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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft muskelkraftbetriebene Sport- und Spielgeräte, auch
Skateboards oder Roller genannt, bestehend aus einer Standfläche für die Benutzer
des Gerätes,
gelagert auf Rädern,
die eine zusätzliche
Freilauffunktion haben.
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Der
Antrieb erfolgt durch die Wippbewegung des Benutzers, der die flexible
Standfläche
des Gerätes
in Schwingung versetzt. Auf diese Weise wird die so erzeugte Energie über die
zusätzliche
Freilauffunktion der Räder
direkt in Bewegungsenergie zur Fortbewegung des Geräts und Benutzer
umgesetzt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
der Betätigung
einer Wippe, oder Ausführung
einer Wippbewegung der Standfläche
dieser Geräte,
wird gegen eine Federkraft eine Zahnstange oder Zahnsegment bewegt,
welches in ein Zahnritzel eingreift. Dieses ist Teil eines Getriebes, über das
die Räder
angetrieben werden, die mit einer Freilauffunktion gekoppelt sind.
Bei jeder Wippbewegung erfolgt eine Antriebsbewegung für die Fortbewegung
des Gerätes.
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Die
Geräte
mit Wippbewegung (
DE 201 15012 und
DE 298 02595 ) übertragen
die Antriebsbewegung dadurch, weil die Wippe mit Hilfe von Riemen
oder Ketten mit einem Ritzel verbunden ist, welches eine Freilauffunktion
hat und so der Antrieb der Räder
mit jeder Wippbewegung erfolgt.
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Geräte, die
ebenfalls einen muskelkraftbetrieben Antrieb über eine Wippbewegung realisieren (
DE 100 35296 ,
DE 3427834 ,
DE 84 224584 , WO 92/06753,
DE 196 25948 ), übertragen
die Energie, die über
die Wippbewegung eingebracht, wird, über eine Zahnstange in ein
Getriebe und aus dem Getriebe mit Hilfe einer Kette oder eines Riemens über eine Kupplung
auf die Antriebsräder.
Die Wippe ist teilweise auch direkt mit einer Kette oder einem Zahnriemen
verbunden und die Antriebsenergie aus der Wippbewegung wird über ein
Getriebe auf die Antriebsräder übertragen.
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Wiederum
andere Geräte
mit muskelkraftbetriebenem Wippantrieb (
DE 1912061 ,
US 005839737 ) übertragen die so eingebrachte
Energie zur Fortbewegung des Gerätes über eine
seitliche Wippbewegung und über
ein Seilzuggetriebe auf die Antriebsräder, oder, in einer anderen
Ausgestaltung wird die Wippbewegung nach vorne und hinten mit einem
Seilzug kombiniert, der die so eingebrachte Energie über ein
zusätzliches
Rollen-Seilzuggetriebe weitergibt.
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Es
gibt auch Geräte
(
DE 91 000955 ), die über ein
mit dem Fuß zu
betätigendes
Hebelsystem die so iniziierte Energie an eine Zahnstange weitergeben,
die die Antriebsenergie über
ein Ritzel mit Freilauf auf die Antriebsräder übertragen.
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Schließlich wird
bei einigen Geräten
(
DE 3939053 ,
EP 1163938 ) die Fortbewegung über Muskelkraft
dergestalt realisiert, indem über
einen Seilzug von Hand , bei Überwindung
einer Federkraft die Antriebsräder
unter Zwischenschaltung eines Seilzugs bewegt werden, oder über einen
Riementrieb mit zwei Fußpedalen.
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Alle
die vorgenannten muskelkraftbetriebenen Sport- und Spielgeräte, die
größtenteils über eine
Wippbewegung ein Getriebe und davon ausgehend meist über eine
Freilauffunktionen Ritzel oder Räder
direkt antreiben, haben gegenüber
der vorliegenden Erfindung einen erheblich schlechteren Wirkungsgrad,
höheres
Gewicht, größeren Bauraum, höhere Kosten
zur Erzeugung der gleichen Funktion, eine wesentlich aufwendigere
Montage und nicht das Aussehen wie ein „normales Skateboard oder
Skateroller".
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Zusammenfasung
der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein muskelkraftbetriebenes
Sport- und Spielgerät
der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das äußerlich
nicht sehr unterschiedlich zu den bekannten Skateboarts und Skaterollern
ist, aber dessen Wirkungsgrad, Gewicht und Bauraum durch Die zusätzliche
Freilauf- und Wippfunktion die Benutzung im Vergleich zu bisherigen
Geräten
nur unwesentlich beeinträchtigt,
das gilt auch für
die Kosten. Die erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht darin, die entweder einteilige, oder zweiteilige
Standfläche, durch
die Art des ausgewählten
Materials, oder bei der zweiteiligen Standfläche, die konstruktive Verbindung
der beiden Standflächenteile,
so flexibel zu machen, daß die
durch Muskelkraft, kombiniert mit Körpergewicht, eingeleitete Wippbewegung,
die ein- oder zweiteilige Standfläche so schnell und effektiv
in Schwingung versetzt, daß um
die Ruhestellung der Standfläche,
eine Winkelbewegung entsteht.
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Die
auf der Unterseite der Standfläche
montierten Räder
sind nach dem Stand der Technik so ausgeführt, daß der Benutzer des Geräts die Möglichkeit
hat, dieses in die gewünschte
Richtung zu lenken.
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Die
erfindungsgemäße Lösung des
Antriebs der Räder
ist möglich,
weil durch die oben beschriebene Bewegungsenergie, der um einen
Winkel schwingenden flexiblen Standfläche des Spiel- und Sportgerätes der
gelagerte Freilauf die Bewegungsenergie an einen Planetentrieb weiterleitet,
der die Antriebsräder
so beschleunigen kann, daß das
Moment und die Beschleunigung um die Antriebsräder groß genug ist, diese in Bewegung
zu setzen und damit das gesamte Gerät mit dem Gewicht des Benutzer schneller
als als 1,5 Meter/Sekunde dauerhaft vorwärts zu bewegen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Konstruktion beinhaltet auch die Möglichkeit das Spiel- und Sportgerät zu bremsen,
falls dies der Benutzer wünscht.
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Die
Bremsfunktion erreicht man, in dem der bewegliche hintere Teil der
Standfläche
langsam nach unten gedrückt
und dort in einer optimalen Position gehalten wird. Auf diese Weise
wirkt über
den Planetentrieb der Freilauf als Bremse und die Räder werden
gebremst.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von insgesamt sieben Figuren und Ausführungsbeispielen
dargestellt und näher
erläutert.
Es zeigen
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1 ein erfindungsgemäßes Skateboard mit
einteiliger Standfläche
in Seitenansicht mit Benutzerfigur.
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2 ein erfindungsgemäßes Skateboard mit
zweiteiliger Standfläche
in Seitenansicht mit Benutzerfigur.
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3 ein erfindungsgemäßes Skateboard als
Roller mit zweiteiliger Standfläche
in Seitenansicht mit Benutzerfigur.
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4 ein erfindungsgemäßes Skateboard als
Roller mit zweiteiliger Standfläche
und zusätzlichem
Drehpunkt der Standfläche
in Seitenansicht mit Benutzerfigur.
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5 Draufsicht im Detail der
zweiteiligen Standfläche
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6 Querschnitt durch den
erfindungsgemäßen Antrieb
bei zwei Hinterrädern
des Skateboars für
alle Ausführungen
(1 bis 4).
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7 Querschnitt durch den
erfindungsgemäßen Antrieb
bei einem Hinterrad des Skateboards für alle Ausführungen (1 bis 4).
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
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Das
erfindungsgemäße Skakteboard
nach 1 stellt ein Skateboard
mit einteiliger Standfläche 1 dar,
bei der die Standfläche 1 leicht
bogenförmig
gefertigt ist und aus einem geeigneten Holz-Kunststoff- oder Metallmaterial
besteht, das eine Schwingbewegung um den Winkel α, wie dargestellt dauerhaft
ausführen
kann. Zur besseren Abstützung
des vorderen Fuß 2 befindet
sich auf der Standfläche 1 ein
Widerlager 14. Der vordere Fuß 2 des Benutzers 3 steuert
das Skateboard auf bekannte Weise und der hintere Fuß 4 des
Benutzers 3 leitet wiederholt eine Kraft „F"↓ ein, indem er mit dem Fuß 4 und
seinem Körpergewicht
die bogenförmige Standfläche 1 des
Skateboards belastet und sofort wieder entlastet und jeweils auf
diese Art die Standfläche 1 nach
unten verformt und in Schwingbewegung versetzt. Die damit in den
Lagerbock 5 eingeleitete Bewegung wird auf die im Lagerbock 5 montierten
gelagerten Freiläufe 6 übertragen.
Die Standfläche 1 ist
vom Material so ausgelegt, daß nach
Einleitung der Kraft „F"↓ die interne Verformungsspannung die
Standfläche
wieder in die Ursprungsstellung zurückverformt. Aufgrund der inneren
Konstruktion des Antriebsmechanismus ist der Benutzer 3 in
der Lage mit dem Fuß 4 über die
Standfläche 1 des
Skateboards und damit über
den Lagerbock 5 den Freilauf 6 so zu beschleunigen,
daß die
Abtriebsdrehzahl im Planetengetriebe 21 größer ist,
als die Drehzahl der Antriebsräder 8.
Das erfindungsgemäße Skateboard nach 2 stellt ein Skateboard
mit zweiteiliger Standfläche 9.1,9.2 (Einzelheiten
siehe 5) dar, bei dem
die Verbindung der beiden Standflächen 9.1 und 9.2 eine
Schwingbewegung um zur besseren Abstützung für den Fuß 2 des Benutzers 3 ein
Widerlager 14. Der Fuß 2 des
Benutzers 3 steuert das Skateboart nach 3 auf bekannte Weise und der hintere Fuß 4 leitet
auch hier die Kraft „F"↓ wiederholt ein, indem er mit
dem Fuß 4 und
seinem Körpergewicht den
hinteren Teil der Standfläche 9.2 belastet
und sofort wieder entlastet und jeweils auf 165 diese Art die Standfläche nach
unten drückt
und so in eine Schwingbewegung versetzt.
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Die
so in den Lagerbock 5 eingeleitete Bewegung wird auf die
im Lagerbock 5 montierten gelagerten Freiläufe 6 übertragen,
die wiederum die Bewegungsenergie über das Planetengetriebe 21 in
den Antrieb des Rades 8 leiten. Die Standfläche nach 5 ist am Drehpunkt 10 mit
einer Torsionsfeder 11 versehen, die mittels Scharnierlaschen 12,
die Federenden 13,14 auf der Unterseite der Standfläche 9.1 und 9.2 festklemmen.
Die Feder 11 sorgt dafür, daß nach der
Abwärtsbewegung
durch den Fuß 4 des
Benutzers 3 die Standfläche 9.1,9.2 wieder
in die Ausgangsstellung zurückfedert
und so die nächste Betätigung durchgeführt werden
kann. Die beiden Scharniere 12,13 sind, um die
Bewegungsreibung gering zu halten, mit einer Achse 15,
auf der auch die Feder 11 geführt wird, in Wälzlagern 16 gelagert
und mit der geteilten Standfläche 9.1,9.2 über Schrauben 17 fest
verbunden.
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Das
erfindungsgemäße Skateboard
nach 3 stellt ebenfalls
ein Skateboard mit zweiteiliger Standfläche 9.1,9.2 dar,
wie bereits bei dem Skateboard nach 2 beschrieben,
nur daß im
Gegensatz dazu an der Standfläche 9.1 ein
Lenker 18 befestigt ist, mit dem man das Skateboard lenken
und durch die starre Verbindung des Lenkers 18 mit der Standfläche 9.1 die
Wippbewegung im Drehpunkt 10 verstärken kann, indem der Benutzer 3 mit
seinen Händen
den Lenker in „X"→ Richtung mehr oder weniger
stark zieht. Die Übertragung
der Bewegungsenergie auf die Antriebsräder 8 des Skateboards
mit Lenker 3 ist gleich
der Übertragung
nach 2.
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Das
erfindungsgemäße Skateboard
nach 4 ist gleich dem
nach 3 mit dem Unterschied,
daß der
Lenker 18 mit der Standfläche 9.1 nicht starr
verbunden ist, sondern über
einen Drehpunkt 19. Damit ist die Wippbewegung unabhängig von
der Lenkbewegung.
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In 6 wird der Antrieb des erfindungsgemäßen Skateboards
dargestellt. Die über
die Standfläche 1,9.1 und 9.2 eingeleitete
Winkelbewegung α bewegt
durch die feste Verbindung des Lagerbocks 5 mit der Standfläche 1,9.1,9.2 gegen
das Widerstandsmoment des Rades 8 den gelagerten Freilauf, der
wiederum auf die Hülse 20 derart
einwirkt, daß sich
die Hülse 20 um
ein Winkelmaß bewegt
und beschleunigt wird. Die Hülse 20 ist
im Eingriff mit einem Planetenradgetriebe 21, dessen Planetenradscheibe 7 fest
mit der Achse 22 verbunden ist. Über die Verzahnung 23 der
Hülse 20 und
Planetengetriebe 21 wird über die Verzahnung 24 die
Aufnahmehülse 25, mit
der das Antriebsrad 8 fest verbunden ist, angetrieben und
beschleunigt. Die Achse 22 ist fest mit dem Halter 26 verbunden,
der wiederum fest mit der Standfläche 1, 9.1 und 9.2 verbunden
ist. Die Hülse 25 des
Rades 8 ist fest mit den Außenringen von zwei Wälzlagern 27,28 verbunden
und deren Innenringe stützen
sich auf der Achse 22 ab. Damit ist gewährleistet, daß sich das
Rad 8 über
die zwei Wälzlager 27,28 und über die
Aufnahmehülse 25,
weiter über das
Planetengetrieb 21 und die Hülse 20 im gelagerten
Freilauf 6 nur gegen die Wälzreibung frei drehen kann.
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Erwähnt sei
noch, daß die
Planetenräder
des Planetengetriebes 21 auch mit Wälzlagern gelagert sind, dieses
ist als Einzelheit jedoch nicht dargestellt.
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Der
Bremsvorgang wird über
die Abwärtsbewegung
der Standfläche 1.,9.1,9.2 eingeleitet,
wobei die Standfläche 1,9.1,9.2 nur
soweit bewegt wird, bis der gelagerte Freilauf 6 gerade
anfängt
zu wirken, d.h. die beginnende Blockkade des Freilaufs 6 wird als
Bremse für
die Rotation des Rades 8 benutzt.
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In 7 wird dargestellt, wie
der Antrieb von nur einem angetriebenen Rad wirkt. Im Gegensatz zur
Konstruktion in 6 wird
die Winkelbewegung der Standfläche 1,9.1,
und 9.2 über
zwei mit der Standfläche 1,9.2 verbundene
außenliegende
Halter 26.1 und 26.2 auf den gelagerten Freilauf 6 übertragen.
Das Funktionsprinzip der Kraft- und Beschleunigungsübertragung
ist gleich der wie in 6 beschrieben,
wobei in 7 die Planetenscheibe
fest auf einem Rohr 22.2 und dieses fest auf einer Achse 22.1 sitzt.
Beide zusammen sind nach der Montage fest mit den Haltern 26.1 verbunden.
Die Aufnahmehülse 25.1 hat
in 7 eine beidseitige
Verzahnung 24.1 und trägt
das Rad 8.1 mittig. Alle weiteren Funktionen sind gleich
den beschriebenen Funktionen aus 6.
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- 1
- Standfläche einteilig
- 2
- Fuß vorne
- 3
- Benutzer
- 4
- Fuß hinten
- 5
- Halter
- 6
- gelagerter
Freilauf
- 7
- Planetenradscheibe
- 8
- Rad
- 9.1
- Standfläche zweiteilig
vorne
- 9.2
- Standfläche zweiteilig
hinten
- 10
- Drehpunkt
- 11
- Drehfeder
- 12
- Scharnier
- 13
- Drehfederende
- 14
- Widerlager
- 15
- Achse
- 16
- Wälzlager
- 17
- Verschraubung
- 18
- Lenker
- 19
- Drehpunkt
- 20
- Hülse
- 21
- Planetengetriebe
- 22
- Achse
- 23
- Verzahnung
- 24
- Verzahnung
- 24.1
- zweiseitige
Verzahnung
- 25
- Aufnahmehülse
- 25.1
- Aufnahmehülse
- 26
- Halter
- 26.1
- Halter
außen
- 27
- Wälzlager
- 28
- Wälzlager
- α
- Winkel
alpha
- F↓
- Kraft
- X→
- Bewegungsrichtung