DE10334507A1

DE10334507A1 - Fitness trolley has all wheel steering with a combined twist and tilt action of the handlebars via an epicyclic gearing

Info

Publication number: DE10334507A1
Application number: DE2003134507
Authority: DE
Inventors: Stefan Kinastberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: CH694695A5; AT413374B; DE10334507B4; ATA13392002A

Abstract

A fitness trolley has a standing platform (1) supported by front and rear wheels (40) and steered by an upright handlebar system (2, 3, 4, 5). The rear wheels are linked to the front wheels via a chain or belt drive and the handlebar system is linked to the wheels via an epicyclic gearing (6). The handlebar is twisted and/or tilted, to control the wheels, with the rear wheels turning in the same direction as the front wheels or in the opposite direction depending on the tilt setting. The tilt movement of the handlebar is transmitted to the steering linkage (7 to 11) by a sliding coupling, e.g. a sleeve (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Sportgerät als Fahrzeug mit einer Standfläche auf insbesondere vier lenkbaren Laufrädern oder Kufen und mit einer Lenksäule sowie einem Lenkrad oder einer Lenkstange.The invention relates to a sports device as a vehicle with a footprint on in particular four steerable wheels or runners and with one steering column and a steering wheel or handlebar.

Es sind antriebslose Rennwagen, insbesondere für Kinder bekannt, die auf abschüssigen Wegen oder Straßen gefahren werden. Dabei sind so wie bei Kraftfahrzeugen die Vorderräder lenkbar. Darüber hinaus zählen Roller zum Stand der Technik, die eine Standfläche aufweisen und die in der Ebene durch Fußbetätigung angeschoben werden. Roller neuer Bauart weisen zwei in geringem Abstand angeordnete vordere Laufräder auf einer Achse quer zur Lenksäule und zwei nicht lenkbare hintere Laufräder, meist in einem größeren Abstand als die vorderen Laufräder, auf. Ein solcher Roller kann im Gegensatz zu der klassischen Bauart auf seinen Laufrädern frei stehen, ohne umzufallen. Die Erfindung geht von einem solchen Fahrzeug aus und zielt darauf ab, dem Fahrer gegenüber einem üblichen Roller oder Lenkwagen mehr Möglichkeiten bei der Fortbewegung zu bieten.They are powerless racing cars, in particular for children known to downhill Because of or streets be driven. The front wheels can be steered like in motor vehicles. Furthermore counting State-of-the-art scooters that have a footprint and that in the Level pushed by foot control become. Scooters of a new design have two spaced apart front wheels on an axis transverse to the steering column and two non-steerable rear wheels, usually at a greater distance than the front wheels, on. In contrast to the classic design, such a scooter can on his wheels stand free without falling over. The invention is based on such Vehicle out and aims at the driver versus a usual one Scooter or steering car more options to offer when getting around.

Dies wird bei einem Sportgerät der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, dass die Lenksäule über ein Lenkgetriebe mit sämtlichen Laufrädern zur Übertragung einer Winkelstellung verbunden ist, dass das Lenkgetriebe mindestens ein Planetengetriebe umfasst und dass zusätzlich zur Lenkbewegung durch die Lenkstange eine Winkelstellung über einen Hebel in das oder die Planetengetriebe zur Übertragung einer zusammengesetzten Lenkbewegung auf eine Achse oder einen Lenkbolzen der Laufräder, insbesondere auf die vorderen Laufräder und allenfalls gegensinnig auf die hinteren Laufräder einführbar ist. Das Sportgerät besitzt damit ein besonderes Lenksystem, welches einerseits ermöglicht, dass alle Laufräder im gleichen Lenkwinkel eingestellt werden. In diesem Fall bleibt die Ausrichtung der Längsachse des Sportgeräts gleich, es bewegt sich jedoch parallel nach links oder rechts zur Seite.This is the case with a sports device as described at the beginning Art achieved in that the steering column with a steering gear with all impellers for transmission an angular position is connected that the steering gear at least includes a planetary gear and that in addition to the steering movement the handlebar an angular position via a lever in the or the planetary gears for transmission a compound steering movement on an axle or a steering pin the wheels, especially on the front wheels and possibly in opposite directions is insertable on the rear wheels. The sports equipment thus has a special steering system, which on the one hand enables that all wheels can be set at the same steering angle. In this case it remains the alignment of the longitudinal axis of the sports equipment same, but it moves parallel to the left or right Page.

Durch den über das Planetengetriebe zusätzlich einführbaren Lenkwinkel nur an die vorderen Laufräder oder nur an die hinteren Laufräder oder gegensinnig auf die Vorder- und Hinterräder können zur Fahrt geradeaus oder zu einem seitlichen Parallelverschieben des Sportgerätes auch Kurven gefahren oder beim Fortbewegen dem Parallelverschieben auch Kurven überlagert werden. Es können also gerade, seitlich parallel verschobene Kurse wie auch Kurven, z.B. Kreise gefahren werden.Through the additional insertable via the planetary gear Steering angle only on the front wheels or only on the rear impellers or in opposite directions on the front and rear wheels can drive straight ahead or to a lateral parallel shifting of the sports equipment too Cornering or moving parallel when moving Overlaid curves become. It can So straight, laterally shifted courses as well as curves, e.g. Circles.

Es ist zweckmäßig, wenn die Lenksäule, zusätzlich zu ihrer Verdrehbarkeit, zur Seite nach links und rechts schwenkbar gelagert, und wenn die Schwenkbewegung kinematisch auf den Hebel zu seiner Winkelstellung, übertragbar ist. Es kann die Zusatzverstellung in das Planetengetriebe zum Kurvenfahren also nicht nur durch einen separaten Hebel, sondern unmittelbar über die Lenksäule eingebracht werden. Sie ist dann in gewohnter Weise verdrehbar, aber auch zur Seite schwenkbar. Der jeweilige Schwenkwinkel geht als Zusatzverstellung in das Planetengetriebe ein. Dazu ist es vorteilhaft, wenn auf der Lenksäule eine Hülse gelagert ist oder eine Gabel angreift, die mit einem zweiarmigen, etwa parallel zur Lenksäule geführten Hebel in Verbindung steht, der an seinem freien Ende gegebenenfalls über einen verdrehbaren Hebel in das Planetengetriebe zur Zusatzverstellung bzw. zur Übertragung eines Zusatzlenkwinkels eingreift.It is useful if the steering column, in addition to their rotatability, can be swiveled to the left and right stored, and when the pivoting motion kinematically on the lever to its angular position, transferable is. There can be additional adjustment in the planetary gear for cornering So not just through a separate lever, but directly via the steering column be introduced. It can then be rotated in the usual way, but also swivels to the side. The respective swivel angle goes as an additional adjustment in the planetary gear. For this it is advantageous when on the steering column a sleeve is stored or attacks a fork with a two-armed, roughly parallel to the steering column out Lever is connected, which at its free end, if necessary, via a rotatable lever in the planetary gear for additional adjustment or for transmission of an additional steering angle engages.

Eine besondere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäule, vorzugsweise über eine Zahnradübersetzung mit mindestens einem Planetenradträger in Verbindung steht, an dessen freien Enden ein Planetenrad gelagert ist, das einerseits an einem Sonnenrad abläuft und seine Drehung auf ein abtreibendes Zahnrad auf die Achse bzw. den Lenkbolzen des Laufrades oder der Kufen überträgt. Dabei ist über das Sonnenrad die Zusatzverdrehung durch das Verschwenken der Lenksäule in das Planetengetriebe einführbar.A special embodiment is characterized in that the steering column, preferably via a gear ratio communicates with at least one planet carrier, at the free ends of a planet gear is mounted on the one hand on a Sun gear expires and its rotation on an abortive gear on the axis or transmits the steering pin of the wheel or skids. It is about that Sun gear by turning the steering column into the Planetary gear insertable.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der schematischen Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the subject of the invention is described below with reference to the schematic drawings.

1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sportgeräts, 2 eine Ansicht von oben, jeweils mit frei liegendem Getriebe, 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in 2, 1 shows a side view of a sports device according to the invention, 2 a view from above, each with the gearbox exposed, 3 a section along the line III-III in 2 .

4 eine Ansicht von oben zu 3, 4 a top view too 3 .

5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in 2, 5 a section along line VV in 2 .

6 und 7 das Sportgerät von unten mit Beispielen für Lenkwinkelstellungen der Laufräder. 6 and 7 the sports equipment from below with examples of steering angle positions of the wheels.

Ein Sportgerät gemäß 1 und 2 umfasst eine Standfläche 1, auf der der Anwender genügend Platz zum Stehen mit einem oder beiden Beinen vorfindet. Geschoben und gelenkt wird mittels einer Lenkstange 2, die mit der Lenksäule 3 fix verbunden ist. Über die Lenksäule 3 werden sämtliche Lenkbewegungen ausgeführt. Die Lenksäule 3 ist über ein Lenkgetriebe mit sämtlichen Laufrädern 40 kinematisch verbunden. Durch Drehen der Lenksäule 3 erreicht man das Verdrehen sämtlicher Laufräder 40 (Vorderräder und Hinterräder) um den gleichen Winkel. Die Lenksäule 3 ist aber auch noch zusätzlich zu dieser Drehbewegung zur Seite nach links und nach rechts schwenkbar gelagert, wodurch noch eine zusätzliche Verstellmöglichkeit der Vorderräder gewährleistet wird. Diese Schwenkbarkeit nach links und nach rechts wird dadurch ermöglicht, dass die Lenksäule 3 am unteren Ende ein Kardangelenk 4 besitzt. Das Kardangelenk 4 wird benötigt, damit man gleichzeitig zur Schwenkbewegung eine Drehbewegung ausführen kann. Die Lenksäule 3 ist in einer Hülse 5 drehbar gelagert. Über diesen Bauteil wird bei der Schwenkbewegung nach links oder rechts diese Bewegung auf Planetengetriebe 6 übertragen. Die Hülse 5 ist fix mit einem zweiarmigen Hebel 7 verbunden. Dieser Hebel ist im Lager 8, welches in derselben Höhe wie das Kardangelenk 4 sitzt, schwenkbar gelagert. Das Lager 8 verhindert auch das Bewegen der Lenksäule 3 nach vorne und hinten relativ zum Sportgerät, wodurch die Lenksäule 3 zum Anschieben des Sportgerätes sehr gut verwendet werden kann. Der Hebel 7 besitzt am unteren Ende einen runden Auslegerstab 9, welcher die Schwenkbewegung über eine Gleitgabel 10 auf eine Lenkerstange 11 überträgt. Die Gleitgabel 10 benötigt eine gewisse Höhe, damit der Auslegerstab 9 beim Schwenken des Hebels 7 stets in Verbindung mit der Gleitgabel 10 steht und die Lenkbewegung auf die Lenkerstange 11 weiterleitet. Beim Verdrehen des Hebels 7 wandert der Auslegerstab 9 nach oben. Die Lenkerstange 11 überträgt über drehbare Hebel 12 die Lenkbewegung in das linke und rechte Sonnenrad 13 der jeweiligen Planetengetriebe 6. Die Hebel 12 sind fix mit den Sonnenrädern 13, z.B. durch Schweißen, verbunden (3).A sports device according to 1 and 2 includes a stand area 1 , on which the user finds enough space to stand with one or both legs. A handlebar is used to push and steer 2 that with the steering column 3 is permanently connected. Via the steering column 3 all steering movements are carried out. The steering column 3 is via a steering gear with all wheels 40 kinematically connected. By turning the steering column 3 you can twist all the wheels 40 (Front wheels and rear wheels) at the same angle. The steering column 3 is also pivoted to the left and to the right in addition to this rotary movement, which ensures an additional adjustment of the front wheels. This swiveling to the left and to the right is made possible by the fact that the steering column 3 a universal joint at the bottom 4 has. The universal joint 4 is required so that a rotary movement can be carried out simultaneously with the swivel movement. The steering column 3 is in a sleeve 5 rotatably mounted. With this component, when moving to the left or right, this movement on planetary gears 6 transfer. The sleeve 5 is fixed with a two-armed lever 7 connected. This lever is in stock 8th which is at the same height as the universal joint 4 sits, pivoted. The warehouse 8th also prevents the steering column from moving 3 forward and backward relative to the sports equipment, creating the steering column 3 can be used very well to push the sports equipment. The lever 7 has a round boom at the lower end 9 which the swiveling movement over a sliding fork 10 on a handlebar 11 transfers. The sliding fork 10 needs a certain height so the boom rod 9 when swiveling the lever 7 always in connection with the sliding fork 10 stands and the steering movement on the handlebar 11 forwards. When turning the lever 7 the boom rod moves 9 up. The handlebar 11 transmits via rotatable levers 12 the steering movement into the left and right sun gear 13 the respective planetary gear 6 , The levers 12 are fixed with the sun gears 13 , e.g. by welding ( 3 ).

Beim Verdrehen der Lenkstange 2 wird über die Lenksäule 3 und das Kardangelenk 4 die Drehbewegung in ein Zahnradgetriebe mit den Zahnrädern 14, 15 und 16 eingeleitet. Das abtreibende Zahnrad 16 des Zahnradgetriebes treibt Kettenräder 17 und 18 an (in 5 ersichtlich – Schnitt durch die Mitte des Sportgerätes). Über das Kettenrad 17 und eine Kette 19 (2) wird die Drehbewegung auf ein linkes und rechtes Kettenrad 20 übertragen, welche die beiden Planetengetriebe 6 bei dieser Bewegung antreiben. Das in der Mitte des Sportgerätes liegende Kettenrad 18 (5) treibt über eine Kette 22 ein hinteres Kettenrad 23 an, welches mit einem Kettenrad 24 fix verbunden ist. Dieses Kettenrad 24 treibt über eine Kette 25 (2) ein linkes und rechtes Kettenrad 26 an, welches fix mit einem hinteren Lenkbolzen 27 verbunden ist. Die hinteren zwei Räder 40 besitzen bei dieser Ausführung kein Planetengetriebe, da in diesem Ausführungsbeispiel nur die vorderen Räder zum Kurvenfahren bzw. zur Erzeugung einer Kreisbahn verwendet werden. Es ist allerdings auch möglich, den Hinterrädern 30 Planetengetriebe zuzuordnen und mit gegensinniger Lenkwinkeleinstellung zu den Vorderrädern einen kleineren Wendekreis bzw. engeren Einschlag des Sportgerätes zu erreichen.When turning the handlebar 2 is over the steering column 3 and the universal joint 4 the rotary motion in a gear transmission with the gears 14 . 15 and 16 initiated. The abortive gear 16 of the gear drive drives sprockets 17 and 18 on (in 5 visible - section through the middle of the sports equipment). Via the sprocket 17 and a chain 19 ( 2 ) the rotational movement on a left and right sprocket 20 transfer which the two planetary gears 6 drive in this movement. The sprocket in the middle of the sports equipment 18 ( 5 ) drives over a chain 22 a rear sprocket 23 which with a sprocket 24 is permanently connected. This sprocket 24 drives over a chain 25 ( 2 ) a left and right sprocket 26 which is fixed with a rear steering pin 27 connected is. The rear two wheels 40 have no planetary gear in this embodiment, since in this embodiment only the front wheels are used for cornering or for generating a circular path. However, it is also possible to use the rear wheels 30 Allocate planetary gears and achieve a smaller turning circle or narrower turn of the sports equipment with opposite steering angle adjustment to the front wheels.

Anhand der 3, die einen Längsschnitt durch das Planetengetriebe zeigt, wird das Funktionsprinzip der Planetengetriebe 6 erklärt. Ein vorderer Lenkbolzen 28 ist drehbar auf dem Sportgerät gelagert und ist fix mit einem Zahnrad 29 verbunden. Über dieses Zahnrad 29 werden sämtliche Lenkbewegungen der vorderen Räder ausgeführt. Das Sonnenrad 13 ist frei drehbar um den Lenkbolzen 28 gelagert. Ein Planetenrad 30 ist frei drehbar über den Bolzen 31 mit dem Planetenradträger 21 verbunden, welcher frei drehbar auf dem Lenkbolzen 28 gelagert ist. Beim Verdrehen der Lenksäule wird der Planetenträger 21 über das Kettenrad 20 in Winkeldrehung gesetzt. Er dreht sich um den Lenkbolzen 28, wodurch beim Stillstehen des Sonnenrades 13 sich das Planetenrad 30 über das Sonnenrad 13 abrollt (gleiche Drehrichtung wie Planetenradträger). Das Sonnenrad 30 umfasst zwei verschiedene Zahnraddurchmesser. Die untere Ver zahnung besitzt den gleichen Durchmesser wie das Sonnenrad 13, die obere Verzahnung besitzt einen kleineren Durchmesser, nämlich einen halb so großen Durchmesser wie das Zahnrad 29. Dadurch wird das Planetenrad 30 in der Drehrichtung (Schwenkrichtung) des Planetenradträgers 21 angetrieben. Jedoch bewirkt das Übersetzungsverhältnis zusammen mit der Ortsveränderung des Planetenrades 30, dessen Achse 31 sich im Kreisbogen der Schwenkrichtung des Planetenradträgers 21 bewegt, eine geringere Rückdrehung als der Schwenkwinkel des Planetenradträgers 21. Daraus folgt letztlich im Ausführungsbeispiel eine Verdrehung des Zahnrades 29 gleichsinnig mit dem Planetenradträger, jedoch mit dem halben Winkel der Verdrehung des Planetenradträgers 21. Aufgrund dieser Tatsache ist das Zahnrad 14 (5) im Durchmesser doppelt so groß wie die Zahnräder 15 und 16, damit die Lenkbewegungen der Lenkstange 2 direkt auf die Räder 40 übertragen werden. Verdreht man die Lenkstange 3 um z.B. 45°, so verstellen sich auch sämtliche Räder um 45°.Based on 3 , which shows a longitudinal section through the planetary gear, becomes the principle of operation of the planetary gear 6 explained. A front steering pin 28 is rotatably mounted on the sports equipment and is fixed with a gear 29 connected. About this gear 29 all steering movements of the front wheels are carried out. The sun gear 13 is freely rotatable around the steering pin 28 stored. A planet gear 30 is freely rotatable over the bolt 31 with the planet carrier 21 connected, which rotates freely on the steering pin 28 is stored. When the steering column is turned, the planet carrier becomes 21 over the sprocket 20 set in angular rotation. He turns the steering pin 28 , whereby when the sun gear is at a standstill 13 the planet gear 30 about the sun gear 13 rolls (same direction of rotation as planet carrier). The sun gear 30 includes two different gear diameters. The lower toothing has the same diameter as the sun gear 13 , the upper toothing has a smaller diameter, namely half the diameter of the gear 29 , This will make the planet gear 30 in the direction of rotation (swivel direction) of the planet carrier 21 driven. However, the gear ratio together with the change in location of the planet gear 30 whose axis 31 in the arc of the pivoting direction of the planet carrier 21 moved, a less reverse rotation than the pivot angle of the planet carrier 21 , In the exemplary embodiment, this ultimately results in a rotation of the gearwheel 29 in the same direction as the planet carrier, but with half the angle of rotation of the planet carrier 21 , Because of this fact, the gear 14 ( 5 ) twice the diameter of the gears 15 and 16 so that the steering movements of the handlebar 2 directly on the wheels 40 be transmitted. If you turn the handlebar 3 For example, by 45 °, all wheels are also adjusted by 45 °.

Über das Kettenrad 18 und die Kette 22 gelangt die Drehbewegung auf die hinteren Laufräder 40. Da die hinteren Laufräder 40 kein Planetengetriebe haben, welches die Drehbewegung um die Hälfte reduziert, ist das Kettenrad 23 im Durchmesser doppelt so groß, wie das Kettenrad 18, damit auch die hinteren Laufräder 40 den gleichen Drehwinkel wie die vorderen erfahren. Ansonsten würden die hinteren Laufräder 40 doppelt so viel Einschlag erhalten, wodurch das Sportgerät nicht parallel zu seiner Mittelachse verschoben werden könnte.Via the sprocket 18 and the chain 22 the rotational movement reaches the rear wheels 40 , Because the rear wheels 40 The sprocket has no planetary gear that reduces the rotary motion by half 23 in diameter twice the size of the sprocket 18 , also the rear wheels 40 experience the same angle of rotation as the front. Otherwise the rear wheels would 40 received twice as much impact, so that the sports equipment could not be moved parallel to its central axis.

Bewegt man das Sonnenrad 13 durch seitliches Schwenken der Lenksäule 3, so wird in die Planetengetriebe 6 eine zusätzliche Bewegung eingeleitet (Zusatzlenkwinkel). Das Sonnenrad 13 treibt das Planetenrad 30 an, welches wiederum das Zahnrad 29 antreibt. Das antreibende Sonnenrad 13 verursacht beim abtreibenden Zahnrad 29 eine Bewegung in dieselbe Richtung, wodurch beim Bewegen der Lenksäule 2, z.B. nach links, über den zweiarmigen Hebel 7 der Auslegerstab 9 nach rechts wandert und sich das Sonnenrad 13 und somit der vordere Lenkbolzen 28 gegen den Uhrzeigersinn bewegt. Das Sportgerät beschreibt eine Kreisbahn nach links.If you move the sun gear 13 by swiveling the steering column sideways 3 , so is in the planetary gear 6 an additional movement is initiated (additional steering angle). The sun gear 13 drives the planet gear 30 which in turn is the gear 29 drives. The driving sun wheel 13 caused by the abortive gear 29 a movement in the same direction, causing when moving the steering column 2 , eg to the left, over the two-armed lever 7 the cantilever 9 moves to the right and the sun gear 13 and thus the front steering pin 28 moved counterclockwise. The sports device describes a circular path to the left.

Claims

Sports device as a vehicle with a footprint on in particular four steerable wheels or runners and with a steering column, as well as a steering wheel or a steering rod, characterized in that the steering column ( 3 ) via a steering gear with all wheels ( 40 ) for the transmission of an angular position, the steering gear is connected to at least one planetary gear ( 6 ) and that in addition to the steering movement by the handlebar ( 2 ) an angular position via a lever ( 7 ) in the planetary gear (s) ( 6 ) for transferring a compound steering movement to an axle or a steering pin ( 28 ) of the wheels ( 40 ), especially on the front wheels ( 40 ) and possibly in opposite directions on the rear wheels ( 40 ), can be introduced.

Sports device according to claim 1, characterized in that the steering column ( 3 ), in addition to their rotatability to the left and right, pivoted, and that the pivoting movement kinematically on the lever ( 7 ) to its angular position, is transferable.

Sports device according to claim 2, characterized in that on the steering column ( 3 ) a sleeve ( 5 ) is mounted or engages a fork that is operated with a two-armed lever that is guided approximately parallel to the steering column ( 7 ) is connected, which at its free end, if necessary, via a rotatable lever ( 12 ) in the planetary gear ( 6 ) intervenes for additional adjustment or for the transmission of an additional steering angle.

Sports device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the steering column ( 3 ) preferably via a gear ratio with at least one planet gear carrier ( 21 ) is connected, at the free ends of which a planet gear ( 30 ) is mounted on the one hand on a sun gear ( 13 ) runs and its rotation on an abortive gear ( 29 ) on the axle or the steering pin ( 28 ) of the impeller ( 40 ) or the runners transmits.

Sports device according to claim 4, characterized in that via the sun gear ( 13 ) the additional rotation by swiveling the steering column ( 3 ) in the planetary gear ( 6 ) is importable.

Sports device according to claim 4, characterized in that the planet carrier ( 21 ) each with a sprocket ( 20 ) are moved, the chain ( 19 ) via a sprocket ( 17 ) and gears ( 14 . 15 . 16 ) from the steering column ( 3 ) can be actuated, and preferably that the rotary movement of the steering column ( 3 ) on the axles or steering bolts ( 27 ) the rear wheels are transferable.