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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene, welche bevorzugt für Inlineskate-Schuhe verwendet wird. Diese elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schienen sind dazu geeignet einen darüber liegenden Schuh mit einer Mehrzahl von Inlineskate-Rollen, einen Elektromotor, einen Zahnriemen, ein Steuergerät, einen Empfänger sowie einen Akku miteinander zu verbinden.
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Bei bekannten elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schienen besteht diese zur Aufnahme der oben genannten Komponenten aus mehreren gefalteten, geformten und/oder geraden Blechen bzw. verklebten Kohlefaserplatten. Diese Schienen, bestehend aus einer Basis und zwei seitlichen Flügeln, welche die Wände bilden und nach unten ragen, werden durch ein oder mehrere Verbindungsmittel, wie z.B. durch Schrauben, welche durch Bohrungen in der Basis gehen, mit dem Schuh verbunden.
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Der Reihe nach sind in den bekannten elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schienen zwei oder mehr Inlineskate-Rollen mit Hilfe von verschraubbaren Achsen verbunden, die quer zu den seitlichen Flügeln angeordnet sind
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Die gefalteten, geformten und/oder geraden Bleche bzw. verklebten Kohlefaserplatten müssen gebogen oder durch eine Verschraubung miteinander verbunden werden, um die notwendige Form zu erhalten, die nötig ist, um den elektrischen Motor, die Inlineskate-Rollen, den Zahnriemen, den Akku, das Motorsteuergerät sowie den Empfänger aufnehmen zu können. Die Form der Schiene entspricht dabei ungefähr der des umgedrehten Buchstaben U.
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Durch eine maschinelle Wegnahme von Material in den seitlichen Flügeln wird eine oftmals quadratische Freimachung geschaffen, um eine Motorhalteplatte zu montieren, welche den Elektromotor mit einem der seitlichen Flügel der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene verbindet.
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Eine weitere Art der Befestigung des Motors mit der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene ist eine, vom Fahrer ausgehend, nach hinten versetzte Motorhalteplatte, welche sich hinter der hinteren Inlineskate-Rolle, außerhalb der Flügel, befindet.
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Um den Zahnriemen für den Antrieb vom Elektromotor auf eine der Inlineskate-Rollen über zwei Zahnriemenscheiben, wobei sich die erste auf der Motorwelle und die zweite an der angetriebenen Inlineskate-Rolle befindet, auf der notwendigen Zahnriemenspannung zu halten, sind in den Motorhalteplatten Langlöcher eingebracht. Diese ermöglichen es Abstand zwischen der Motorwelle, der darauf liegenden ersten Zahnriemenscheibe und der zweiten, an einer der Inlineskate-Rollen befestigten Zahnriemenscheibe, zu verändern, indem der Elektromotor mit seinen Befestigungsschrauben innerhalb der Langlöcher, parallel zum Zahnriemenverlauf, verschoben wird.
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Das Ende der Motorwelle des Elektromotors wird hierbei in einigen elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schienen von einer weiteren Halteplatte, am Ende der Motorwelle, ohne Lager, durch eine einfache Bohrung abgestützt.
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Die Auswahl der genannten Werkstoffe zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene wurde bisher so gewählt, um die notwendige Festigkeit und Formstabilität der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene zu gewährleisten, welche notwendig ist, um das Gewicht des Fahrers, die Kräfte des Elektromotors, sowie auftretende Kräfte durch zufällige Stürze, bei gleichzeitiger Nutzung eines Zahnriemens, aufzunehmen, ohne dabei beschädigt zu werden.
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Der Elektromotor kann in diesen elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schienen aufgrund der eingeschränkt herstellbaren Geometrien, durch die gewählten Materialien, jedoch nicht direkt montiert werden, da ein zusätzliches Bauteil in Form einer Motorhalteplatte benötigt wird, um diesen in die gewünschte Position für den Antrieb einer Inlineskate-Rolle zu positionieren. Die Nachteile der Verwendung dieser Materialien für die elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene sind außerdem die Einschränkungen in der möglichen Herstellbarkeit bzw. der Umsetzung komplexerer Geometrien sowie die kostenintensive Herstellung größerer Stückzahlen. Zugleich würde eine Herstellung komplexerer Geometrien der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene, zur Aufnahme aller notwendigen Komponenten, aus Stahl, Aluminium oder Kohlefaser konstruktiv relativ aufwendig und teuer in der Herstellung sein sowie ein hohes Gewicht mit sich bringen, welches die komfortable Nutzung der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene stark einschränken würde.
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Die teilweise benutzte Halteplatte am Ende der Motorwelle des Elektromotors, welche die Welle des Elektromotors abstützt, ist durch die hohe Reibung, beim Betrieb des Elektromotors, zwischen der Motorwelle sowie der Halteplatte, einem verstärkten, ungünstigen Verschleiß ausgesetzt.
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Zusätzlich fehlt eine Vorrichtung, die den Elektromotor vor umherfliegenden Fremdkörpern schützt, welche durch die Inlineskate-Rollen im Betrieb der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene aufgewirbelt werden. Die dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Lösung, den Zahnriemen der elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene, mit Hilfe von Langlöchern für die Befestigungsschrauben des Elektromotor, auf die gewünschte Spannung zu bringen, hat den Nachteil, dass die kraftschlüssige Verbindung der Befestigungsschrauben in den Langlöchern dazu neigt, sich zu lösen und sich somit die Zahnriemenspannung ungewollt negativ verändert.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Lösung der oben erwähnten Probleme, die Nachteile des genannten Stands der Technik zu eliminieren, indem eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene entwickelt wird, die so gestaltet ist, die aus Kunststoff, mit dem Kunststoffspritzgussverfahren, hergestellt werden kann, dadurch komplexere Geometrien in der Konstruktion ermöglicht, keine zusätzliche Motorhalteplatte benötigt, dabei die nötige Festigkeit und Formstabilität aufweist, um das Gewicht des Fahrers, die Kraft des Elektromotors, sowie die einwirkende Kraft von zufälligen Stößen oder Stürzen aufzunehmen und gleichzeitig die Nutzung eines Zahnriemens zulässt, um den Antrieb eines Elektromotors auf eine der Inlineskate-Rollen zu übertragen.
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Innerhalb dieses Zieles ist es ein weiteres wichtiges Ziel, eine Schiene zu entwickeln, welche durch seinen konstruktiven Aufbau durch das Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden kann und zugleich einen vorteilhaften ästhetischen Eindruck hinterlässt.
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Ein weiteres Ziel ist es, eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene zu schaffen, die eine hohe mechanische Festigkeit beibehält, während sie ein geringes Gewicht aufweist.
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Ein weitere Ziel ist es, eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene zu schaffen, welche durch das Kunststoffspritzgussverfahren niedrige Herstellungskosten verursacht.
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Ein weiteres Ziel ist es, eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene zu schaffen, die es ermöglicht, den Zahnriemen durch eine einstellbare, formschlüssige, konstruktive Lösung, auf die notwendige Zahnriemenspannung einzustellen, ohne dabei auf die kraftschlüssige Verbindung von Schrauben in Langlöchern zurückgreifen zu müssen.
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Ein weiteres Ziel ist es, eine Vorrichtung in Form eines Verbindungsstegs hinten (17) in eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schienen einzubringen, welche den Elektromotor vor aufgewirbelten Fremdkörpern schützt
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In Übereinstimmung mit der Erfindung wird eine elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene für einen Inlineskate-Schuh, wie in den beigefügten Ansprüchen, geschaffen.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei der Inlineskate-Schuh nicht gezeichnet ist, um die Zeichnungen zu vereinfachen; diese zeigen in:
- 1 eine perspektivische Ansicht von unten einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12) nach der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Draufsicht einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12);
- 3 einen Schnitt einer elektrisch angeriebenen Inlineskate-Schiene (12) entlang der Linie A-A von 2
- 4 eine Ansicht von unten einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12)
- 5 eine Seitenansicht einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12)
- 6 eine Detailansicht B von 5
- 7 eine perspektivische Ansicht von vorne eines Exzentervielecks (16)
- 8 eine Seitenansicht eines Exzentervielecks (16)
- 9 eine perspektivische Explosionszeichnung von unten einer elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12)
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Die elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene (12) ist im Bereich der Inlineskate-Rolle vorne (11) wie ein U geformt, wobei sich in Richtung des Elektromotors (14) der Verbindungssteg vorne (13) aufwirft, aus welchem im rechten Winkel ausgehend der Motorhaltesteg (9) verläuft. Der Motorhaltesteg (9) ist mit dem Verbindungssteg hinten (17), dem Verbindungssteg vorne (13) sowie der Basis (27) verbunden. Der Verbindungssteg vorne (13) verläuft parallel zur Elektromotorwelle (7). Parallel zum Verbindungssteg vorne (13) verläuft der Verbindungssteg hinten (17), welcher im rechten Winkel mit dem Motorhaltesteg (9) verbunden ist. Diese entstandene Geometrie ergibt die Freimachung zur Aufnahme des Elektromotors (14) unterhalb der Basis, zwischen dem Verbindungssteg vorne (13), dem Verbindungssteg hinten (17) sowie dem Motorhaltesteg (9). Da der Verbindungssteg hinten (17) günstig zwischen dem Elektromotor (14) sowie der Inlineskate-Rolle hinten (1) liegt, dient er zusätzlich zur Erhöhung der Festigkeit der gesamten elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12), zum Schutz des Elektromotors (14) vor aufgewirbelten Fremdkörpern wie beispielsweise kleinen Steinen. Im Motorhaltesteg (9) sind in runder Anordnung zur Elektromotorwelle (7) mindestens zwei Montagebohrungen (10) vorgesehen, welche es ermöglichen, den Elektromotor (14) mit dem Motorhaltesteg (9), der Basis (27) und somit der gesamten elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12) zu verbinden. Zwischen dem Motorhaltesteg (9) und dem dazu parallel verlaufenden Motorgegenlagersteg (8), ergibt sich die Riemenfreimachung (26), welche einen Freiraum für den Zahnriemen (28), ausgehend von der Zahnriemenscheibe hinten (2), bis über den gesamten Durchmesser der Zahnriemenscheibe vorne (4) sowie bis hin zur Basis (27) bildet Die Inlineskate-Rolle hinten (1) sowie die daran befestigte Zahnriemenscheibe hinten (2) sind zwischen dem Inlineskaterollensteg hinten (15) sowie dem Motorgegenlagersteg (8) mittels der Rollenachse hinten (18) innerhalb der Exzentervieleckbohrungen (33) fixiert. Der kastenartige Freiraum zwischen dem Inlineskaterollensteg hinten (15) sowie dem Motorgegenlagersteg (8) ermöglicht die Aufnahme von sowohl, in der Breite gemessenen, schmalen Inlineskate-Rollen, sowie breiteren Skateboard- bzw. Longboard-Rollen. Diese Inlineskate-Rollen, Longboard-Rollen sowie Skateboard-Rollen besitzen jeweils zwei axial nebeneinander sitzende Kugellager, auf welchen sie durch die Rollenachse hinten (18) aufgenommen werden können. Die Rollenachse hinten (18) sitzt in zwei gegenüberliegenden Exzentervielecken (16), welche es ermöglichen, den Abstand von der Inlineskaterolle hinten (1) zur Elektromotorwelle (7), stufenweise zu vergrößern oder zu verkleinern, indem die Positionen der Exzentervielecken (16) innerhalb der Vieleckbohrung (23) verändert wird. Um die Position der Exzendervielecken (16) innerhalb der Vieleckbohrung (23) zu verändern, müssen die Exzentervielecken (16) aus dem Motorgegenlagersteg (8) sowie dem Inlineskaterollenteg hinten (15), nach innen in Richtung der Inlineskate-Rolle hinten (1), herausgedrückt werden, um eine bestimmte Gradzahl um den sich ergebenden Mittelpunkt aller Vieleckflächen (32) gedreht werden, und wieder in die Vieleckbohrung (23) eingesteckt werden. Durch dieses Verdrehen der Exzentervielecken (16) wird der Abstand zwischen der Elektromotorwelle (7) und der Rollenachse hinten (18) verändert und die Zahnriemenspannung des Zahnriemens (28) wird erhöht oder verringert. Der Exzenterabsatz (31) verhindert ein Herauswandern der Exzentervielecken (16) nach außen sobald er plan an dem Inlineskaterollensteg hinten (15) bzw. dem Motorgegenlagersteg (9) anliegt. Die axiale Position der Inlineskate-Rolle hinten (1), wird mit Hilfe von Distanzhülsen, welche zwischen den Exzentervielecken (16) sowie den Kugellagern der Inlineskate-Rolle hinten (1) sitzen, gewährleistet. Der Motorgegenlagersteg (8) ist über den Verbindungssteg vorne (13) mit der gesamten elektrisch angetriebenen Inlineskate-Schiene (12) sowie der Basis (27) verbunden und beinhaltet mindestens zwei um die Elektromotorwelle (7) rund angeordnete Freibohrungen (5), welche dazu dienen, die Motorbefestigungsschrauben (21) für den Elektromotor (14) von außen durch den Motorgegenlagersteg (8), hin zum Motorhaltesteg (9) zu führen. Auf einer Achse zur Elektromotorwelle (7) befindet sich im Motorgegenlagersteg (8) eine Motorgegenlagerbohrung (35), die zur Aufnahme des Motorgegenlagers (6) dient Das Motorgegenlager (6) nimmt die Radialkräfte, welche im Betrieb des Elektromotors (14) auftreten, auf. Somit werden die entstehenden Radialkräfte des Elektromotors (14) nicht nur von den Kugellagern innerhalb des Elektromotors (14) selbst und dem Motorhaltesteg (9) aufgenommen, sondern unterstützend auch von dem Motorgegenlagersteg (8) mit dem darin sitzenden Motorgegenlager (6) abgefangen und verteilt. Ein Sicherungsring (22) am Ende der Motorwelle (7) sichert das Motorgegenlager (6) gegen ein seitliches Verrutschen.
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Bei Aktivieren des Elektromotors (14) wird die Elektromotorwelle (7) sowie die Zahnriemenscheibe vorne (4), über einen Nutenstein in der Elektromotorwelle (7), in eine Drehbewegung versetzt, welche sich auf den Zahnriemen (28) und anschließend auf die Riemenscheibe hinten (2) sowie der damit verbundenen Inlineskate-Rolle hinten (1) überträgt. Der Zahnriemen (28) wird durch zwei Bordscheiben (20), welche sich links sowie rechts neben der Zahnriemenscheibe vorne (4) befinden, in seiner axialen Position fixiert, sodass der Zahnriemen (28) nicht seitlich verrutscht und Gefahr läuft den Motorgegenlagersteg (8) sowie den Motorhaltesteg (9) zu berühren.
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Die elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene (12) ist über die Befestigungsbohrung vorne (24) sowie der Befestigungsbohrung hinten (29) mit einem Inlineskate-Schuh durch Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, verbunden.
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Bei ausreichend großem Drehmoment an der Inlineskaterolle hinten (1) wird die elektrisch angetriebene Inlineskate-Schiene (12) mit dem damit verbundenen Inlineskate-Schuh sowie dem Fahrer in Bewegung versetzt.
