein Motor wurde dazu verwendet, eine der Teleskopmuffen
auszufahren oder einzufahren, wodurch der Sitz des Stuhls angehoben
oder abgesenkt wurde. Zwar wurde durch diese Konstruktion das Ziel
erreicht, daß eine
Person Gegenstände
in niedriger Höhe
erreichen konnte, jedoch weist sie verschiedene Nachteile auf. Erstens
erforderte sie den Einsatz komplizierter Getriebe und den Einbau eines
weiteren Motors in die Konstruktion des Rollstuhls. Hierdurch waren
zusätzliche
Teile vorhanden, die verschleißen
und möglicherweise
ausfallen konnten. Darüber
hinaus führten
diese Teile zu einem wesentlichen Kostenanstieg bei dem Rollstuhl,
und schränkten
so die Möglichkeit
für einige
behinderte Personen ein, den Rollstuhl zu erwerben.
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Aus
der
EP 0 820 749 A1 ist
ein motorisierter Rollstuhl mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein motorisierter Rollstuhl mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 zur Verfügung
gestellt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
einer Ausführungsform
sind zwei Antriebsräder
vorgesehen, von denen jedes durch einen Motor angetrieben wird.
Das zumindest eine Antriebsrad haltert einen Hauptanteil des Gewichts
des Rollstuhls und des unbesetzten Sitzes. Das zumindest eine Antriebsrad
kann mindestens 75% des Gewichts des Rollstuhls und des unbesetzten
Sitzes abfangen, vorzugsweise mehr als 85%, noch bevorzugter mehr
als 90%, und am bevorzugtesten etwa 95%.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
haltern, wenn eine Person in einem an dem Rollstuhl befestigten
Sitz sitzt, die drehbar angebrachten Räder einen Hauptanteil des Gewichts
der Person. Vorzugsweise wird das Gewicht der Person gleichmäßig zwischen
den drehbar angebrachten Rädern
aufgeteilt.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
umfassen die drehbar angebrachten Räder ein Paar von Vorwärtsrädern, und
wenn eine Person mit mittlerem Gewicht in einem an dem Rollstuhl
angebrachten Sitz sitzt, haltern die beiden vorderen, drehbar angebrachten
Räder bis
zu 25% des Gewichts der Person.
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Der
Rollstuhl kann weiterhin Batterien aufweisen, die in einem vorderen
und hinteren Abteil angeordnet sind, wobei das Gewicht der Batterien
im wesentlichen gleichmäßig zwischen
dem vorderen und dem hinteren Abteil verteilt wird.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Konstruktion besteht darin, daß sie einen
stabilen, ein niedriges Profil aufweisenden Rollstuhl zur Verfügung stellt.
Der Rollstuhl ist daher nicht nur dann stabil, wenn ein Benutzer
in den Stuhl gelangt oder diesen verläßt, sondern auch dann, wenn
der Stuhl über
unterschiedlichen Untergründen
in Betrieb ist. Darüber
hinaus hält
der Rollstuhl eine zufriedenstellende Stabilität und Traktion aufrecht, wenn
er sich eine Rampe herauf oder herunter bewegt. Dies ist besonders
wesentlich, wenn auf unebenem Boden gefahren wird (beispielsweise
auf einer holprigen Straße),
oder eine Steigung oder ein Gefälle
befahren wird (beispielsweise eine Rampe in ein Haus oder in Gebäude, insbesondere wenn
es erforderlich ist, entweder nach links oder nach rechts abzubiegen,
während
man die Rampe herauffährt).
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Weiterhin
ist angesichts der niedrigen Höhe von
Vans der Rollstuhl besonders geeignet für eine Person, die befähigt ist,
ein Kraftfahrzeug zu fahren, da der Rollstuhl einfach in einen Van
hineingelangen, sich durch diesen bewegen, und diesen verlassen kann,
der für
eine behinderte Person ausgerüstet wurde.
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Besonders
wesentlich ist es, daß selbst
bei dem niedrigen Profil der motorisierte Rollstuhl besonders gut
dazu angepaßt
ist, ausreichende Leistung für
die Antriebsräder
bereitzustellen. Die Batterieabteile, die vorn und hinten angeordnet
sind, sind ausreichend groß,
um vier gekapselte Bleisäurebatterien des
Typs UI aufzunehmen (12 V, annähernd
35 Ah). Die Batterien können
so geschaltet sind, daß sie annähernd 70
Ah Energie bei 24 V liefern. Dies ist beträchtlich mehr als die Batterieleistung,
die typischerweise für
Rollstühle
zur Verfügung
gestellt wird, die momentan im Markt erhältlich sind, nämlich 50
A/h bei 24 V oder weniger.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Diese
und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch besser
aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung deutlich. Es zeigt:
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1 eine
Perspektivansicht des motorisierten Rollstuhls gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht des motorisierten Rollstuhls von 1;
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3 eine
Perspektivansicht des motorisierten Rollstuhls von 1,
wobei die oberen Platten abgenommen sind;
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4 einen
Querschnitt entlang der Linie 4-4 von 1;
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5 eine
Perspektivansicht der Zugmaschine für den in 4 gezeigte
motorisierten Rollstuhl; und
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6 einen
Querschnitt entlang der Linie 6-6 von 4.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist der motorisierte Rollstuhl 10 ein
Chassis 12 auf, Antriebsräder 14, und Freilaufräder 16.
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Das
Chassis 12 weist ein Vorderende 20 auf, ein Hinterende 22,
eine erste gegenüberliegende Seite 24,
die zwischen dem Vorderende und dem Hinterende 20 bzw. 22 verläuft, eine
zweite gegenüberliegende
Seite 26, die zwischen dem Vorderende und dem Hinterende 20 bzw. 22 verläuft, eine
Oberseite 28, und eine Unterseite 30 (sh. 4).
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Ein
Sitz (nicht gezeigt) kann auf der oberen Oberfläche 28 angebracht
werden, auf irgendeine Art und Weise, die im Stand der Technik bekannt
ist. Vorzugsweise ist der Sitz, der an dem Stuhl angebracht ist,
ein Sitz für
einen Rollstuhl, so daß im
zusammengebauten Zustand die Einheit einen Rollstuhl bildet. Der
motorisierte Rollstuhl 10 ist besonders zum Einsatz in
der Industrie angepaßt,
da er einfach so angepaßt
werden kann, daß er
jeden vorhandenen Rollstuhlsitz oder dergleichen aufnimmt. Das Vorderende 20 wird
durch die Richtung festgelegt, in welche eine Person blickt, wenn
sie in dem Stuhl sitzt, der an dem Rollstuhl angebracht ist.
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Das
Chassis 12 kann aus jeder speziellen Konstruktion bestehen,
welche die erforderliche Festigkeit zur Verfügung stellt, um eine Person
zu haltern, wenn diese in einem Sitz oder Stuhl sitzt, der an dem
motorisierten Rollstuhl 10 befestigt ist. Zum Beispiel
kann das Chassis 12 aus einer Gruppe von Metallblechteilen
hergestellt werden, die beispielsweise durch einen Stanzvorgang
oder dergleichen hergestellt werden. Diese Metallblechteile können auf irgendeine,
im Stand der Technik bekannte Art zusammengebaut werden, um das
Chassis 12 auszubilden. Alternativ hierzu kann das Chassis 12 aus
hochfesten Materialien hergestellt werden, beispielsweise aus hochfestem
Kunststoff, mit Kohlenstoff verstärkten Verbundmaterialien, und
anderen ähnlichen
Materialien, die in der Industrie bekannt sind. Daher können verschiedene
Herstellungsverfahren zur Herstellung und zum Zusammenbau des Chassis 12 eingesetzt
werden. Die bevorzugten Verfahren verwenden eine dünnwandige
Konstruktion, um den Innenraum des Chassis 12 zu maximieren,
und so die verschiedenen Bauteile aufzunehmen, die nachstehend erläutert werden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere drehbar angebrachte Räder 16 um das Chassis
herum angeordnet, und in einer festen Entfernung unterhalb des Chassis
angebracht. Freilaufräder 16 sind
so angeordnet, daß eine
stabile Basis für
das Chassis 12 zur Verfügung
gestellt wird, wenn eine Person in den Rollstuhl hineingelangt oder
diesen verläßt. Ein
Freilaufrad ist vorzugsweise in der Nähe jeder Ecke des Rollstuhls 10 vorgesehen.
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Die
Freilaufräder 16 können an
dem Chassis 12 mit Hilfe von Stützen 32 angebracht
sein. Ein Paar von Stützen 42 ist
vorzugsweise auf jeder gegenüberliegenden
Seite 24, 26 angeordnet, und so beabstandet, daß die Stützen neben
dem Vorderende und dem Hinterende 20 bzw. 22 liegen.
Die Stütze 32 weist
einen in Vertikalrichtung verlaufenden, zentralen Abschnitt 34 auf,
der zwischen einem oberen und einem unteren Arm 36 bzw. 38 angeordnet
ist, und an einer der Seiten 24, 26 durch irgendeine
im Stand der Technik bekannte Vorrichtung befestigt ist, beispielsweise
Schrauben, Nieten, Schweißen
und dergleichen. Ein Abstandsstück 46 ist
an den Armen 36 und 38 befestigt, weist an jedem
Ende eine Senkbohrung auf, um an jedem Ende ein Lager aufzunehmen.
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Freilaufräder 16 sind
drehbar auf der Achse 40 angebracht. Die Achse 40 ist
in einer U-förmigen Stütze 42 angebracht.
Eine Welle 44 ist an der U-förmigen Stütze 42 befestigt,
und weist eine Schulter (nicht gezeigt) auf, zum Anstoßen gegen
die untere Lauffläche
des unteren Lagers. Um das Rad 16 drehbar auf der Stütze 32 anzubringen,
erstreckt sich die vertikal verlaufenden Welle 44 von der
U-förmigen Stütze 32 nach
oben durch eine Öffnung,
die im unteren Arm 38 vorgesehen ist, durch das Abstandsstück 46,
und durch eine Öffnung,
die in dem oberen Arm 36 vorgesehen ist. Die Welle 44 kann
verriegelt in ihrer Position durch irgendeine Vorrichtung gehalten
werden, die im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise eine
Halteschraube, eine Halte-Beilagscheibe, oder die Welle 44 kann
mit einem Gewindeende versehen sein, um eine Mutter oder dergleichen aufzunehmen.
Daher kann sich jedes Rad 16 unabhängig drehen, und einem Weg
folgen, der durch die Antriebsräder 14 vorgegeben
wird.
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Es
wird deutlich, daß mehr
als vier Räder 16 frei
drehbar am Chassis 12 angebracht sein können. Weiterhin wird deutlich,
daß jedes
der vier Räder 16 innerhalb
des Umfangs des Chassis 12 angeordnet sein kann. Beispielsweise
kann eine (nicht dargestellte) Ausnehmung im Boden 30 vorgesehen
sein, um drehbar die Welle 44 oder eine Stütze 32 aufzunehmen.
Es wird darauf hingewiesen, daß jede
im Stand der Technik bekannte Vorrichtung dazu verwendet werden
kann, die Räder 16 drehbar
am Chassis 12 anzubringen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist die Oberseite 28 eine
zentrale obere Platte 50, eine vordere obere Platte 52 und
eine hintere obere Platte 54 auf. Es wird darauf hingewiesen,
daß die
Oberseite 28 auch nur aus einer einzigen Platte bestehen
kann. Darüber hinaus
kann die obere Platte, oder können
die oberen Platten an dem Chassis 12 durch jede im Stand
der Technik bekannte Vorrichtung befestigt sein. Beispielsweise
ist, wie in 1 gezeigt, die obere zentrale
Platte 50 an ihrem Ort durch mehrere Schrauben 56 festgelegt.
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In 3 wurden
die obere zentrale Platte 50 und die vordere und hintere
obere Platte 52 bzw. 54 entfernt, um den Innenaufbau
des Chassis 12 zu zeigen. Das Chassis 12 weist
ein vorderes Abteil 60 auf, ein zentrales Abteil 62,
und ein hinteres Abteil 64 (sh. auch 4).
Diese Abteile bilden ausreichend Aufnahmeraum für die elektronischen Motorsteuerungen für die Basis 10 und
auch für
die Batterien zur Versorgung des Motors für die Basis 10. Beispielsweise können bei
der bevorzugten Ausführungsform
zwei Batterien 66 in dem vorderen Abteil 60 angeordnet sein,
und zwei Batterien 66 in dem hinteren Abteil 64.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Konstruktion besteht darin, daß jedes
Abteil 60 und 64 ausreichend groß ist, um
zwei momentan erhältliche
Batterien aufzunehmen, die ausreichend Energie für den Motor für die Antriebsräder zur
Verfügung
stellen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Größe und Art der Batterie, die
in dem Abteil 60 und 64 aufgenommen wird, unterschiedlich
sein kann, abhängig
von der Verfügbarkeit
am Markt, und der Leistung, die an den Motorantrieb der Räder 14 geliefert
werden soll. Es wird darauf hingewiesen, daß bei Weiterentwicklung der
Batterietechnik eine erhöhte
Anzahl an kleineren Batterien, die noch mehr Leistung abgeben können, im
Abteil 60 und 64 angeordnet werden kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß jede
Batterie 66 relativ schwer ist. Beispielsweise kann eine Batterie 66 ein
Gewicht in der Größenordnung
von 25 Pfund aufweisen. Jedes der vorderen und hinteren Abteile 60 bzw. 64 kann
daher einen Aufnahmeraum für
Batterien mit 50 Pfund zur Verfügung
stellen. Hierdurch kann das Gewicht der Batterien gleichmäßig zwischen
dem Vorderende 20 und der Basis 10 und dem Hinterende 22 der
Basis 10 verteilt werden.
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Die
Zugmaschine 70, die in 5 gezeigt
ist, ist so in dem Rollstuhl 10 angebracht, wie dies in 4 gezeigt
ist. Daher sind die Antriebsräder 14 zentral
bei dem Rollstuhl 10 zwischen dem Vorderende 20 und
dem Hinterende 22 angeordnet, und praktisch unmittelbar
unterhalb der Person, wenn diese in dem Stuhl sitzt, der an dem
Rollstuhl 10 angebracht ist.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
weist die Zugmaschine 70 ein oberes Gehäuse 72 auf, das eine
obere Platte 74 und eine untere Platte 76 umfaßt. Die
obere Platte 74 kann an der unteren Platte 76 durch
jede im Stand der Technik bekannte Vorrichtung befestigt sein, beispielsweise
durch Schrauben 78 (sh. 3). Das
obere Gehäuse 72 wird
dazu verwendet, die Zugmaschine 70 im zentralen Abteil 62 zu
befestigen. Daher kann das zentrale Abteil 62 mit zwei
querverlaufenden Halterungsteilen 80 versehen sein, auf
welchen das obere Gehäuse 72 durch
jede im Stand der Technik bekannte Vorrichtung befestigt werden
kann, beispielsweise Schrauben.
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Die
Halterungswelle für
die Antriebsräder 14 erstreckt
sich vom oberen Gehäuse 72 aus
nach unten. Die Antriebsräder 14 sind
unterhalb des Gehäuses 72 angebracht,
und werden so vorgespannt, daß sie
ihren Eingriff mit dem Boden beibehalten, auf welchem sich der Rollstuhl 10 befindet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind die Räder 14 auf
einer Teleskopwelle angebracht, die vorgespannt ist, beispielsweise
durch eine Feder, so daß sie
den Boden berührt.
Es wird darauf hingewiesen, daß andere
Aufhängungsvorrichtungen
zum Vorspannen von Rädern 14 in
die Bodenberührungsposition,
die in 4 gezeigt ist, verwendet werden können, einschließlich beispielsweise
vorgespannter Streben oder Aufhängungsarme.
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Die
Antriebsräder 14 sind
so vorgespannt, daß sie
einen beträchtlichen
Anteil des Gewichts eines besetzten Stuhls empfangen, wenn dieser
auf dem Rollstuhl 10 angebracht ist. Beispielsweise kann das
Gewicht des Rollstuhls 10, einschließlich der Batterien, des Motorantriebs
für die
Räder 14,
und eines auf dem Rollstuhl 10 angebrachten Stuhls in der Größenordnung
von etwa 100 kg liegen. Ein beträchtlicher
Anteil dieses Gewichts wird durch die Antriebsräder 14 gehaltert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
können
die Antriebsräder 14 75%
dieses Gewichtes halten, bevorzugt mehr als 85% dieses Gewichtes,
besonders bevorzugt mehr als 90% dieses Gewichtes, und am bevorzugtesten
etwa 95% dieses Gewichtes. Hieraus wird deutlich, daß die Freilaufräder 16 kein
großes
Gewicht eines unbesetzten Stuhls haltern, sondern in Bodenberührung stehen.
Wenn eine Person in dem Stuhl sitzt, wird infolge des Vorspannteils
das Gewicht der Person verteilt, vorzugsweise gleichmäßig, unter
den Freilaufrädern 16.
Infolge des Zusammendrückens
der Freilaufräder
kann ein gewisser Anteil dieses Gewichts von den Antriebsrädern 14 gehaltert
werden. Allerdings kann der Gewichtsanteil der Person, der von den
Antriebsrädern 14 gehaltert
wird, minimal sein (beispielsweise in der Größenordnung von 5% bis 10% oder
weniger). Jeder Anteil dieses Gewichts, der von den Antriebsrädern gehaltert
wird, wäre
positiv, da hierdurch die Traktion zwischen den Antriebsrädern 14 und
dem Boden erhöht
würde.
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Ein
typischer erwachsener Mann kann in der Größenordnung von 100 kg wiegen.
Unter Vernachlässigung
mechanischer Verluste haltern die Freilaufräder 16 daher im wesentlichen
dieses gesamte Gewicht, während
die Antriebsräder 14 im
wesentlichen das Gesamtgewicht des unbesetzten Stuhls haltern (ebenfalls
etwa 100 kg). Wenn das Gewicht der Person gleichmäßig unter
den vier Freilaufrädern 16 aufgeteilt
wird, dann haltern das vordere Paar der Freilaufräder 16 und
das hintere Paar der Freilaufräder 16 jeweils
annähernd
50 kg, während
das zentrale Antriebsrad annähernd
100 kg haltert. Daher werden etwa 25% des Gewichts des beladenen
Rollstuhls durch jedes der vorderen und hinteren Paare der Freilaufräder 16 gehaltert,
und werden 50% des Gewichts des beladenen Rollstuhls durch die Antriebsräder 14 gehaltert.
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Diese
Anordnung weist spezielle Vorteile auf. Erstens stellt das durch
die Antriebsräder 14 gehalterte
Gewicht sicher, daß die
Antriebsräder
in Berührung
mit dem Boden bleiben. Wenn die Oberfläche, über welche der Rollstuhl fährt, ihre
Höhe ändert, läßt es das
Vorspannteil zu, daß die
Antriebsräder
nach oben hin einfahren, oder nach unten hin ausfahren, um so dem
Profil des Bodens zu folgen. Hierdurch wird die dynamische Stabilität des Stuhls verbessert,
selbst wenn er sich in Bewegung befindet, da etwa die Hälfte oder
mehr des Gewichts eines beladenen Rollstuhls durch die zentral angeordneten Antriebsräder 14 gehaltert
wird. Hierdurch werden beträchtliche
Vorteile zur Verfügung
gestellt, einschließlich
einer verbesserten Traktion durch die Antriebsräder 14, wenn ein Rollstuhl 10 eine
geneigte Ebene herauf- oder herunterfährt, beispielsweise eine Rampe
für eine
behinderte Person.
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Weiterhin
wird bei einem typischen Rollstuhl annähernd 40% bis 60% des Gewichts
eines belasteten Rollstuhls durch das vordere Paar der Räder gehaltert.
Bei der Konstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nur etwa 25% des Gewichts eines beladenen Rollstuhls
durch das vordere Paar der Räder
gehaltert (oder weniger, wenn die Person leichter ist, beispielsweise
eine erwachsene Frau, die 50 bis 60 kg wiegen kann). Trotz der Tatsache,
daß das
vordere Paar der Freilaufräder 16 an
seinem Ort in Bezug zum Boden 30 des Rollstuhls 10 festgelegt
ist, kann sich daher das vordere Paar der Freilaufräder 16 nach
oben bewegen, um über
Buckel und niedrige Randsteine zu fahren, beispielsweise solche
am Beginn einer Rampe. Das verringerte Gewicht, das von den Rädern 16 gehaltert
wird, im Vergleich zu denselben Rädern bei einem typischen Rollstuhl,
führt dazu, daß ein derartiger
Rollstuhl einfacher über
unebenes Gelände
gelangen kann.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß bei weichem Boden, beispielsweise
Gras, es weniger wahrscheinlich ist, daß die Vorderräder 16 sich
in den Boden eingraben, was zum Steckenbleiben des Rollstuhls führt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist eine zentrale Wellenhalterung 82 unterhalb des oberen
Gehäuses 72 (vgl.
die 4 bis 6) vorgesehen, um ein Halterungsteil
zur Aufnahme der Teile zur Verfügung
zu stellen, welche die teleskopartige Vertikalbewegung der Antriebsräder 14 ermöglichen. Zentral
innerhalb der zentralen Wellenhalterung 82 ist eine Halterung 86 zur
Aufnahme einer Keilbuchse 84 angeordnet. Die Keilbuchse 84 weist
eine zentrale Öffnung
zur Aufnahme einer Keilwelle 88 auf. Die Keile der Buchse 84 sind
so angeordnet, daß sie
zu Teilen passen, die in der Welle 88 vorgesehen sind, damit
sich die Welle 88 nach oben oder unten in Bezug auf das
obere Gehäuse 72 bewegen
kann. Auf diese Weise ist die Welle 88 drehfest in der
zentralen Wellenhalterung 82 angebracht. Fachleute auf
diesem Gebiet wissen, daß andere
Mechanismen dazu verwendet werden können, die Welle 88 drehfest
in Bezug auf die Halterung 82 anzubringen. Weiterhin wird
darauf hingewiesen, daß es
bei einigen Ausführungsformen
wünschenswert
sein kann, einen Mechanismus vorzusehen, der es gestattet, daß sich die Welle 88 in
Bezug auf das obere Gehäuse 72 dreht, wie
dies in Fernie et al beschrieben wird, und durch Bezugnahme in die
vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
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Die
Feder 90 ist zentral innerhalb der Keilwelle 88 so
angeordnet, daß sie
die Antriebsräder 14 in
die Bodenberührungsposition
vorspannt. Wie in 4 gezeigt ist, ist die Feder 90 in
dem hohlen Kern 92 der Keilwelle 88 angeordnet,
und erstreckt sich vom Boden 94 des hohlen Kerns 92 aus
nach oben, um in Eingriff mit der unteren Oberfläche der oberen Platte 74 zu
gelangen. Hierdurch wird die Spannung in der Feder 90 aufrecht
erhalten, und werden die Antriebsräder 14 nach unten
gedrückt.
Es wird darauf hingewiesen, daß dann,
wenn die Feder 90 eine zu große Zugkraft ausübt, sich
die Antriebsräder 14 nach
unten, und zwar unterhalb der Ebene erstrecken, die durch die Freilaufräder 16 festgelegt
wird, und daher die Freilaufräder 16 keine
stabile Plattform für
den Rollstuhl 10 ausbilden. Daher übt die Feder 90 eine
ausreichende Zugkraft aus, so daß das Antriebsrad 14 und
das Freilaufrad 16 in Bodenberührung gelangen, während der
Rollstuhl 10 ortsfest ist, wobei vorzugsweise nur ein minimaler
Anteil des Gewichts durch die Freilaufräder 16 gehaltert wird.
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Die
Antriebsräder 14 können durch
jeden im Stand der Technik bekannten Motor angetrieben werden. Wie
aus 4 hervorgeht, weist der Boden 30 des
Chassis 12 einen ausgenommenen, zentralen Abschnitt 100 auf,
um so einen Hohlraum 102 auszubilden, der unterhalb des
ausgenommenen Abschnitts 100 liegt, in welchem der Motorantrieb
für das
Antriebsrad 14 aufgenommen werden kann. Es wird darauf
hingewiesen, daß durch
Verlängerung der
gegenüberliegenden
Seiten 24, 26 der gesamte Motorantrieb für die Räder 14 innerhalb
des Chassis 12 vorhanden sein kann, oder nur ein Teil des
Motorantriebs.
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Gemäß 5 ist
die Keilwelle 88 auf der unteren Wellenhalterung 104 angebracht.
Vorzugsweise ist jedes der Antriebsräder 14 mit einem Motor
verbunden, so daß sie
sich unabhängig
im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn drehen können. Daher
ist vorzugsweise ein Motor 106 für jedes Antriebsrad 14 vorgesehen.
Jeder Motor 106 kann zum Antrieb an ein Verteilergetriebe 108 angeschlossen sein,
welches eine zugeordnete Achse 110 aufweist. Das Antriebsrad 14 ist
drehfest so auf der Achse 110 angebracht, daß es sich
mit der Achse 110 dreht. Die Motoren 106 können in
einem Winkel nach oben gegenüber
der Horizontalrichtung angeordnet sein, so daß sie sich in den Hohlraum 102 zurückziehen.
Weiterhin kann durch Anordnung der Motoren 106 in einem
Winkel nach oben die Wahrscheinlichkeit verringert werden, daß die Motoren 106 durch
Bodenberührung
oder Gegenstände
auf der Oberfläche
beschädigt
werden.
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Damit
beide Antriebsräder
bei unterschiedlichem Grund in Bodenberührung bleiben können, sind
die Antriebsräder 14 vorzugsweise
so angebracht, daß sie
sich in einer Ebene quer zur Bewegungsrichtung des Rollstuhls 10 verschwenken
können.
Wie in 5 gezeigt ist, kann die Wellenhalterung 104 schwenkbar
um die Achse 88 herum mit Hilfe eines Drehzapfens 112 angelenkt
sein. Wenn sich der Rollstuhl 10 über einen unebenen Grund bewegt, kann
sich daher ein Antriebsrad 14 nach oben bewegen, während sich
das andere nach unten bewegen kann, ohne Traktion oder ohne wesentliche
Traktion.
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Fachleute
auf diesem Gebiet werden merken, daß eine unterschiedliche Anzahl
an Antriebsrädern 14 vorgesehen
sein kann. Darüber
hinaus können,
falls gewünscht,
die beiden Antriebsräder
von einem einzigen Motor 106 betätigt werden, so daß sie sich
immer beide in derselben Richtung drehen.