DE10060663C1 - Mehrspuriges, durch Neigung gelenktes Rollgerät - Google Patents

Abstract

Bekannte mehrspurige Rollgeräte wie Rollschuhe, Rollbretter, Rollski, Tretroller usw. sind zwar durch Neigung lenkbar, die Rollen sind jedoch entweder nicht zugleich neigungsfähig, sind aufwändig gestaltet oder sie schwenken unvorteilhaft aus der Mittellinie aus. Das mehrspurige Rollgerät soll also neigungsgelenkte Rollen besitzen, die sich mit ihm neigen, die nicht ausschwenken und die außerdem wenig kosten. DOLLAR A Dazu werden zwei Rollen als Rollenpaar ausgeführt, dessen Rollen (3, 3') einzeln in Lagerböcken (4, 4') gelagert sind. Die beiden Lagerböcke (4, 4') bilden im Verein mit zwei Querlenkern (5, 6) einen Parallelogrammgelenkverbund. Die beiden Querlenker (5, 6) sind mittels paralleler, in einer vertikalen Ebene liegenden, schräg geführten Achsen (9, 9') am Aufbau (8, 8') jeweils drehbar befestigt. Eine vorhandene dritte Rolle mit fester Achse definiert zusammen mit dem Lenkrollenpaar den Bahnradius des Rollgeräts. Die Merkmale der Erfindung helfen, die Verwendbarkeit eines solchen Rollgeräts zu verbessern, kinematische Übereinstimmungen zu vermeiden und Herstellungskosten zu sparen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rollgeräte, die der Fortbewegung dienen, beispielsweise "zu Fuß". Anwendungen sind im Sport und Freizeitbereich denkbar. Dabei handelt es sich beispielsweise um Rollschuhe, Rollbretter, Lenkroller, Rollski und andere Gefährte.

Bekannt sind Rollschuhe bzw. Rollbretter (Skateboards) mit zwei jeweils koaxialen Rollenpaaren, wobei die Grundplatte seitlich geneigt werden kann und die Neigung vermittels schräg angestellter Schwenkachsen zu Lenkausschlägen der Rollenpaare führt. Nachteilig sind die breiten Rollen kleinen Durchmessers, die große Rollreibung besitzen. Die Resultierende aus Gewichts- und Zentrifugalkraft steht außermittig auf dem Untergrund; die beiden Rollen der Rollenpaare werden deshalb ungünstigerweise während einer Kurvenfahrt ungleichmäßig belastet.

Wie beim Eislaufen nimmt der Rollschuhfahrer dadurch Fahrt auf, dass er sich seitlich abstößt. Hierfür würden sich Rollenführungen besser eignen, bei denen sich die Rollen während der Neigungsbewegung mit dem Rollschuh mit neigen. Dafür eignen sich die schmalen Rollen, wie sie von Inline- Skates bekannt sind, nicht jedoch die bekannten, breit aufliegenden Rollen der neigungsgelenkten Rollschuhe und Skateboards.

Aus der DE 198 03 412 A1 sind mitneigende neigungsgelenkte Radaufhängungen bekannt, bei denen die Rollen an Längslenkern sitzen, und die als Verbundlenkerachsen auf der Basis von Viergelenkketten funktionieren. Nachteil von Lösungen mit Längslenkern ist, dass sie technisch aufwendig gestaltet sind und ferner, dass das Rollenpaar mit zunehmendem Lenkwinkel aus der Längsachse des Rollgeräts ausschwenkt, wodurch sich die Belastung ungleich verteilt.

Der Nachteil des Ausschwenkens wird weitgehend von anderen Konstruktionen vermieden, die auf Querlenker zurückgreifen. Aus WO 85/03644 A1 ist eine Lösung bekannt, bei der die Räder des Radpaars drehbar in Böcken gehalten sind, welche selbst mittels Querlenker und zwei mal vier Gelenken parallelogrammartig geführt sind. In der Art eines Drehgestells wird der Gelenkverband mit einer Achse senkrecht zur Schuhsohle drehbar gelagert. Der dadurch mögliche Lenkausschlag wird dann mittels eines Zahnradsegments an einem Querlenker und einer darin eingreifenden gebogenen Zahnstange an der Sohlenunterseite zwanghaft an den Neigungswinkel gekoppelt. Diese Lösung verlangt viele mechanische Komponenten und ist deshalb aufwändig zu realisieren. Außerdem könnten Zweifel bestehen, ob die in der genannten Schrift aufgeführten Merkmale nicht kinematische Überbestimmtheiten implizieren, die konstruktiv nicht zu beseitigen sind.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung lautet, das Rollgerät so zu gestalten, dass es die folgenden Eigenschaften aufweist:

• - Lenkwinkel in kinematisch bestimmter und einfacher Weise an den Neigungswinkel zu koppeln.
• - möglichst gleichmäßige Verteilung der Radiallast auf alle Rollen,
• - Verwendung möglichst weniger einfacher bzw. kostengünstig herstellbarer Teile, weitgehender Einsatz von standardisierten Bauelementen.
• - Gewährung der Gebrauchsfähigkeit insgesamt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem mehrspurigen, durch Neigung gelenkten Rollgerät, das über parallelogrammartig geführte neigungsfähige Rollenpaare verfügt, dadurch gelöst, dass ein schräg schwenkender Querlenker (5) vorgesehen wird. Ferner sind an diesem Querlenker (5) zwei separate Lagerböcke (4, 4') um jeweils eine vorwiegend längs gerichtete Achse (7, 7') drehbar gelagert, welche die beiden Rollen (3, 3') jeweils für sich drehbar führen. Ein zweiter Querlenker (6) verbindet zusätzlich die beiden Lagerböcke (4, 4') gelenkig (7", 7''') derart, dass der bekannte Trapez- oder Parallelogrammgelenkverbund entsteht. Eine weitere gelenkige Lagerung des zweiten Querlenkers (6) an mindestens einem festen Punkt (14") relativ zur Grundplatte gewährleistet die kinematische Bestimmtheit des gesamten gelenkigen Systems, wobei der Freiheitsgrad der Neigung erhalten bleibt. Die anfangs erwähnte schräg gestellte Schwenkachse (9) des Querlenkers (5) ist gegenüber den Gelenkachsen (7, 7', 7", 7''') um den Winkel α schräg angestellt. Die zu schützenden Merkmale sind mit etwas anderen Worten im Anspruch 1 formuliert.

Liste der Figuren

Fig. 1, Rollschuh mit aufrechter/geradeaus weisender (Fig. 1a) und neigungsgelenkter Stellung (Fig. 1b) des Rollenpaars in frontaler Ansicht.

Fig. 2, Parallelogrammgelenkverbund eines ungeneigten Rollenpaars in frontaler Ansicht.

Fig. 3, Parallelogrammgelenkverbund eines ungeneigten Rollenpaars in seitlicher Ansicht.

Fig. 4, Parallelogrammgelenkverbund eines geneigten Rollenpaars in frontaler Ansicht.

Fig. 5, Rollgerät in seitlicher Ansicht.

Fig. 6, Federnde Lagerung eines Neigungslenkrollenpaars.

Fig. 7, Explosionszeichnung der Einzelteile eines Neigungslenkrollenpaars.

Fig. 8, Detailskizze der kardanischen Lagerung der Querlenker.

Fig. 9, Detailskizze der Rückstellmechanik.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 9 beispielhaft erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in frontaler Ansicht das Rollgerät (hier Rollschuh) in der ungeneigten Position a), in der die Laufrichtung des Rollenpaars (3, 3') und der Führungsrolle (16) mit der Längsachse der Grundplatte (2), die in Blickrichtung liegt, übereinstimmt.

Die Fig. 1, b) verdeutlicht abstrakt die geneigte Position, in der die beiden ebenfalls geneigten Rollen (3, 3') des Rollenpaars bezüglich der Längsachse der Grundplatte (2) und bezüglich der Führungsrolle (16) einen Lenkwinkel aufweisen, ohne allerdings die Merkmale dieser Erfindung zu zeigen.

Fig. 2 stellt in frontaler Sicht einen ebenen Parallelogrammgelenkverbund dar, bestehend aus den beiden Lagerböcken rechts (4') und links (4) und den beiden Querlenkern oben (5) und unten (6). Der Parallelogrammgelenkverbund, beschrieben durch vier Achsen (7, 7', 7", 7'''), stellt wie in Fig. 2 gezeigt ein Rechteck und wie in Fig. 4 gezeigt, ein nichtrechtwinkeliges Parallelogramm dar. Möglich aber nicht gezeigt ist die Anordnung der vier Achsen in ungeneigter Stellung in Form eines Trapezes. Die Fig. 3 und 4 verdeutlichen, wie die in Fig. 1b in perspektivischer Sicht gezeigte Lenkbewegung zustande kommt. Wegen der Schrägstellung der Schwenkachse (9) im oberen Querlenker (5) gegenüber der gemeinsamen Achsrichtung (10) der Drehlager (7, 7', 7", 7''') des Parallelogrammgelenkverbundes kommt es dazu, dass eine zunehmende Neigung der Grundplatte (2) bzw. ihrer Anbauten (8, 8') gegenüber dem Querlenker (5) den Querlenker (5) dazu zwingt, aus der Querebene der Grundplatte (2) immer mehr heraus zu schwenken. Dadurch vergrößert sich der Lenkwinkel immer mehr. Der Gelenkverbund überträgt diesen Lenkwinkel auf die Rollen. Diese Kinematik ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Blickrichtung in Richtung der Achsen (10) verläuft. Die Grundplatte (2) wird dabei perspektivisch von schräg vorn gesehen, weil die Achse (14') mit zunehmender Neigung aus der Längsprojektion der senkrechten Mittellinie (14-14") seitlich auswandert.

Obwohl die Fig. 2 bis 6 es nahelegen, dass die Achsen (7, 7', 7", 7''') in der Längsachse des Rollgeräts bzw. etwa parallel zum Untergrund ausgerichtet sind, ist dies jedoch keineswegs zwingend erforderlich. Wesentlich für die neigungsgekoppelte Lenkfunktion ist der Winkel α zwischen der Schwenkachse (9) und den Achsen (7, 7', 7", 7''') des Parallelogrammgelenkverbundes.

Zur besseren Veranschaulichung sind in Fig. 7 in perspektivischer Sicht die Einzelteile des hier bevorzugten Parallelogrammgelenkverbundes in Form einer Explosionsdarstellung gezeigt. Man sieht die Querlenker (5, 6) und den rechten Lagerbock (4'), eine Rolle (3') und den dazugehörigen Achszylinder (11') samt Schraube. Die dazu symmetrischen Teile links sind nicht gezeigt. Der Querlenker (5) besitzt einen torsionssteifen Steg (5'), dessen bezüglich guter Torsionssteifigkeit vorteilhafte große Querschnittsfläche beispielsweise wie hier gezeigt dreieckig gestaltet ist.

Die insgesamt hier bevorzugten sechs Lagerungen, bestehend aus denen der vier Drehgelenke des ersten Querlenkers (5) und denen der zwei Drehgelenke des zweiten Querlenkers (6) innerhalb des Parallelogrammgelenkverbundes können auf bekannte Weise hergestellt werden, z. B. mittels stählerner Gewindebolzen und Lagerhülsen aus Bronze oder auf andere Weise, die dem Fachmann ohne weiteres geläufig ist. Es wurde darauf verzichtet, die Gestaltung dieser Lager zeichnerisch darzustellen.

Zur gelenkten Kurvenfahrt ist es erforderlich, dass das Rollgerät wie in Fig. 5 gezeigt in Längsrichtung in gewissem Abstand (r, Radstand) vom Rollenpaar (3, 3') über eine nicht gelenkte Führungsrolle (16) oder beispielsweise über ein wie hier beschrieben gestaltetes, gelenktes Rollenpaar verfügt. Wahlweise kann die Schrägstellung der Schwenkachse um den Winkel α₂ beim zweiten Rollenpaar weggelassen sein, d. h. α₂ = 0, wodurch dessen Lenkfunktion verschwindet; die Kurvenfahrt des Rollgeräts wird dann allein durch die Lenkfunktion des ersten Rollenpaars bestimmt.

Das dieser Erfindung zugrunde gelegte Prinzip des schräg gelagerten Parallelogrammgelenkverbundes kommt mit wenigen einfachen Teilen aus. Insbesondere die Merkmale, die in den Unteransprüchen beschrieben sind, ebnen Wege zu ingenieurtechnischen Konstruktionen, die kinematische Überbestimmtheiten vermeiden, die eine Verwendung von Standardbauteilen gestatten und die es ermöglichen, lastgerechte (d. h. genügend biege- und verwindungssteife) Bauteile z. B. aus Leichtmetall oder hochfesten Kunststoffen zu giessen, zu formen und/oder spanend zu bearbeiten. Diesen Konstruktionszielen kommen die in den Fig. 2, 3 und 4 bereits detailliert dargestellten Ausführungsbeispiele weit entgegen.

Bestimmte Anwendungen, z. B. Rollschuhe, sind vorteilhaft so zu gestalten, dass die Rollen unterhalb der Grundplatte (2) liegen. Mit zunehmender Neigung benötigt die sich auf die Grundplatte (2) senkrecht zu bewegende Rolle (3') Freiraum für diese Bewegung. Der Platzbedarf ist um so größer, je größer der Neigungswinkel ist und je weiter die beiden Rollen (3, 3') auseinander stehen, d. h. je größer die Spur s ist. Um die Grundplatte (2) nicht unnötig hoch legen zu müssen, ist also eine möglichst schmale Spur s erwünscht. Fig. 4 zeigt außerdem, dass sich bei der zunehmenden Neigung der Zwischenraum zwischen den Rollen (3, 3') verengt. Um nicht zusätzlichen Platz für die Halterung der Rollenachszylinder (11, 11') bereitstellen zu müssen, ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, die Rollenachszylinder (11, 11') nur außen zu lagern. Bei manchen Anwendungen allerdings, bei denen die Rollen außerhalb der Kontur der Grundplatte liegen, könnte es vorteilhaft sein, die Halterung der Rollenachszylinder nach innen zu verlegen, z. B. um die Außenmaße zu begrenzen.

Der Anspruch 1 ermöglicht auch Konstruktionen, bei denen die beiden Rollen (3, 3') jeweils einen Sturzwinkel besitzen. In diesem Fall bilden die Gelenkachsen (ungeneigt) ein Trapez. Dies könnte bei bestimmten Anwendungen erwünscht sein, muss allerdings mit einer achsialen Kraftkomponente auf die Rollen erkauft werden. Achsiallasten werden vorteilhaft durch Parallelführung der Rollen (3, 3') während der Neigungsbewegung vermieden, was gemäß Anspruch 3 dadurch erreicht wird, dass der Gelenkabstand (7-7') des ersten Querlenkers gleich dem Gelenkabstand (7"-7''') des zweiten Querlenkers ist.

Wenn die Spur (s) sich während der Neigungsbewegung ändert, wird mindestens eine Rolle dazu gezwungen, auf dem Untergrund seitlich zu rutschen, wodurch Reibung erzeugt und der Verschleiß erhöht wird. Dieser Nachteil wird vermieden, wenn Spurtreue gewährleistet wird. Die Spurtreue wird gemäß Anspruch 4 dadurch gewährleistet, dass die Gelenkabstände (7 bis 7', 7" bis 7''') der Querlenker (5, 6) der Spur s gleichen.

Der Anspruch 1) ist beispielsweise dadurch erfüllbar, dass jeder der beiden Querlenker eine Bohrung erhält, wobei die Bohrungen parallel zueinander verlaufen. In die jeweiligen Bohrungen werden passende Achsen hindurch geschoben und diese Achsen werden an der Grundplatte (oder Anbauten daran) befestigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist jedoch kinematisch überbestimmt, weil die Parallelführung der beiden Querlenker einerseits durch die beiden genannten parallelen Achsen, andererseits durch den Parallelogrammgelenkverbund gewährleistet ist. Es ist deshalb hinreichend, gemäß Anspruch 5 nur einen Querlenker (hier der erste Querlenker 5) mit einer Schwenkachse (9) wie beschrieben zu versehen, diese Schwenkachse (9) an der Grundplatte (2) oder einem Anbau (8, 8') daran zu verankern, den dann noch bestehenden Freiheitsgrad der Drehung des gesamten Parallelogrammgelenkverbundes um diese Schwenkachse (9) mit einem Kardangelenk (12), z. B. Kugelkopfgelenk, zu fixieren, wobei das Kardangelenk (12) den Anbau (8) mit dem zweiten Querlenker (6) gelenkig verbindet. Der Anspruch 5 beschreibt ein kostengünstiges Ausführungsbeispiel, welches das Problem der kinematischen Überbestimmtheit auf die hier beschriebene Weise löst.

Der Anspruch 1) spezifiziert die Richtung der Schwenkachse (9), die schräg zur ansonsten kartesisch angelegten Grundstruktur des beschriebenen mechanischen Verbundes verläuft. Die technische Herstellung von schräg gestellten Bohrungen, Fluchten, Distanzringen und Achsen an Querlenkern und Grundplatte bzw. Anbauten verursacht vergleichsweise hohe anteilige Kosten. Deshalb werden Lösungen bevorzugt, die einerseits die Funktion einer schräg gestellten Achse erfüllen, andererseits mit rechtwinkeligen Bohrungen im kartesischen Grundraster und mit Standardbauteilen auskommen. Eine solche Lösung wird gemäß Anspruch 6 beispielhaft unter Verwendung von Kardangelenken, z. B. von handelsüblichen Kugelkopfgelenken (12, 13, 13') vorgeschlagen, wobei die Schrägstellung der Schwenkachse (9) durch Höhenversatz (h) des Kardangelenks (13) gegenüber dem Kardangelenk (13') bewirkt wird. Dabei können die Kardangelenke (12, 13, 13') fertigungstechnisch auf einfache Weise, d. h. senkrecht auf den jeweils betroffenen Querlenkern (5, 6) bzw. den Anbauten (8, 8') gelagert bzw. versenkt sein. Die Schwenkachse verläuft durch die Drehmittelpunkte der beiden genannten und gegeneinander versetzten Kardangelenke (13, 13'). Es ist anzufügen, dass das Kardangelenk (12) des zweiten Querlenkers (6) einen Höhenversatz aufweisen muss gegenüber dessen Gelenkachsen (7", 7'''), der so groß ist wie der Höhenversatz des Kardangelenks (13) des darüber liegenden ersten Querlenkers gegenüber dessen Gelenkachsen (7, 7').

Viele der mit dieser Erfindung angesprochenen Anwendungen erfordern eine funktionelle rechts-links-Symmetrie. Zumindest dürfte dies für Rollschuhe und Tretroller zutreffen (denkbar ist es vielleicht im Falle von Rollbrettern, dass eine funktionelle Unsymmetrie im kinematischen Verband der Rollen gewünscht ist). Die rechts-links-Symmetrie wird vorteilhaft dadurch gewährleistet, dass die schräg stehende Schwenkachse (9) in der rechts-links-Symmetrieebene des ungeneigten kinematischen Verbandes liegt. Da auch die Mittelparallele (10) in dieser Ebene liegt, gibt es einen Schnittpunkt (K) der erwähnten Achsen (9) und (10). Eine der Aufgaben der Erfindung lautet, dass das Rollenpaar (3, 3') bei der Lenkbewegung nicht nennenswert unter der Mittellinie der Grundplatte (2) hindurch nach außen wandert. Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 8 dadurch erfüllt, dass der Kreuzungspunkt (K) der Schwenkachse (9) mit der Mittellinie (10) von der Seite gesehen lotrecht über den Achsen der Rollenachszylinder (11, 11') liegt, wie in Fig. 3 gezeigt.

Bestimmte Rollgeräte, z. B. Rollschuhe werden abwechselnd angehoben und auf den Untergrund abgesetzt. Beim Absetzen des Rollschuhs berührt eine Rolle zuerst den Untergrund, wobei mit zunehmender Neigung eine Neige-Lankbewegung zustande kommt. Abschließend erhält die zweite Rolle Bodenkontakt. Erst dann stabilisiert sich der neigungsgelenkte Kurvenradius. In diesem kurzen Zeitintervall ist die Neigungs- und Lenkposition für den Fahrer unbestimmt. Der Rollschuh könnte deshalb kurzzeitig ein Gefühl der Unsicherheit vermitteln, das solange anhält, bis beide Rollen "gegriffen" haben. Diese mögliche Unsicherheit kann weitgehend aufgehoben werden, wenn das Rollenpaar vor dem Aufsetzen eine definierte Grundstellung einnimmt. Vorzugsweise bietet sich als Grundstellung die ungeneigte symmetrische Stellung der Rollen (3, 3') zueinander an. Die Forderung, dass das Rollgerät, z. B. ein Rollschuh, nach dem Hochheben eine definierte Grundstellung einnimmt, kann gemäß Anspruch 10 dadurch erfüllt werden, dass eine elastische Komponente das Rollenpaar in die gewünschte definierte Grundstellung zieht oder drückt. Das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, wie beispielsweise ein passend geformter Federstahldraht (15) mittig am Anbau (8) befestigt ist und auf einen Querlenker (5) so einwirkt, dass dieser die gewünschte Stellung anstrebt. Das gezeigte kostengünstige Beispiel stammt aus dem Fahrradbau, wo ein Federbügel ähnlicher Art dafür sorgt, dass die Backen einer Felgenbremse in die gespreizte Stellung gebracht werden. Es gibt eine Fülle anderer Lösungsmöglichkeiten, die dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind.

Ein Paar nebeneinander geführter Rollen allein definiert noch keinen Kurvenradius. Wie in Fig. 5 gezeigt, muss das Rollgerät zur Erfüllung der Lenkfunktion noch zusätzlich eine Rolle (16) oder ein neigungsgelenktes Rollenpaar der beschriebenen Art aufweisen, die in Rollrichtung einen bestimmten Abstand (r, Radstand) zu den gelenkten Rollen (3, 3') besitzt. Der gefahrene Kurvenradius hängt von den kinematischen Winkeln α des einen oder der zwei neigungsgelenkten Rollenpaare und von Radstand r ab. Der Kurvenradius ist um so kleiner, je größer die Winkel α sind, und je kleiner der Radstand r ist. Die geometrische Beziehung zwischen diesen Größen ist vom Fachmann ohne besondere Schwierigkeiten herzuleiten. Dazu ein Hinweis:
Neigungsgelenkte Rollgeräte weisen kurvenstabiles Fahrverhalten auf, wenn der Bahnradius so groß ist, dass bei einer gewissen Geschwindigkeit und Neigung die Resultierende aus Gewichts- und Zentrifugalkraft in der Mitte des Rollgeräts fußt. Diese Gleichgewichtsbedingung verknüpft die Geschwindigkeit und Erdbeschleunigung mit dem Radstand und dem Winkel α. Beispielsweise ergibt sich aus einer angenommenen Geschwindigkeit von 10 km/h und dem Radstand r von 20 cm eine Steigung des Winkels α von 25%. Bei 20 km/h und r = 30 cm ist die Steigung des Winkels α nur 6%. Da der Winkel α von der Auslegung des Rollgeräts gemäß seines späteren Verwendungszwecks abhängt, kann dieser Winkel hier nicht festgelegt werden. Gerade seine Variabilität schafft viele Möglichkeiten der kommerziellen Nutzung. Typische Größen liegen im angedeuteten Bereich, sind darauf aber nicht beschränkt.

Wenn die aufzunehmenden Gewichts- und Massenkräfte von nur drei Rollen vertragen werden, bietet: sich als kostengünstigste Konfiguration an, zwei Rollen als neigungsgelenktes Rollenpaar (17) so auszuführen, wie hier beschrieben. Die dritte Rolle wird gemäß Anspruch 11 im Abstand (r) als Führungsrolle (16) mit fester Achse so angeordnet, wie es von den üblichen einspurigen Rollschuhen (Inline-Skates) her bekannt ist.

Werden aus Gründen der besseren Gewichtsverteilung vier Rollen verlangt, dann besteht eine vorteilhafte Konfiguration darin, gemäß Anspruch 12 zwei neigungsgelenkte Rollenpaare (17) mittels der entsprechenden Anbauten an der Grundplatte (2) zu anzubringen. Dabei ist darauf zu achten, dass das im hinteren Grundplattenbereich montierte neigungsgelenkte Rollenpaar gleicher Bauart entweder umgedreht (auswärts lenkend) befestigt wird oder dass es so konstruiert ist, dass dessen kinematischer Winkel α negativ ist. Der kinematische Winkel α ist dann negativ, wenn die Kardangelenke (13 bzw. 12) unterhalb der Verbindungsebenen der Parallelogrammgelenk­ achsen (7-7' bzw. 7"-7'''), das Kardangelenk (13') oberhalb der Verbindungsebene der Parallelogrammgelenkachsen (7-7') positioniert werden. Es ist auch möglich, dass der Winkel α eines der Neigungslenkrollenpaare (17) Null ist. In diesem Fall ist das Rollenpaar zwar neigungsfähig aber nicht mehr gelenkt.

Es sei erwähnt, dass viele Kombinationen von Bockrollen und neigungsgelenkten Rollenpaaren denkbar sind, die alle ohne nennenswerten Schlupf abrollen. Ein "Tausendfüßler" beispielsweise besteht aus einer Serie von neigungsgelenkten Rollenpaaren, deren kinematische Winkel α_i vorne beginnend nacheinander von einem positiven Wert aus abnehmen und möglicherweise im negativen Bereich wieder zunehmen. Eine Fünf-Rollen-Version besteht beispielsweise aus einem positiv neigungsgelenkten Rollenpaar vorn, einem gleichermaßen negativ neigungsgelenkten Rollenpaar hinten und einer ungelenkten Führungsrolle in der Mitte.

Den kinematischen Winkel α kann man frei je nach den Erfordernissen der Anwendung auslegen. Dem Fachmann ist es auf einfache Weise möglich, diesen gewählten Winkel herzustellen, indem die Achsbohrungen in den Querlenkern (5, 6) mit dem entsprechenden Höhenversatz h angebracht werden.

Als Applikationen dieser Konfigurationen sind beispielsweise Rollschuhe, Rollbretter, Rollski und Tretroller denkbar. Für Rollbretter (Skateboards) wird man kleine Rollen bevorzugen, damit die Bauhöhe gering bleibt. Tretroller könnten vorzugsweise eine vorne senkrecht angebrachte etwa bis zur Hüfte des Fahrers reichende Haltestange aufweisen.

Das bekannte Konzept des zweispurigen neigungsfähigen Rollenpaars hat die vorteilhafte Eigenschaft, dass eine Unebenheiten des Untergrunds, die von einer Rolle überrollt wird, nur zur Hälfte auf den Fuß übertragen wird. Unebenheiten werden also zum Teil ausgeglichen. Allerdings wünscht man sich noch bessere Federungs- und Dämpfungseigenschaften, damit eine ruhige, fußgelenkschonende Fahrweise und gute Seitenführung bei rauhem Untergrund möglich werden. Solche Federungen bzw. gedämpfte Federungen können gemäß den Ansprüchen 13 und 14 dadurch realisiert werden, dass die neigungsgelenkten Rollenpaare (17) im wesentlichen senkrecht zur Grundplatte verschieblich befestigt sind und in den Verschiebeweg Feder- und Dämpfungselemente eingebaut sind. Betrachtet man den hier beschriebenen Verbund aus Lenkrollenpaar, Parallelogrammgelenkverbund und Anbau, so kommt es darauf an, den Anbau zunächst von der Grundplatte getrennt zu sehen, diesen Anbau dann jedoch mit der gewünschten Verschieblichkeit auszustatten und solcherart an der Grundplatte anzubringen. Der Anbau (8") ist die Struktur, die mittels beispielsweise dreier Kardangelenke den Parallelogrammgelenkverbund trägt. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Anbau (8") beispielsweise mittels eines Scharniergelenks (18) mit horizontaler quer gerichteter Achse an der Grundplatte (2) befestigt. Kleine Schwenkwinkel bedeuten kleine Translationswege, die dann im wesentlichen in senkrechter Richtung erfolgen. Der Raum zwischen Anbau und Grundplatte bietet Platz für Federelemente (19) wie beispielsweise Gummipolster, Gasdruckpolster, Blatt- oder Spiralfedern. Die Dämpfungseigenschaft wird beispielsweise durch viskose Füllungsmaterialien in geschlossenen Bälgen, die Wahl geeigneter Elastomere oder den Einsatz kostengünstiger standardisierter Kolbendämpfer erfüllt. Detailausführungen dieser Lösung wie auch anderer bekannter Lösungen dieser Teilaufgabe sind dem Fachmann geläufig. Beispielsweise finden sich in der DE 197 15 706 A1 Merkmale dafür; insbesondere wird dort beschrieben, wie ungelenkte Einzelrollen gefedert werden können. Beispielsweise könnte man den Neigungslenkrollenverbund samt den ihn tragenden Anbau zusammen mit einem Einzelrad oder zusammen mit einem ähnlichen Verbund gemeinsam auf einer Wippe montieren und diese Wippe gefedert und gedämpft an der Grundplatte auf eine Weise befestigen, wie es in der genannten Veröffentlichung beschrieben ist. Die Grundplatte selbst könnte als genügend biege- und torsionssteifer Bestandteil des Applikationsteils (1) gestaltet sein, z. B. in Form einer versteiften Sohle eines Rollschuhs, die mit Verschraubungen zur Aufnahme der Anbauten versehen sind. Die DE 197 11 309 A1 schlägt die federnde Abstützung von Einzelrädern vor, deren Konzept im Prinzip auch für die gedämpft-federnde Abstützung des Neigungslenkrollenverbundes geeignet sein könnte.

Rollgeräte der hier zugrunde gelegten Gattung werden typisch mit recht hohen Geschwindigkeiten gefahren. Die Sicherheit wird erhöht, wenn Einrichtungen vorhanden sind, die es gestatten, die Geschwindigkeit wirksam zu reduzieren. Solche Einrichtungen sind bekannt. Die Fig. 7 zeigt anhand von Rollschuhen, wie beispielsweise an der Grundplatte (2) hinten (z. B. im Fersenbereich) ein Gummiblock (20) angebracht ist, der den Boden berührt und Reibung erzeugt, sobald der Fahrer zu diesem Zweck den Fuß genügend stark anstellt.

Claims (14)

1. Mehrspuriges, durch Neigung gelenktes Rollgerät, bestehend aus Applikationsteil (1), falls vorgesehen, Grundplatte (2) samt Anbauten (8, 8') und mindestens drei Rollen (3, 3', 16), von denen mindestens zwei Rollen (3, 3') paarweise zweispurig angeordnet sind, genannt Rollenpaar, wobei die beiden Rollen (3, 3') des Rollenpaars an je einem Lagerbock (4, 4') drehbar gelagert sind und die beiden Lagerböcke (4, 4') mit zwei parallelen Querlenkern (5, 6) mittels mindestens vier Gelenken (7, 7', 7", 7''') in Form eines Trapez- oder Parallelogrammgelenkverbundes verbunden sind, wobei ferner die seitliche Neigung der Grundplatte gegenüber dem Untergrund eine der Neigung kinematisch direkt zugeordnete Lenkbewegung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Querlenker (5, 6) je an der Grundplatte (2) oder an mit der Grundplatte verbundenen Anbauten (8, 8') gelenkig so gelagert sind, dass die Drehbarkeit des ersten Querlenkers (5) um eine feste erste Schwenkachse (9) und die Drehbarkeit des zweiten Querlenkers (6) um eine feste zweite Schwenkachse (9') gewährleistet sind, wobei die erste Schwenkachse (9) und die zweite Schwenkachse (9') parallel zueinander sind, und dass die Richtungen der ersten Schwenkachse (9) und der zweiten Schwenkachse (9') mit der Richtung der Achsen der mindestens vier Gelenke (7, 7', 7", 7''') des Trapez- oder Parallelogrammgelenkverbundes einen Winkel α einschließen.

2. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achszylinder (11, 11') der beiden Rollen (3, 3') jeweils nur auf einer Rollenseite von den betreffenden Lagerböcken (4, 4') gehalten werden.

3. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Drehgelenkachsen (7-7') des oberen Querlenkers (5) und der Abstand der Drehgelenkachsen (7"- 7''') des unteren Querlenkers (6) gleich groß sind.

4. Rollgerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (7-7', 7"-7''') der Drehgelenkachsen der mindestens zwei Querlenker (5, 6) der Spurweite (s) der beiden Rollen (3, 3') des Rollenpaars gleichen.

5. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur einer der beiden Querlenker (5, 6) an der Grundplatte (2) oder an mit der Grundplatte verbundenen Anbauten (8, 8') um eine feste Schwenkachse (9) drehbar gelagert ist und dass der zweite Querlenker mittels eines Kardangelenks (12) an der Grundplatte (2) oder an einem der mit der Grundplatte verbundenen Anbauten (8, 8') gelagert ist.

6. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung eines Querlenkers (z. B. des ersten Querlenkers 5) um die betreffende Schwenkachse (z. B. 9) durch zwei Kardangelenke (13, 13') gewährleistet ist, wobei die beiden Kardangelenke (13, 13') an zwei Stellen (14, 14') der Grundplatte (2) oder damit verbundener Anbauten (8, 8') fixiert sind.

7. Rollgerät nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittelparallele (10) der beiden Gelenkachsen (7, 7') des ersten Querlenkers (5) mit der ersten Schwenk­ achse (9) im Kreuzungspunkt (K) kreuzen.

8. Rollgerät nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzungspunkt (K) lotrecht über der Achse der ungeneigten Rollenachszylinder (11, 11') liegt.

9. Rollgerät nach Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (9), die von den beiden Kardangelenken (13, 13') gebildet wird, im Falle der nicht geneigten Stellung des Rollgeräts in einer Ebene liegt, die von der Mittelsenkrechten auf der Grundplatte und von der Längsrichtung des Rollgeräts aufgespannt wird.

10. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elastischen Komponente (15) angebracht ist, die danach strebt, dass das Rollenpaar eine bevorzugte Grundstellung, z. B. die symmetrische Mittelstellung, einnimmt.

11. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungslenkrollenpaar (17), bestehend aus dem Rollenpaar (3, 3'), den beiden Lagerböcken (4, 4'), den beiden Querlenkern (5, 6), allen Gelenkeinzelteilen bis hin zu den Gelenkfixierungsstellen an der Grundplatte (2) bzw. an den Anbauten (8, 8'), am einen Ende des Rollgeräts, eine drehbare Einzelrolle (16) mit fester, quer gerichteter Achse am anderen Ende des Rollgeräts vorhanden sind.

12. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollgerät an beiden Enden je ein Neigungslenkrollenpaar (17) besitzt.

13. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbau (8"), mit dem ein Neigungslenkrollenpaar (17) verbunden ist, von der Grundplatte (2) getrennt als eigener mechanischer Aufbau gestaltet ist, an der Grundplatte (2) im wesentlichen vertikal beweglich befestigt ist, von der Grundplatte einen Abstand besitzt und dass einer z. B. durch Massekräfte bedingten Minderung des Abstands ein elastisches Element (19) entgegen wirkt.

14. Rollgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (19) dämpfende Eigenschaft besitzt oder mit einem energieschluckenden Dämpfungselement gekoppelt ist.