DE10159913A1

DE10159913A1 - Fahrwerke mit gekapselten innenliegenden Bremsen für Inlinescater und Kickboard

Info

Publication number: DE10159913A1
Application number: DE2001159913
Authority: DE
Original assignee: KLUDSZUWEIT ALFRED
Current assignee: KLUDSZUWEIT ALFRED
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von Skatern und Rollern sowie die Schaffung der technischen Voraussetzungen für die Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten auch als Verkehrmittel unter Berücksichtigung moderner umweltverträglicher Antriebstechnik. DOLLAR A Skater, Roller und vergleichbare Sport- und Spielgeräte haben wegen ihrer Wendigkeit und der bei einem hohen Wirkungsgrad der Energieumsetzung zur Fortbewegung erreichbaren hohen Geschwindigkeiten schon jetzt einen hohen Gebrauchswert und sind deshalb weit verbreitet. DOLLAR A Der angestrebten Anerkennung als Verkehrsmittel stehen jedoch vorwiegend sicherheitsrelevante Bedenken entgegen, die sich im wesentlichen auf die Bremsung beziehen. DOLLAR A Nachteilig wirkt sich insbesondere aus, daß die am häufigste verwendete Bremsung mit einem schleifenden Sporn hohe Anforderungen an die Fähigkeiten und Fertigkeiten der Benutzer stellen, schnell verschleißen und Fahrwege z. B. innerhalb von Gebäuden irreparabel beschädigen können. DOLLAR A Darüber hinaus sind keine verbreiteten Anwendungen von mechanischen Antrieben z. B. Elektroantrieb mit Solarzellen bei Skatern bekannt. Ausgereifte Bremssysteme für Roller sind - soweit bekannt - nicht auf Skater übertragbar. DOLLAR A Erfindungsgemäß wurden Brems- und Antriebssysteme mit folgenden technischen Lösungen entwickelt, die in Größe und in ihrer Funktion grundsätzlich mit den bestehenden Systemen kompatibel sind, wie DOLLAR A - Fahrwerke mit vorwiegend statisch bestimmten ...

Description

Fahrwerke mit gekapselten innenliegenden Bremsen für

- Inline-Skater (Bild 1)
- Roller (Bild 2) und
- Kick-boards.

Eine Konstrukton dieser Art ist nicht bekannt.
Die bisher bekannten Bremsen wirken in der Regel auf den Laufradwerkstoff. Sie sind als Betriebsbremsen nicht geeignet und führen zu einem großen Verschleiß der Laufräder.
Der Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, Bremsen zu entwickeln, die den Laufradwerkstoff nicht verschleißen, Betriebsbremsungen (wie sie z. B. bei Bergfahrten notwendig sind) zu ermöglichen und feinfühlig betätigt werden können.
Gegenstand der Erfindungen bei dem innenliegenden Bremssystem sind die Art der Betätigung durch geteilte Achsen - dadurch ist es möglich, die Bremsen mittels der Achsen zu betätigen - die Art der Erzeugung und Übertragung der Bremskräfte vom Betätigungsorgan auf die Achse sowie die Wahl des Laufradwerkstoffes - thermoplastische Werkstoffe wie PUR sind wegen der erhöhten Wärmebelastung der Bremsräder als Betriebsbremse nicht geeignet.
Im folgenden werden die Lösungsvarianten gemäß der Ansprüche erläutert:

Anspruch 1

Bevorzugt werden die im Anspruch 1 angegebenen Räderanordnungen mit statisch bestimmter Lagerung in Bezug auf die Fahrbahn (z. B. Bild 7, 11 usw.). Dadurch wird insbesondere auch das Bremsgewicht, das dem Bremsrad zugeordnet ist, optimiert.

Anspruch 2A

Diese Bremse ist als vollgekapselte Trommelbremse (Bild 19, 20, 21 und Bild II) ausgeführt, die sich innerhalb der Radnabe befindet. Die Betätigung erfolgt durch die zweigeteilte Achse, deren eine Halbachse die Bremse mittels eines Nockens betätigt.

Anspruch 2B und 2C

Diese Bremse ist als vollgekapselte Scheibenbremse (Bild 22, 23, 24, 25 und Bild III) mit Achsverschiebung (Bild 22) bzw. Achsverdrehung (Bild 23, 24, 25) ausgeführt. Die Bremskraft wird dabei durch Verdrehen einer Mutter bzw. einer Achse mit Außengewinde erzeugt.

Anspruch 3A und B und C

Die Kraftübertragung vom Betätigungsorgan (Hand- oder Fußbewegung) erfolgt durch Bowdenzüge (Bild 25 und 28) oder ein Gestänge (Bild 26 und 27, 29, 30, 31, 32 und Bild I; IV).
Die Bremskräfte werden dabei von Hand bzw. durch die Fußbewegung erzeugt. Von Vorteil ist, daß die Bremskrafterzeugung von Hand sehr feinfühlig erfolgen kann und dabei die Fußstellung unverändert bleiben kann (Spurhaltung!). Das Bremsgewicht kann dabei durch Schwerpunktverlagerung optimiert werden.

Anspruch 4

Anspruch 4 gibt Lösungen für den mechanischen Antrieb insbesondere auch von Inline-Skatern an, bei denen die Energiequelle grundsätzlich am Körper getragen wird, wobei vorzugsweise Energiespeicher mit geringem Gewicht oder erneuerbare Energien als Energiequelle (Solarzellen) genutzt werden. Bei installierten elektrischen Leistungen in der Größenordnung von 30 bis ca. 100 Watt werden dabei attraktive Fahrleistungen erreicht.
Zum Funktionsnachweis wurden insgesamt 7 Prototypen hergestellt. Die Prototypen befinden sich in der Erprobung.

Claims

1. Fahrwerke für Sport- und Spielgeräte sowie Verkehrsmittel wie
Inline-Skater (Bild 1)
Trainingsgeräte (Bild 2)
Roller (Bild 3)
Kick-boards
mit
statisch bestimmter (Bild 4)
statisch unbestimmter (z. B. mehr als zwei Räder in einer Flucht (Bild 5))
elastischer Anordnung der Laufräder am Rahmen bzw. an Schwingen, die im Rahmen gelagert sind (Bild 7 und Bild I)
mit inneren
Trommelbremsen (Bild 8 und Bild II) und/oder
Scheibenbremsen (Bild 8 und Bild III)
beliebiger Betätigung
sowie mit Antrieben (Bild 9 und Bild 10)
mit Verbrennungsmotor (z. B. am Kickboard) oder
mit Elektromotor (z. B. an Skatern)
dadurch gekennzeichnet, daß
betreffend Räderanordnung

1. A bei Fahrwerken mit mehr als zwei Rädern, z. B. mit 4 Rädern R₁, R₂, R₃ und R₄ (Bild 11) die Räder so angeordnet sind, daß bei fest mit dem Rahmen verbundenen Achsen auf ebener Fahrbahn nur zwei Laufräder, z. B. R₁ und R₄ (Bild 11) Bodenkontakt haben (statisch bestimmte Lagerung) und die anderen Laufräder, z. B. R₂ und R₃ einen vorgegebenen und bei Bedarf (z. B in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit) mittels Exzentern oder Langlöchern einstellbaren Abstand "a" von der gemeinsamen Tangente der o. g. Laufräder R₁ und R₄ haben, dadurch realisiert, daß die Achsen grundsätzlich in einer Flucht liegen und der Durchmesser der Räder unterschiedlich ist (Bild 12), oder daß die Entfernungen der Achsen von der gemeinsamen der Laufräder R₁ und R₄ "e₁", "e₂" usw. unterschiedlich sind (Bild 13) oder Laufräder, die innenliegend sind, ganz entfallen können (Bild 14), wobei die Reihenfolge der vorhandenen Laufräder mit Bodenkontakt bei ebener Fahrbahn unerheblich ist (Bild 11 und Bild 15)

2. B die Laufräder, z. B. R₃ und R₄ (Bild 16) in einer Schwinge, z. B. zwei Laufräder pro Schwinge, wobei die Achsabstände unterschiedlich sein können, und die Schwinge im Rahmen gelagert ist und mit den Kombinationen gemäß Anspruch A

3. C die Achsen von Laufrädern federnd gelagert sein können z. B. mittels eines federnd gelagerten Hebels, wobei hier alle federnd gelagerten Laufräder in der Ruhestellung grundsätzlich eine gemeinsame Tangente mit den fest mit dem Rahmen verbundenen Laufrädern haben können, (Bild 6, Bild 17 und 18)

4. D das gebremste Laufrad - im folgenden Bremsrad genannt - auch so angeordnet sein kann, daß es bei ebener Fahrbahn (ohne Hindernisse) noch keinen Bodenkontakt hat, wie z. B. bei einer Anordnung des Bremsrades als Spornrad (Bild 18) und der Bodenkontakt erst nach Anheben der Fußspitze (zum Bremsen) hergestellt ist, wobei die gesamte Auflagenkraft dieses Fahrwerkes als Bremsgewicht genutzt wird.

2. Betreffend Bremsen, das Bremsrad bei der

1. A Bauart als vollgekapselte innere Trommelbremse (Bild 19 und Bild II) mit einer Reibpaarung Metall/Reibbelag (analog Kfz-Bremsen), ohne Berührung mit dem Laufflächenwerkstoff der Laufräder, vorzugsweise auf einer zweigeteilten Achse, deren Teile (Teil 2 und Teil 3, Bild II) sich gegeneinander verdrehen können (z. B. zwei Halbachsen und zusätzlich auch biegesteif miteinander verbunden sein können (torsionsmomentenfreie biegesteife Verbindung), dargestellt in Bild II, wobei ein Teil der Achse, z. B. Teil 2, Bild II, gesichert gegen Verdrehen, fest mit dem Rahmen oder der Schwinge verbunden ist und im Innern des Laufrades einen exzentrisch angeordneten Nocken, z. B. Teil 6, Bild II, besitzt, auf dem sich eine Seite der Bremsbacke, z. B. Teil 7, Bild II, auf der der Bremsbelag befestigt ist bzw. die zum größten Teil oder vollständig aus dem Werkstoff des Bremsbelages aus Kohlefaser- Werkstoffen bestehen kann, abstützt, wobei die Abstützung als Drehgelenk, z. B. Ziff. 6 und 7, Bild II, ausgebildet sein kann und der andere Teil der Achse, z. B. Teil 3, Bild II, drehbar im Rahmen oder der Schwinge sowie auch zusätzlich im anderen Teil der Achse gelagert und vorzugsweise durch eine lösbare formschlüssige Verbindung wie z. B. Vierkant (Teil 3, Bild II) oder Vielkeilverzahnung, die eine Winkelverstellung zwischen diesem Teil der Achse und dem Bremshebel (Bild 19) zuläßt, fest mit dem Bremshebel verbunden ist sowie ebenfalls im Inneren des Laufrades einen exzentrisch angeordneten Nocken besitzt, auf dem sich die andere Seite der Bremsbacke (Teil 7, Bild II) abstützt, wobei diese Abstützung grundsätzlich als Drucklager ausgebildet ist, jedoch unter Hinzufügung eines weiteren Getriebegliedes (Bild 20) oder bei der Teilung der Bremsbacke (Bild 21) auch als Gelenkverbindung ausgeführt sein kann,

2. B Bauart als vollgekapselte innere Scheibenbremse mit Achsverschiebung (Bild 22 und Bild III), wobei das Laufrad vorzugsweise auf einer durchgehenden Achse, die fest mit der Bremsscheibe verbunden ist (Teil 1 und 2, Bild III), gelagert ist und die Achse (Teil 1, Bild III) auf der eine Seite ein Gabellagerung besitzt (Bild 22), die eine Längsverschiebung zuläßt und eine Verdrehung verhindert und so ausgebildet ist wie z. B. Vierkant (Bild III), Vielkeilverzahung usw., daß eine Nachstellung der Bremse möglich ist und auf der anderen Seite der Achse bei mechanischer Betätigung des Bremshebels (Bild 22) eine Rundlingspaarung mit einer definierten Steigung wie z. B. Gewinde, vorzugsweise Trapezgewinde, schräg zur Achse liegende Nuten usw. vorhanden sind und das Mutterstück der Paarung drehbar auf der Achse und fest mit dem Bremshebel verbunden ist, bzw. bei hydraulischer Betätigung wie z. B. durch Hydraulikzylindereinheiten, anstelle der o. g. Paarungen zur Krafterzeugung, eine Hydraulikzylindereinheit, wie z. B. als Element von Fahrradbremsen vorhanden, befestigt ist,

3. C Bauart als vollgekapselte innere Scheibenbremse mit Achsverdrehung (Bild 23), wobei das Laufrad auf einer Achse gelagert und die Achse fest mit der Bremsscheibe verbunden und auf einer Seite verschiebbar und drehbar und auf der anderen Seite in einer Rundlingspaarung analog Anspruch B gelagert ist und das Mutterstück der Paarung fest mit dem Rahmen oder der Wippe verbunden ist und der Bremshebel mit einer lösbaren vorzugsweise formschlüssigen Verbindung wie z. B. Vierkant, Vielkeilverzahnung usw. fest mit der Achse verbunden ist.

3. Betreffend Bremsbetätigung der gebremsten Laufräder (Bild 18, 8 und Bild IV und V), die mit einem Bremshebel (Bild 19, 22 und 23)oder bei hydraulischer Betätigung mit einer axial wirkenden Bremsstange (Bild 24) ausgerüstet sind,
ist der Bremshebel

1. A bei gebremsten Laufrädern, z. B. von Skatern, fest oder federnd im Rahmen oder der Schwinge gelagert sind, durch einen Bowdenzug (Bild 25) oder ein Gestänge (Bild 26) mittelbar oder unmittelbar mit mit dem Betätigungsorgan, das mit dem Rahmen fest verbunden sein kann (z. B. Verbindung Rahmen - Schuh - Fuß) oder keine feste Verbindung zum Rahmen hat, aber mindestens eine Relativbewegung zum Rahmen ausführen kann wie z. B.
Unterschenkel (Bild 27)
Arme
Hände
oder z. B. bei Rollern auch die
Füße,
wobei bei Skatern usw. bei der Verwendung eines Bowdenzuges oder einer Hydraulik mit Handbetätigung der Bowdenzug bzw. die Hydraulikleitung oder auch bei Elektroantrieben die Steuer- und Versorgungsleitungen mittels einer lösbaren Verbindung, vorzugsweise Klettband oder Schnallenverschlüsse längs der Körperlinie Fuß - Bein - Unterkörper - Oberkörper - Arm - Hand innerhalb oder außerhalb der Kleidung verlegt und befestigt wird (Bild 28),

2. B bei einem winkelbeweglichen vom Laufwerk autonomen Sporn z. B. Schleifer (Bild 29) oder Spornrad (Bild 30) identisch (kinematisch) mit dem Verbindungshebel zwischen Bremsrad und Sporn (Bild 29 und 30) oder bei einer Lagerung des Verbindungshebels zum Sporn oder Spornrad am Rahmen (Bild 31) befindet sich zwischen Verbindungshebel und dem Bremshebel eine Koppelstange (Bild 31),

3. C vorzugsweise bei gebremsten Laufrädern von Wippen, mittels eines Koppelgliedes zwischen Bremshebel und Rahmen in dem die Wippe gelagert ist (Bild IV, Teil 2), mit dem Rahmen (Teil 1, Bild IV) verbunden (4-Gelenk-Getriebe).

4. Der Antrieb mechanisch mit Hilfsenergie und den Varianten
Verbrennungsmotor mit Kupplung, vorwiegend für Roller,
Elektromotor für Skater und Roller, wobei die Energiequelle vom Fahrer getragen wird,
Elektromotor für Roller, wobei die Energiequelle (z. B. Batterie) am Roller befestigt ist,
Elektromotor für Skater und Roller, wobei die Energieversorgung durch Solarzellen erfolgt
mit den Ausführungen

1. A Antrieb mit Verbrennungsmotor, vorwiegend für Roller, Bremsung gemäß Anspruch 2 und Anspruch 3 mit hand- oder/und fußbetätigtem Bremsrad

2. B Antrieb mit Elektromotoren der Leistungsklassen bis ca. 100 Watt, Bremsung gemäß Anspruch 2 und Anspruch 3 mit hand- oder/und fußbetätigtem Bremsrad, wobei die Antriebsräder (keine Bremsräder gemäß o. g. Ansprüchen) vorzugsweise direkt auf den Antriebswellen der der Antriebsmotoren
ohne Getriebe
mit axial austretendem Getriebestumpf (z. B. Umlaufrädergetriebe)
mit Kegelgetriebe
befestigt (Bild 10 und Bild IV) und die Elektromotoren, vorzugsweise mit Erregung durch Permanentmagnet, zusätzlich mit einer Bremsschaltung einschließlich Gegenstrombremsung versehen sind und die Elektroanlage mit einer Einrichtung zur Energierückgewinnung beim Bremsen ausgerüstet ist,

3. C Antrieb gemäß Anspruch B, jedoch unter Verwendung von Solarzellen als Energiequelle, wobei die Solarzellen
als Panel am Körper oder auf
speziell dafür angefertigten Kleidungsstücken als Träger für die Solarzellen
getragen werden sowie als Kombination beider Varianten und als Kombination mit Anspruch B bezüglich Energiespeicherung.

5. Die Bremsräder an den metallischen Außenflächen mit Kühlrippen oder Noppen oder Löchern zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche versehen sind.

6. Vorrichtungen oder Aussparungen am Bremsrad für den Eingriff eines Schlüssels, analog des Mutterschlüssels z. B. für eine Flex, zur Messung der Bremsmomente, vorgesehen sind.

7. Betreffend Bremsbetätigung für Skater, Skaterhandschuhe mit integriertem Handbremsbetätigungsmechanismus analog eines Handbrems-Betätigungsmechanismus für Fahrräder.