PL 223142 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 223142 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 402275 (22) Data zgłoszenia: 28.12.2012 (51) Int.Cl. F16H 3/44 (2006.01) B62M 11/14 (2006.01) A61G 5/02 (2006.01) (54) Piasta przekładniowa wielobiegowa do ręcznych wózków inwalidzkich (43) Zgłoszenie ogłoszono: 07.07.2014 BUP 14/14 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.10.2016 WUP 10/16 (72) Twórca(y) wynalazku: BARTOSZ WIECZOREK, Poznań, PL MAREK ZABŁOCKI, Poznań, PL
2 PL 223 142 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest piasta przekładniowa wielobiegowa do ręcznych wózków inwalidzkich. Trzybiegowy mechanizm może napędzać zarówno klasyczne i aktywne wózki inwalidzkie o różnych średnicach kół napędowych. Przedmiot wynalazku znajduje zastosowanie we wszystkich wózkach inwalidzkich wyposażonych w duże koła napędu ręcznego z ciągami. Znany jest problem napędzania wózka inwalidzkiego po sypkim gruncie lub stromym wzniesieniu. Te warunki terenowe wymagają od użytkownika zwiększonego wysiłku podczas napędzania wózka inwalidzkiego. Wówczas mechanizm jest przesterowany w układ reduktora zwiększającego moment napędowy kół dla kompensacji ograniczonych zdolności fizycznych człowieka podczas jazdy wózkiem inwalidzkim w trudnym terenie. Mechanizm umożliwia w układzie multiplikatora zwiększenie prędkości jazdy wózka na drogach utwardzonych o mniejszych oporach ruchu. Mechanizm może być przesterowany w bieg bezpośredniego przekazywania momentu napędowego z ciągów na koła. Napędzanie oraz zmiana toru ruchu wózka inwalidzkiego wyposażonego w wynalazek odbywa się w identyczny sposób jak w klasycznym ciągowym wózku inwalidzkim. Znany jest klasyczny układ napędowy wózka inwalidzkiego składający się z pierścienia o dużej średnicy zwanego ciągiem, trwale umocowanego do koła napędowego. Koło napędowe jest zaś przymocowane do ramy wózka za pomocą łożyskowanej osi łączącej piastę koła napędowego z ramą wózka inwalidzkiego. Układ ten umożliwia napędzanie wózka inwalidzkiego poprzez odpychanie ciągów podczas jazdy do przodu, lub poprzez przyciąganie ciągów podczas jazdy do tyłu. Amerykański opis patentowy US 7670251 ujawnia rozwiązanie rowerowego wielobiegowego mechanizmu napędowego zabudowanego w piaście tylnego koła. W rozwiązaniu tym wykorzystano dodatkowo przekładnię łańcuchową i układ przekładni planetarnych, które przekazują moment obrotowy na piastę koła. Sterowanie przełożeniem w tym rozwiązaniu odbywa się za pomocą specjalnego sprzęgła kłowego, które blokuje wybrane elementy przekładni, wywołując zmianę prędkości obrotowych na wyjściu. Znany jest również polski opis patentowy PL 72657 firmy Fichtel&Sachs, który ujawnia rozwiązanie piasty przekładniowej wielobiegowej do rowerów. Sposób działania zbliżony jest do przedmiotu wynalazku w tym, że wykorzystuje on dwa sterowane sprzęgła, które sprzęgają zębatkę łańcucha i obudowę piasty z nieruchomą przekładnią planetarną. Istotą wynalazku jest piasta przekładniowa wielobiegowa do ręcznych wózków inwalidzkich, zwłaszcza wózka wyposażonego w ramę nośną i zespół napędowy składający się z dużych kół napędowych i ciągów napędowych, charakteryzująca się tym, że ciągi połączone są obrotowo z osią główną obręczy koła napędowego za pośrednictwem sprzęgła zębatego ciągu, zaś obręcz koła napędowego jest połączona kinematyczne z ciągiem poprzez piastę koła napędowego, przy czym ciąg połączony jest z piastą koła napędowego za pomocą koła zębatego centralnego wewnętrznie uzębionego podpartego sprężyną napinającą ograniczoną pokrywą piasty lub za pomocą jarzma przekładni planetarnej, zaś przekładnia planetarna połączona jest kołem centralnym zębatym zewnętrznie uzębionym za pomocą sworznia zabezpieczającego z wodzikiem usytuowanym wewnątrz drążonej osi głównej, który to połączony jest za pomocą cięgna nawiniętego na bęben manetki z dźwignią manetki. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w przekroju osiowym montaż mechanizmu z ramą nośną wózka inwalidzkiego, fig. 2 przedstawia przekrój osiowy ręcznego mechanizmu napędowego wózka inwalidzkiego podczas zazębienia biegu multiplikacyjnego, fig. 3 przedstawia przekrój osiowy ręcznego mechanizmu napędowego wózka inwalidzkiego podczas zazębienia biegu bezpośredniego o przełożeniu 1:1 i fig. 4 przedstawia przekrój osiowy ręcznego mechanizmu napędowego wózka inwalidzkiego podczas zazębienia biegu redukcyjnego. Na fig. 1 przedstawiono ręczny mechanizm napędowy wózka inwalidzkiego wykorzystuje oś główną 1, który łączy się z ramą nośną 15 wózka inwalidzkiego. Połączenie ramy nośnej z mechanizmem piasty uzyskano za pomocą zabezpieczenia zatrzaskowego 16. Przykład wykonania przedstawiony jest na fig. 2, gdzie głównym elementem jest oś główna 1, z którą są połączone kinematycznie wszystkie pozostałe elementy przedmiotu wynalazku. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia realizację trzech przełożeń: redukcyjnego, przełożenia 1:1 oraz multiplikacyjnego. Konstrukcja cechuje się zwartą budową nie zwiększającą wymiarów gabarytowych wózka inwalidzkiego. Ręczny mechanizm napędowy wózka inwalidzkiego może być montowany w większości wózków inwalidzkich a w szczególności w wózkach aktywnych bez konieczności ingerencji w konstrukcję bazową ramy nośnej wózka. Ciągi 2 połączone są obrotowo z osią główną 1 obręczy koła napędowego 17 za pośrednictwem
PL 223 142 B1 3 sprzęgła zębatego ciągu 3. Obręcz koła napędowego 17 jest połączona kinematyczne z ciągiem 2 poprzez piastę koła napędowego 6. Każda obręcz koła napędowego 17 połączona jest z piastą koła napędowego 6 za pomocą koła zębatego centralnego wewnętrznie uzębionego 5 albo jarzma przekładni planetarnej 4. Przekładnia planetarna połączona jest z kołem centralnym zębatym zewnętrznie uzębionym 12 z wodzikiem 10 usytuowanym wewnątrz drążonej osi głównej 1, który to połączony jest za pomocą cięgna 9 z bębnem manetki 7, podpartego sprężyną 13 ograniczoną pokrywką piasty 14. Obręcz koła napędowego 17 jest napędzana poprzez obrót ciągów 2 trwale połączonych z sprzęgłem zębatym 3, które to połączone jest obrotowo z osią główną 1. Sprzęgło zębate 3 zazębia się w zależności od przełożenia z jarzmem przekładni planetarnej 4 lub kołem zębatym centralnym wewnętrznie uzębionym 5. Moment obrotowy doprowadzony do przekładni planetarnej wyprowadzany jest na piastę koła napędowego 6 poprzez zazębienie w zależności od przełożenia z jarzmem przekładni planetarnej 4, bądź z centralnym kołem zębatym wewnętrznie uzębionym 5. Sterowanie przełożeniem ręcznego mechanizmu napędowego wózka inwalidzkiego realizowane jest za pomocą zespołu manetki składającego się z bębna manetki 7 i dźwigni manetki 8. Poprzez ruch obrotowy dźwigni manetki 8 wokoło bębna manetki 7 zostaje nawinięte na niego cięgno 9, które skracając swoją długość powoduje zmianę położenia przekładni planetarnej względem piasty 6 i sprzęgła zębatego ciągów 3. Cięgno 9 połączone jest z wodzikiem 10 przez który, przechodzi sworzeń zabezpieczający 11. Sworzeń zabezpieczający 11 ma możliwość wykonywania ruchu posuwistego w granicach rowka wydrążonego w osi głównej 1. Sworzeń zabezpieczający 11 łączy centralne koło zębate zewnętrznie uzębione 12 z wodzikiem 10 przy jednoczesnym zablokowaniu ruchu obrotowego tego koła zębatego 12. Ruch powrotny przekładni planetarnej po zwolnieniu naciągu cięgna 9 odbywa się przy użyciu sprężyny napinającej 13, która podparta jest na pokrywie piasty 14 i kołnierzu centralnego koła zębatego wewnętrznie uzębionego 5. Zmiana przełożenia ręcznego mechanizmu napędowego wózka inwalidzkiego odbywa się niezależnie na każdym kole napędowym. Zastrzeżenie patentowe Piasta przekładniowa wielobiegowa do ręcznych wózków inwalidzkich, zwłaszcza wózka wyposażonego w ramę nośną i zespół napędowy składający się z dużych kół napędowych i ciągów napędowych, znamienna tym, że ciągi (2) połączone są obrotowo z osią główną (1) obręczy koła napędowego (17) za pośrednictwem sprzęgła zębatego ciągu (3), zaś obręcz koła napędowego (17) jest połączona kinematyczne z ciągiem (2) poprzez piastę koła napędowego (6), przy czym ciąg (2) połączony jest z piastą koła napędowego (6) za pomocą koła zębatego centralnego wewnętrznie uzębionego (5) podpartego sprężyną napinającą (13) ograniczoną pokrywą piasty (14) lub za pomocą jarzma przekładni planetarnej (4), zaś przekładnia planetarna połączona jest kołem centralnym zębatym zewnętrznie uzębionym (12) za pomocą sworznia zabezpieczającego (11) z wodzikiem (10) usytuowanym wewnątrz drążonej osi głównej (1), który to połączony jest za pomocą cięgna (9) nawiniętego na bęben manetki (7) z dźwignią manetki (8).
4 PL 223 142 B1 Rysunki
PL 223 142 B1 5
6 PL 223 142 B1
PL 223 142 B1 7
8 PL 223 142 B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)