DE3725689A1 - Schnellkupplung zum drehbaren verbinden einer lenkradlenkachse mit einer verbindungsmuffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung zum drehbaren Verbinden einer Lenkradlenkachse mit einer Verbindungmuffe eines Untergestells, insbesondere eines Rollstuhluntergestells.

Viele an den Rollstuhl gebundene Personen sind heutzutage daran gewöhnt, nicht mehr auf fremde Hilfe angewiesen zu sein, was dazu geführt hat, daß große Anforderungen an die heutigen Rollstühle hinsichtlich deren Gewicht, Abmessungen sowohl im Verwendungs- als auch in Transportzustand, Manövrierfähigkeit in engen Räumen sowie Demontierbarkeit gestellt werden. Ein Rollstuhl, der diesen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich des Raumbedarfs in der Transportlage, weitgehend genügt, ist aus der SE-Patentanmeldung 85 01 159-1 bekannt. Der geringe Platzbedarf dieses Rollstuhls macht es möglich, daß dieser in seiner demontierten zusammengeklappten Transportlage sogar in dem Gepäckablagefach eines Flugzeugs untergebracht werden kann. Dies bedeutet, daß an den Rollstuhl gebundene Personen selbst in ihrem eigenen Rollstuhl in den Flugzeugpassagierraum einsteigen können. Der Rollstuhl wird dann demontiert und in den Passagierraum verstaut. Es ist somit nicht mehr notwendig - wie es früher der Fall gewesen ist - den Rollstuhl in den Gepäckraum des Flugzeugs unter den Passagierraum zu bringen, was zur Folge hatte, daß die an den Rollstuhl gebundene Person mit dem Rollstuhl des Flughafens in den Passagierraum gefahren werden mußte. Dies bedeutet sowohl für die an den Rollstuhl gebundene Person als auch für das Personal des Passagierraums eine erhebliche Erleichterung der Flugreise.

Dabei werden jedoch große Anforderungen daran gestellt, daß sich der Rollstuhl leicht auseinandernehmen und im demontierten Zustand handhaben läßt. Die genannte Rollstuhlkonstruktion erfüllt durch sein niedriges Gewicht und zugängliche Verriegelung weitgehend diese Anforderungen. Gewisse Schwierigkeiten entstehen jedoch bei der Abnahme des Lenkrads des Rollstuhls.

Die Lenkradlenkachse des bekannten Rollstuhls wird gegen Axialbewegung in einer Verbindungsmuffe mittels Sperrkugel gesperrt, die teilweise aus Öffnungen in der Wand der hohlen Lenkradlenkachse hinausragen und in einer Nut in der Verbindungsmuffe laufen. Diese Sperrkugeln werden durch einen verschiebbaren gegenüber der Verschlußlage federbeaufschlagten Verschluß, der gegen die Leerkupplungslage mittels einer Schaltstange verschoben werden kann, die durch die Lenkradlenkachse verläuft, und außerhalb der unteren Endfläche dieser Achse hinausragt, daran gehindert, in den Innenraum der hohlen Lenkradlenkachse zu fallen. Diese Schnellkupplung funktioniert normalerweise gut, aber bei großen Lenkrädern kann es schwer sein, die Schaltstange zu erreichen. Weiterhin besteht die Gefahr, daß die Sperrkugeln bei unkorrekter Dimensionierung der Verschlußnuten und Kugeln bei Versuchen, die Achse abzunehmen, gegen die Wand der Öffnungen der Lenkradlenkachse geklemmt werden, was zur Folge hat, daß die Kupplung nicht immer beim ersten Leerkupplungsversuch ausgekuppelt wird. Weiterhin setzt das axiale Eindrücken der Schaltstange voraus, daß die Lenkradkonstruktion erhebliche horizontale Stützflächen für die Rand umfaßt, damit man mit einer Hand gleichzeitig mit dem Eindrücken der Schaltstange die Lenkradlenkachse aus der Verbindungmuffe, die dann mit der anderen Rand feststehend gehalten wird, herausziehen kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen und außerdem eine Lenkradlenkachsenlagerung und Lenkradlenkachse zu schaffen, die in Gewichts- und Herstellungshinsicht vorteilhafter sind als die entsprechenden Komponenten der bekannten Konstruktionen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schnellkupplung zum drehbaren Verbinden einer Lenkradlenkachse mit einer Verbindungsmuffe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Indem die Steuerwelle seitwärts von der Verbindugnsmuffe hinausragt, kann eine gute Zugänglichkeit dadurch erreicht werden, daß die Lage der Steuerwelle in Umkreisrichtung frei gewählt werden kann; gleichzeitig erhält man eine gute Ergonomie, indem das Eindrücken der Steuerwelle einen natürlichen Teil der Greifbewegung um die Verbindungsmuffe darstellt. Da Sperrkugeln in der Kupplung nicht enthalten sind, wird ferner die Anzahl der Teile geringer, und da die Lenkradlenkachse nicht hohl sein muß, wird eine Minderung deren Außenabmessungen mit darauffolgender Minderung der Abmessungen der Verbindungsmuffe oder eine Verwendung von Material mit geringerer Festigkeit in der Lenkradlenkachse zugelassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verschlußmechanismus in einem besonderen Verschlußgehäuse vorgesehen, das in dem oberen Teil eines mit dem Untergestell des Rollstuhls verbundenen Kupplungsrohres angeordnet ist und das gleichzeitig obere Lager für die Lenkradlenkachse darstellt.

Diese und andere Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 im wesentlichen im Schnitt eine Schnellkupplung gemäß der Erfindung, wobei die in der Kupplung enthaltenen Teile sich in zusammengekuppelter Lage befinden,

Fig. 2 von oben das Verschlußgehäuse in Fig. 1 in einem Horizontalschnitt längs der Achsenlinie der Ausbohrung im Verschlußgehäuse,

Fig. 3 einen Schnitt von der Seite entlang der Linie III-III in Fig. 2, und

Fig. 4 und 5 Seitenansichten des Verschlußelements bzw. der Lenkradlenkachse.

Die erfindungsgemäße Schnellkupplung besteht im wesentlichen aus einer Lenkradlenkachse 1 und einer Verbindungsmuffe 2, in der die Lenkradlenkachse in der Arbeitslage eines Rollstuhls eingeführt ist. Wie aus Fig. 1 schematisch hervorgeht, ist ein Kupplungsflansch zum Befestigen der Verbindungsmuffe an dem Untergestell eines Rollstuhls in einem Stück mit der Verbindungsmuffe ausgebildet.

Die Verbindungsmuffe kann natürlich in einem Stück ausgebildet werden, aber in der bevorzugten Ausführungform besteht die Verbindungsmuffe aus einem Kupplungsrohr 3 und einem Verschlußgehäuse 4. Dadurch können auf dem Markt befindliche Kupplungsrohre, die Sitzflächen für Kugellager umfassen, bei der erfindungsgemäßen Schnellkupplung verwendet werden, indem das Verschlußgehäuse an dem Kupplungsrohr im oberen Lagersitz befestigt werden kann.

Die in Fig. 5 gezeigte Lenkradlenkachse 1 hat in ihrem unteren Ende ein Gewindestück 5 zur Befestigung der das Lenkrad tragenden Gabel. Weiterhin ist in dem unteren Teil der Achse ein radial herausragendes zylindrisches Teil 6 angeordnet, an dem die Verbindungsmuffe 2 - wie in Fig. 1 gezeigt - in der Verwendungslage des Rollstuhls anliegt. In dem oberen Ende der Lenkradlenkachse ist eine Umfangsnut 7 mit kreisbogenförmigem Querschnitt aufgenommen, wie aus Fig. 5 am besten ersichtlich ist. Zwischen der Nut 7 und dem Teil 6 weist die Lenkradlenkachse 2 zylindrische Abschnitte 8, 9 mit verschiedenen Durchmessern auf, die durch einen dazwischenliegenden Abschnitt mit der Form eines abgestumpften Kegels miteinander verbunden sind.

Das Verschlußgehäuse 4 besteht aus zwei zylindrischen Teilen 11, 12, von denen das obere einen Durchmesser, der im wesentlichen mit dem Durchmesser des Kupplungsrohres übereinstimmt, und das untere einen geringeren Durchmesser hat, der, wie bereits erwähnt, es mit sich bringt, daß das genannte untere Teil so angeordnet sein kann, um es in den oberen Lagersitz des auf dem Markt befindlichen Kupplungsrohres einzupassen. Eine zentrale Ausbohrung 13 mit einem Durchmesser, der mit dem Durchmesser des oberen zylindrischen Teils 9 der Lenkradlenkachse übereinstimmt, erstreckt sich durch das Verschlußgehäuse und endet unmittelbar unterhalb der Oberseite des Verschlußgehäuses. Weiterhin hat das Verschlußgehäuse in seinem oberen Teil 11 eine zur Bohrung 13 senkrechte Bohrung 14, welche die Bohrung 13 neben der Achse derselben schneidet, so daß imaginäre Zylinder 13 und 14 in Schnitten, die zum Zylinder 13 senkrecht sind und den Zylinder 14 umfassen, gemeinsame Querschnittsflächen in Form von Kreisabschnitten der Querschnittsfläche des imaginären Zylinders 13 haben. Ein solcher Kreisabschnitt A wird in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angezeigt, welcher Abschnitt A den größten solcher gemeinsamen Kreisabschnitte darstellt. Aus Fig. 2 ist ebenfalls ersichtlich, daß die Bohrung 14 in die eine Seite des Verschlußgehäuses mündet, während sie auf der entgegengesetzten Seite des Verschlußgehäuses ein Stück innerhalb der Seitenwand endet. Ein Loch 15, das sich durch den unteren Teil 12 des Verschlußgehäuses parallel zur Lenkradlenkachse erstreckt, mündet in die Bohrung 14 im Abstand von einer Ebene, die zur Lenkradlenkachse parallel ist und die Längsachse der Bohrung 14 enthält. Das Loch ist weiterhin so angeordnet, daß eine Linie, die zu der genannten Längsachse und der Lenkradlenkachse senkrecht ist und durch den äußersten gemeinsamen Punkt des gemeinsamen Volumens verläuft, das auf der Seite, die dem offenen Ende der Bohrung 14 zugewandt ist, durch die Bohrungen 13 und 14 definiert wird, den dem geschlossenen Ende der Bohrung zugewandten Umfang des Loches 15 tangiert, und in gleicher Höhe wie der in Fig. 2 gezeigte untere Schnittpunkt zwischen den Bohrungen 13 und 14. Das Loch 15 setzt sich, wie in Fig. 3 ersichtlich, auf der entgegengesetzten Seite der Bohrung 14 fort.

Ein Verschlußorgan 16 mit einer äußeren Begrenzungsfläche mit dem gleichen Durchmesser wie die Bohrung 14 wird in Fig. 4 dargestellt. Wie aus dieser Figur ersichtlich, besteht das Verschlußorgan 16 aus zwei Zylinderkörpern, einem Verschlußelement 17 und einem Schließkopf 19, die mittels einer Steuerwelle 18 miteinander verbunden sind. In Fig. 1 wird das Verschlußorgan in der Bohrung 14 eingeführt gezeigt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist auch eine Druckfeder 21 in der Bohrung 14 gegen den Boden derselben eingeführt, welche Feder das Verschlußelement 17 in einer der Einführungsrichtung entgegengesetzten Richtung beaufschlagt. Weiterhin ist ein Sperrstift 20 in dem Loch 15 eingeführt, der das Verschlußelement daran hindert, aus der Bohrung hinausgedrückt zu werden. In der in dieser Figur gezeigten Lage, die der Kupplungslage der Kupplung entspricht, befindet sich das Verschlußelement 17 des Verschlußorgans 16 gerade vor der Bohrung 13 im Verschlußgehäuse und füllt somit das gemeinsame Volumen der Bohrungen 13 und 14 aus. Der Schließknopf 19 erstreckt sich eine ausreichende Strecke außerhalb der Seitenwand des Verschlußgehäuses, damit ein Eindrücken des Schließknopfes gegen Wirkung der Feder 21 bewirken kann, daß das Verschlußelement 17 aus dem genannten gemeinsamen Volumen hinausgeführt wird. Dabei soll der Durchmesser der Steuerwelle so gering sein, daß die Steuerwelle in der eingedrückten Lage des Schließknopfes sich mit keinem Teil innerhalb des gemeinsamen Volumens der Bohrungen 13, 14 erstreckt, gleichzeitig wie die Längenabmessungen der Steuerwelle und des Schließknopfes derart sind, daß auch der Schließknopf beim maximalen Eindrücken, d.h. wenn das Außenenede des Schließknopfes in gleicher Höhe wie die Kante des Verschlußgehäuses liegt, mit keinem Teil in das gemeinsame Volumen der Bohrungen 13, 14 fällt. Wenn der Schließknopf losgelassen wird, wird die Rückbewegung des Verschlußelementes 17, wie bereits erwähnt, vom Sperrstift 20 gesperrt.

In diesem Zusammenhang sei hervorgehoben, daß die Schnitte in Fig. 1 hauptsächlich eine Diametralebene durch die Lenkradlenkachse parallel zur Längsachse der Bohrung 14 darstellen, auf der ein paralleler Schnitt der Bohrung 14 durch die Längsachse derselben übergelagert worden ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befindet sich der Sperrstift 20 in keiner dieser Ebenen; zur Erleichterung der Verständlichkeit ist jedoch die Anordnung des Sperrstiftes 20 in Längsrichtung der Ausbohrung 14 in Fig. 1 veranschaulicht worden. Die Anordnung des Sperrstiftes in Querrichtung, wie in Fig. 2 ersichtlich, ist vozugsweise derart, daß er so nahe an der Steuerwelle wie möglich liegt, ohne jedoch daran anzuliegen.

Die Montage der Schnellkupplung erfolgt in nachstehend angegebener Weise.

Zuerst wird der Verschlußmechanismus, d.h. die Feder 21, das Verschlußorgan 16 und der Sperrstift 20, in die Bohrung 14 des Verschlußgehäuses 4 hineingeführt, wobei das Verschlußelement an der Bohrung 13 vorbei gedrückt werden muß, damit der Sperrstift in das Verschlußgehäuse eingetragen werden kann. Dann wird das Verschlußgehäuse 4 mit dem unteren Teil 12 in den oberen Lagersitz des Kupplungsrohres eingepaßt an das Kupplungsrohr 3 festgedrückt. Das Verschlußgehäuse 4 kann gegebenenfalls durch das Bohren eines Loches, in das ein Sperrstift 22 eingesetzt wird, im Kupplungrohr verankert werden. Die Lenkradlenkachse 1 wird dann in das Kupplungsrohr hineingeführt, gleichzeitig wie der Schließknopf 19 eingedrückt wird, worauf der Schließknopf losgelassen wird, wenn die Lenkradlenkachse ganz eingeführt ist. Da die Verbindungsmuffe in der Arbeitslage des Rollstuhls an dem radial herausragenden Zylinderteil 6 der Lenkradlenkachse anliegen soll, muß die Bohrung 13 im Verschlußgehäuse so lang sein, daß das obere Ende der Lenkradlenkachse 1 an dem Boden dieser Bohrung nicht zum Anliegen kommen kann. Weiterhin beteht die Funktion des Verschlußmechanismus nur darin, die Lenkradlenkachse daran zu hindern, aus der Verbindungsmuffe zu fallen, was bedeutet, daß im Normalfall, wenn diese an dem Teil 6 der Lenkradlenkachse anliegt, das Verschlußgehäuse von axialen Belastungen nicht beaufschlagt wird. Das Verschlußelement 17 wird daher im wesentlichen nur von dem Gewicht des Lenkrades und der Lenkradaufhängung belastet, wenn das Lenkrad bei der Verwendung frei in der Luft hängt. Von dem Verschlußmechanismus brauchen daher keine großen Belastungen aufgenommen zu werden. Dies bedeutet, daß der Verschlußeingriff zwischen dem Verschlußelement 17 und der Umfangsnut 7 der Lenkradlenkachse in verhältnismäßig weiten Grenzen dimensioniert werden kann. So können die Konfigurationen der Bohrung 14 und der Nut 7 unabhängig voneinander variiert werden, natürlich unter der Voraussetzung, daß die Bohrungen 13 und 14 ein gemeinsames Volumen umfassen, und das Verschlußelement 17 eine Konfiguration hat, die der der Bohrung 14 entspricht. Die zylindrische Konfiguration der Bohrung 14 und der kreisbogenförmige Querschnitt der Nut 7 sind daher nur als Beispiel aus Herstellungsgründen geeigneter Ausführungsformen zu sehen. Um zwischen Verschlußelement und Lenkradlenkachse Reibung zu vermeiden, soll zwischen diesen Elementen bei der in Fig. 1 gezeigten Normallage der Lenkradlenkachse ein Spiel vorliegen.

Wie bereits erwähnt, soll der untere Teil des Verschlußgehäuses in befindlichen Verbindungmuffenkonstruktionen das obere Kugellager ersetzen. Weiterhin ist das Verschlußgehäuse aus weicherem Material als das Kupplungsrohr hergestellt, das auch einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Ein geeignetes Material für das Verschlußgehäuse ist Delrin^(R)-Kunststoff. Dieser Aufbau gestattet die Gleitlagerung der Lenkradlenkachse, zweckmäßig im sowohl Ober- als auch Unterende, wie in Fig. 1 gezeigt. In diesem Zusammenhang sei hervorgehoben, daß bei der Verwendung befindlicher Kupplungsrohre in diesem Fall auch das untere Kugellager durch ein Gleitlager ersetzt werden muß. Wenn der Durchmesser des Abschnitts 8 der Lenkradlenkachse 1 zur Übereinstimmung mit dem Durchmesser befindlicher hohler Lenkradlenkachsen angepaßt wird, können natürlich auch die vorhandenen Kugellager als untere Lenkradlenkachsenlager verwendet werden.

Indem die bekannte, hohle Lenkradlenkachse durch eine solide Achse ersetzt wird, werden außerdem die Wahlmöglichkeiten eines Konstrukteurs hinsichtlich der Dimensionierung und des Materials größer. Wenn man den gleichen Durchmesser wie bei der bekannten Achse wählt, kann beispielsweise Material mit schlechteren Festigkeitseigenschaften gewählt werden, und bei der Wahl desselben Materials können die Achsenabmessungen und damit die Verbindungsmuffenabmessungen reduziert werden.

Die Verbindungsmuffe kann natürlich auch in einem Stück hergestellt werden, wobei in diesem Fall das Loch 15 in die Oberseite des Verschlußgehäuses münden muß.

Um das Eindrücken des Schließknopfes zu erleichtern, ist der Teil 11 des Verschlußgehäuses längs einer Sehne senkrecht zur Längsachse der Bohrung 14 abgeschnitten.

Erfindungsgemäß wird somit eine Schnellkupplung geschaffen, um eine Lenkradlenkachse mit einem Kupplungsteil zu verbinden, das wenig enthaltene Teile hat, leicht zu montieren und herstellungstechnisch günstig ist, indem die enthaltenen Teile eine unkomplizierte Konfiguration haben. Weiterhin ist die Konstruktion in ergonomischer Hinsicht vorteilhaft, indem die Leerkupplungsbewegung des Verschlußelements einen natürlichen Teil der Greifbewegung zum Ergreifen der Verbindungsmuffe darstellt, und indem die Lage des Schließknopfes um den Umfang des Verschlußgehäuses herum frei gewählt werden kann, so daß die Zugänglichkeit gut wird. Die Konstruktion ist im Vergleich zu bekannten Konstruktionen auch sehr flexibel in bezug auf Materialwahl, Dimensionierung und Achsenlagerungsausführung.

Claims (7)

1. Schnellkupplung zum drehbaren Verbinden einer Lenkradlenkachse mit einer Verbindungmuffe eines Untergestells, insbesondere eines Rollstuhluntergestells, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkradlenkachse (1) an ihrem oberen Ende eine zur Achsenrichtung der Lenkradlenkachse senkrechte Umfangsnut (7) umfaßt, in welche ein Teil eines Verschlußelements (17) eines Verschlußorgans (16) in der Kupplungslage der Schnellkupplung hineinragt, welches Verschlußelement (17) innerhalb einer mit der Lenkradlenkachse zusammenwirkenden und diese umgebenden Verbindungsmuffe (2) verschiebbar angeordnet ist, und welches Verschlußelement in der Kupplungslage eine relative Axialbewegung zwischen Lenkachse und Verbindugmuffe hindert.

2. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelelement (17) gegen die Kupplungslage federbeaufschlagt ist.

3. Schnellkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (17) einen Zylinderkörper darstellt, der in einer zur Lenkradlenkachsenrichtung senkrechten Bohrung (14) der Verbindungsmuffe verläuft, welche Ausbohrung die in der Kupplungslage in der Verbindungsmuffe (2) angeordnete Lenkradlenkachse (1) gerade vor der Umfangsnut (7) und einerseits der Lenkradlenkachse (1) schneidet, so daß die Umfangsnut und die Ausbohrung ein gemeinsames Volumen umfassen, das in der Kupplungslage von einem Teil des Verschlußelementes (17) ausgefüllt wird.

4. Schnellkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (17) an seinem einen Ende an einer Druckfeder (21) anliegt, welche das Verschlußelement gegen die Kupplungslage betätigt, in welcher das Verschlußelement von einem Sperrstift (2) an weiterer Axialbewegung in der Bohrung (14) in der Kraftrichtung der Druckkraftfeder gehindert wird, und an ihrem anderen Ende eine koaxial herausragende Steuerwelle (18) trägt, die eine solchen Durchmesser hat, daß beim Pressen des Zylinderkörpers in seine unwirksame Lage gegen die Druckfederwirkung die Steuerwelle, die dann in die Position der Bohrung (14) geschoben worden ist, die vom Zylinderkörper in der Kupplungslage aufgenommen wird, außerhalb der äußeren Begrenzungsfläche der Lenkradlenkachse (1) kommen wird.

5. Schnellkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (18) an ihrem dem Verschlußelement (17) abgewandten Ende durch ein erweitertes, zylindrisches Teil (19) mit dem gleichen Durchmesser wie die Bohrung abgeschlossen wird, welches Teil aus der Seitenwand der Verbindungsmuffe (2) eine Strecke hinausragt, die wenigstens gleich groß wie die Länge des Verschlußelementes (17) ist.

6. Schnellkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffe (2) ein separates Verschlußgehäuse (4) aus einem Material mit niedrigen Reibungskoeffizienten umfaßt, welches Verschlußgehäuse Bohrungen (13, 14 bzw. 15) hat, um das obere Ende der Lenkradlenkachse, den Zylinderkörper mit Steuerwelle und Druckfeder bzw. den Sperrstift (20) aufzunehmen.

7. Schnellkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungmuffe (2) eine obere und eine untere zlyindrische Gleitlagerfläche umfaßt, von denen die obere den unteren Teil der Bohrung (13) für die Lenkradlenkachse im Verschlußgehäuse (4) darstellt.