DE19942419A1

DE19942419A1 - Rollrahmen

Info

Publication number: DE19942419A1
Application number: DE19942419A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wiechern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-09-12
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2019-09-07
Also published as: DE19942419B4

Abstract

Ein Sportgerät in Form eines Rollrahmens zur stehend freihändigen Fortbewegung zwecks sportlich-spielerischer Betätigung ist durch ein vertikales Rahmengestell (1, 2) als zentralem Element gekennzeichnet, welches mit zwei Rädern in ein- oder zweispuriger Anordnung im Abstand einer mittleren Schrittweite verbunden ist, wobei jedes der Räder mit seiner Achshalterung (5, 6) und einer Fußraste (4), welche quer zur Rotationsebene des Rades (3) eine Trittfläche bildet, zu einer Radeinheit im Sinne einer Funktionseinheit verbunden ist, wobei die Verbindung mindestens einer der beiden Radeinheiten mit dem Rahmengestell beweglich ausgeführt ist, dergestalt, daß die bewegliche Radeinheit um eine annähernd vertikale, in der Ebene des Rahmengestellt liegende Achse schwenkbar ist, wodurch die Drehung eines auf die Fußraste einer beweglichen Radeinheit gestellten Fußes unmittelbar in eine Schwenkbewegung der betreffenden Radeinheit und infolgedessen in eine Richtungsänderung des Rollrahmens umgesetzt wird. DOLLAR A So ist das Gerät leicht manövrierbar und ähnlich benutzbar wie ein Skateboard.

Description

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, ein ein- oder zweispuriges, zweirädriges Sport- und Spielgerät zu entwickeln, das ähnlich dem bekannten Skateboard auf vielfältige Weise gefahren werden kann, vergleichbar einfach aufgebaut ist, wie ein Fahrrad balanciert werden kann, unmittelbar lenkbar ist und durch Variierung seiner Grundkonstruktion oder durch einfache Rekombination mit variablen Bestandteilen an verschiedene Verwendungszwecke und Geländegegebenheiten angepaßt werden kann.

Dies wird durch die Kombination zweier in besonderer Weise gestalteter, in Rollrichtung hintereinander angeordneter Radeinheiten (Fig. 2) mit einem vertikalen, sich oberhalb der Räder erstreckenden Rahmengestell (Fig. 1) erreicht.

Die Verbindungen beider oder nur einer der beiden Radeinheiten mit dem Rahmengestell sind in Form je eines Schwenklagers (Fig. 4) ausgeführt, ähnlich dem Lenklager eines Fahrrades, dessen Achse annähernd vertikal in der Rotationsebene des ihm zugeordneten Rades liegt.

Ein solches Schwenklager dient der Lenkung des Gerätes und weist in Fahrtrichtung eine leichte Neigung zur Erzeugung eines Vor- oder Nachlaufeffektes auf.

Jede Radeinheit besteht aus einem drehbar gelagerten Rad (3), einer Achshalterung (5), welche das konstruktive Bindeglied zwischen dem Rad und dem Rahmengestell bildet, und einer mit der Radachse (7) oder Achshalterung direkt verbundenen Fußraste (4), welche Fußraste eine quer zur Rotationsebene des Rades angeordnete, sich in Fahrtrichtung erstreckende Trittfläche herstellt.

Raddurchmesser und Höhe des Rahmengestells sind nicht festgelegt und können unterschiedlichen Anforderungen entsprechend ausgebildet sein. Eine gewisse Mindesthöhe der Anordnung des Rahmengestells oberhalb der Fußrasten ergibt sich aus der Stabilisierungsfunktion des Rahmens als Abstützung an den Beinen einer betreibenden Person sowie aus einem gewissen Bedarf an Bewegungsfreiheit der Füße, um beispielsweise während der Fahrt die Füße umsetzen zu können, oder - bei großen Raddurchmessern - aus der Höhe der Räder.

Eine betreibende Person steht im Normalfall mit je einem Fuß auf der Fußraste (4) je einer Radeinheit und hält das Rahmengestell zwischen den Beinen oder seitlich an den Beinen angelehnt. Dabei werden Drehbewegungen der Füße im Sinne einer Veränderung der Winkelstellung der Füße zueinander unmittelbar in Veränderungen der Winkelstellung der Rotationsebenen beider Räder zueinander umgesetzt, woraus kontrollierbare Richtungsänderungen des Gerätes (Fig. 3) resultieren.

Ist nur eine Radeinheit lenkbar mit dem Rahmengestell verbunden, so entsteht der Lenkeffekt aus einer entsprechenden Drehung des auf die lenkbare Radeinheit gesetzten Fußes.

Die Lagestabilisierung des Rollrahmens zwischen Fußauflage und Beinabstützung ist der eines stehend freihändig gefahrenen Zweirades wie z. B. beim Kunstradfahren wesensgleich, d. h. um eine Achse, die von der Verbindungslinie der Bodenkontaktpunkte der Räder gebildet wird, entstehen während des Betriebes einander aufhebende Momente durch die auf beide Fußrasten normalerweise ungleich verteilte Gewichtskraft der betreibenden Person einerseits und die entgegen gerichtete Stützkraft am Anlagepunkt des Rahmengestells an einem Bein andererseits.

Durch die einfach auszuübende Fußkontrolle über die Lenkbewegung erhält das Gerät zusätzlich die Manövrierfähigkeit eines in normaler Position betriebenen Fahrrades und ist bei nur einer lenkbaren Radeinheit ähnlich einfach zu beherrschen.

Sind beide Radeinheiten beweglich mit dem Rahmengestell verbunden, so erhöhen sich die Anforderungen an die Geschicklichkeit einer betreibenden Person erheblich. Das Gerät weist in dieser Ausführung im Fahrverhalten Ähnlichkeit mit dem bekannten "Snakeboard" auf.

Andere Erfindungen, denen ein ähnlicher Anwendungszweck zugrunde liegt, erreichen keinen vergleichbaren Freiheitsgrad in der Ausübung der angestrebten Fahrweise, insbesondere bei der Lenkungskontrolle.

So hat der Rollrahmen gegenüber DE 41 26 062 A1 neben dem Vorzug des einfacheren Aufbaus die Eigenschaft, mittels Fußdrehung ohne zusätzliche Einrichtungen wie Lenkgestänge, Seilzüge und dergleichen direkt lenkbar zu sein, ohne daß Belastung und Auflagekontakt der Füße auf den Fußrasten dabei verändert werden müssen.

Bei einem zweirädrigen Rollbrett mit einer Radaufhängung entsprechend DE 43 11 687 A1 wird ein Lenkungsausschlag ausschließlich über Schwerpunktverlagerung durch Schrägstellung des Grundgestells, i. e. Trittbrettes erreicht. Daraus resultiert eine Gewisse Einschränkung in der Bedienbarkeit, weil die Schräglage nicht entsprechend einer gefahrenen Kurve optimiert werden kann, sondern den Erfordernissen des erstrebten Lenkungsausschlags angepaßt werden muß. So ist beispielsweise der Reibungswiderstand in den Gelenken der Radaufhängung durch zusätzliche Schrägstellung des Gerätes zu überwinden. Im Gegensatz dazu können beim Rollrahmen die Schräglage des Gerätes und der Lenkungsausschlag unabhängig voneinander eingestellt und dem Situationsbedarf angepaßt werden, wie bei einem Fahrrad.

Die grundlegende Besonderheit des Rollrahmens nach dem hier vorgestellten Konzept gegenüber einem Rollbrett, aber auch gegenüber einem normalen Zweirad besteht darin, daß das Rahmengestell in seiner Funktion als Grundgestell lediglich Stützmomente zweier Radeinheiten gegeneinander zu übertragen hat, wie sie primär aus der Gewichtsverteilung der betreibenden Person auf die Fußrasten resultieren, nicht aber der Aufnahme des Körpergewichts der betreibenden Person im Sinne einer Traglast dient. Das Körpergewicht ruht vielmehr direkt auf den Fußrasten der beiden Radeinheiten und wird so direkt in die Radlager eingeleitet. Hieraus resultiert die besondere Wendigkeit und Manövrierfähigkeit des Gerätes. Insbesondere erfahren die Lagerungen der Lenkachsen nur geringe Belastungen und können trotz einer geforderten hohen Beweglichkeit sehr einfach und dadurch preisgünstig gestaltet sein.

Auch bei einem Skateboard normaler Bauart erfüllt das Trittbrett, mithin das Bauteil, das der Aufnahme der der Gewichtskraft der betreibenden Person dient, gleichzeitig die Funktion eines Grundgestells.

Desgleichen müssen bei den Rollbrettern mit zwei Rädern, DE 41 26 062 A1 und DE 43 11 687 A1 die Gewichtskräfte der Betreiber zunächst vom Grundgestell aufgenommen werden, um dann über die Radaufhängungen, insbesondere Lenkachslagerungen in die Räder eingeleitet zu werden. Gleiches gilt für gewöhnliche Fahrräder, Tretroller usw.

In einer ausgeführten, unten näher beschriebenen Variante weist das Rahmengestell in Gestalt und Funktion Ähnlichkeit zur "Fahrstelze" PS Nr. 270037, Kaiserliches Patentamt auf.

Die Fahrstelze verfügt über ein Rahmengestell mit hauptsächlich stützender und stabilisierender Funktion. Jedoch ist bei diesem Gerät eine durchgehende Trittfläche auf Achshöhe der Räder mit dem Rahmen verbunden und dergestalt in denselben integriert, daß eine Lenkfunktion konstruktiv ausgeschlossen ist.

Die Fahrstelze wurde offensichtlich zu einem andern Zweck als rein geradlinig rollendes Gerät entwickelt. Das für Zweiräder typische, der Balance dienende Fahren in gestreckter Schlangenlinie kann mit der Fahrstelze im Gegensatz zum Rollrahmen nicht ausgeführt werden. Daher ist ein solches Gerät nur sehr eingeschränkt benutzbar.

Der hier vorgestellt Rollrahmen kann durch Arretierung der Lenkachsen beider Radeinheiten in fluchtender Stellung der Räder in ein Gerät mit annähernd gleichen Eigenschaften wie die Fahrstelze umgewandelt werden. Es handelt sich dabei um eine Variationsmöglichkeit des dem Rollrahmen zugrundeliegenden Konzepts.

Im Folgenden wird eine ausgeführte Variante näher beschrieben.

Rahmengestell und Radaufhängungen mit Fußrasten sind aus leichtem, biegesteifem Material gefertigt. Das Rahmengestell hat die Form eines leicht gekrümmten Holmes (1) aus Metallrohr, der an beiden Enden mit je einem geraden Rohrstutzen (2) versehen ist. Holm und Rohrstutzen öffnen sich nach unten unter einem Winkel von 15° und liegen in gemeinsamer Ebene. Die Rohrstutzen (2) dienen als Aufnahme für die Schwenklagerzapfen (6) der Radeinheiten und verbinden die Radeinheiten mit Rahmengestell. Sie haben eine Länge von ca. 200 mm und stehen in solchem Abstand zueinander, daß das montierte Gerät einen Radabstand von mittlerer Schrittweite aufweist.

Jede Radeinheit wird gebildet aus einer gabelförmigen Achshalterung, die nach oben ähnlich einer Fahrradgabel in einen geraden Rohrstutzen übergeht, hier als Schwenklagerzapfen (6) bezeichnet, einem Rad von ca. 200 mm Durchmesser, dessen leichtgängig gelagerte Achse (7) mit der Achshalterung (5) verschraubt ist und schließlich einer Fußraste (4) in Form einer leicht gewölbten Platte, die fest mit der Achshalterung (5) verbunden ist und das Rad (3) vollkommen umgibt, dergestalt, daß das Rad durch eine etwa mittig in die Fußraste eingearbeitete Öffnung hindurchragt und darin frei rotieren kann.

Die erforderliche Bodenfreiheit der Fußraste ergibt sich aus ihrer Breite und der angestrebten hauptsächlichen Verwendung des Gerätes und ist so bemessen, daß auch in extremer Schräglage des Gerätes kein Bodenkontakt über die Fußrasten entsteht. Die Breite der Fußrasten ermöglicht ein sicheres Aufsetzen der Füße. Die Gabel der Achshalterung ist so ausgeführt, daß sie ungewolltes Reiben der Füße an den rotierenden Rädern verhindert. Die Durchmesser der Rohrstutzen (2) des Rahmengestells und der Schwenklagerzapfen (6) sind so aufeinander abgestimmt, daß sie bei Verwendung von Lagerbuchsen (9) mit leichtgängiger Spielpassung ineinander geschoben werden können, so daß zwei Schwenkachsen zur Lenkung des Gerätes möglich sind. Endanschläge legen den Überdeckungsgrad von Rohrstutzen und Schwenklagerzapfen fest. Das Gerät hat aufgerichtet eine Höhe von ca. 500 mm, wobei der Rahmenholm ca. 420 mm oberhalb der Fußrasten liegt.

Die hintere Radeinheit ist auf solche Weise fest mit dem Rahmengestell verbunden, bzw. verkeilt, daß die Rotationsebene ihres Rades in der Mittelebene des Rahmengestells fixiert ist. Der Schwenklagerzapfen (6) der vorderen Radeinheit steckt in Lagerbuchsen (9) aus Kunststoff, die ihrerseits vom vorderen Rohrstutzen (2) des Rahmengestells aufgenommen werden, so daß die vordere Radeinheit schwenkbar im Rohrstutzen gelagert ist. Mittels eines drehelastischen Elements (8) sind der vordere Rohrstutzen (2) des Rahmens und der Schwenklagerzapfen (6) der entsprechenden Radeinheit so miteinander verschraubt, daß eine begrenzte Schwenkbewegung der vorderen Radeinheit ermöglicht wird, wobei die Radeinheit durch das drehelastische Element immer wieder in die neutrale Ausgangslage, i. e. die fluchtende Radstellung mit der anderen Radeinheit für Geradeausfahrt, zurückgestellt wird. Zusätzlich verhindert das drehelastische Element, daß die bewegliche Radeinheit und das Rahmengestell sich voneinander lösen.

Weitere mögliche Varianten

In einer anderen Variante, dargestellt in Fig. 5, rotieren die Räder bei geradliniger Ausrichtung nicht in einer gemeinsamen, sondern in parallel zu einander versetzten Ebenen. Hierdurch kann z. B. bei leicht verändertem Fahrverhalten eine Optimierung der Bodenabstoßbewegung erzielt werden, dadurch daß der abstoßende Fuß in seitlicher Richtung näher an dem anderen, das Gerät führenden Fuß am Boden aufsetzen kann, ohne mit der hinteren Fußraste zu kollidieren.

In einer anderen Variante können die Rotationsebenen der Räder quer zur Fahrtrichtung eine seitliche Neigung aufweisen, dargestellt in Fig. 6. Hierdurch ergeben sich erweiterte konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten z. B. bezüglich der Fußrasten, wobei erhöhte Rollreibung der nunmehr schräg gestellten Räder in Kauf genommen wird.

In einer anderen Variante, dargestellt in Fig. 8, sind die Räder relativ klein ausgelegt und vollständig unterhalb der Fußrasten angeordnet. Die Schwenkzapfen können sich hierbei ebenfalls unterhalb der Fußrasten befinden. Das Rahmengestell ist daher so ausgeführt, daß es den Schwenkbereich der Fußrasten bogenförmig umgreift und unterhalb derselben speziell eingearbeitete Aufnahmen für Schwenklager (z. B. Vierpunktkugellager) einbezieht. Hierdurch können die Trittflächen der Fußrasten bezogen auf die Längsachse des Gerätes in annähernd fluchtender Position angeordnet sein, woraus besondere Fahreigenschaften resultieren.

In einer anderen Variante, dargestellt in Fig. 7, sind die Räder relativ groß gestaltet. Diese Variante macht deutlich, daß die Abstützung an den Beinen der betreibenden Person zur Aufrechterhaltung des Gerätes nicht nur am Rahmengestell sondern auch direkt an den Radeinheiten erfolgen kann, zu welchem Zweck entweder die Achshalterungen eine geeignete Ausformung aufweisen müssen oder mit Beinanlageschienen (Teil 10, Fig. 7) zusätzlich ausgerüstet werden. Durch diese Anordnung wird die Fahrzeugkontrolle fast ausschließlich vermittels der Radeinheiten ausgeübt, während das Rahmengestell eine reine Stabilisierungs- und Stützfunktion zwischen den Radeinheiten erhält.

Darstellungsliste

Fig.

1: Rahmengestell

Fig.

2: Radeinheit

Fig.

3: Rollrahmen, Übersicht

Fig.

4: Einzelheit X

Fig.

5-8: Darstellung von Varianten des gleichen Grundkonzepts eines Rollrahmens nach Anspruch 1

Bezugszeichenliste

1

Holm

2

Befestigung für Schwenklager

3

Rad

4

Fußraste

5

Achshalterung

6

Schwenklagerzapfen

7

Achse

8

drehelastisches Element

9

Lagerbuchsen

10

Beinanlageschiene

Claims

1. Sportgerät in Form eines ein- oder zweispurigen Rollrahmens mit zwei Rädern, das mittels Fußraste und Rahmen aufrecht gehalten, stehend freihändig betrieben, durch Lenkbewegungen per Fußdrehung bei gleichzeitiger Verlagerung des Körperschwerpunktes der betreibenden Person balanciert und mittels Fußabstoß vom Boden, Ausnutzung von Geländeneigungen und/oder seitlich ausladende Schwenkbewegungen angetrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein vertikal angeordnetes Rahmengestell durch einen oder mehrere Holm(e) (1) verbundene abwärts ragende Vorrichtungen (2) zur Befestigung zweier Radeinheiten mittels Schwenklager(n) aufweist, welche Vorrichtungen die Schwenkachse(n) der Radeinheiten in einer gedachten parallelen oder gemeinsamen Rotationsebene der Räder annähernd vertikal ausrichten, dergestalt, daß das Rahmengestell sich oberhalb der Räder erstreckt und bei in Fahrtrichtung fluchtender Anordnung der Räder ein einspuriges, bei leichtem seitlichen Versatz der Räder gegeneinander ein zweispuriges Fahrzeug bei sonst gleichen Eigenschaften entsteht,

weiterhin dadurch gekennzeichnet,

- daß entweder beide oder - durch Feststellung eines Schwenklagers - eine von beiden Radeinheiten um die jeweilige Mittelachse eines Schwenklagers (Fig. 4) auf solche Weise beweglich mit dem Rahmengestell verbunden sind, daß ein unerwünschtes Ablösen der beweglichen Radeinheit(en) vom Rahmengestell verhindert wird,
- daß eine Radeinheit mindestens aus folgenden drei Grundelementen besteht: einem drehbar auf einer Achse (7) gelagerten Rad (3), einer Achshalterung (5, 6), durch welche eine feststehende oder bewegliche Verbindung zwischen Radachse und Rahmen hergestellt wird und einer Fußraste (4), welche in angemessener Höhe über dem Boden mit der Radachse oder der Achshalterung in der Weise verbunden ist, daß eine sich in Fahrtrichtung erstreckende Trittfläche quer zur Rotationsebene des Rades entsteht.

2. Sportgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Größe der Räder variieren und besonderen Betätigungszwecken entsprechend ausgelegt werden kann.

3. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Höhe des Rahmengestells in bestimmten Grenzen variabel und auf besondere Geräteanforderungen sowie Körpereigenschaften der betreibenden Person zugeschnitten sein kann, wobei eine Mindesthöhe des Holmes (1) über den Fußrasten (4) durch die erforderliche Stützlänge oberhalb der Fußgelenke zur Aufrechterhaltung der Balance sowie durch eine gewisse erforderliche Bewegungsfreiheit der Füße etwa auf Wadenhöhe des Betreibers begrenzt ist.

4. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verbindung zwischen Radeinheiten und Rahmen keine Schwenk- oder Drehachsen aufweisen müssen und statt dessen das Rahmengestell in solcher Weise elastisch ausgeführt ist, daß es Verbiegungen ausschließlich in einer Ebene gestattet, die annähernd parallel zur Ebene der Radachsen liegt, wodurch eine Fußdrehung derart auf die Radeinheiten übertragen wird, daß sich die Radachsen einander zuneigen.

5. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Bodenfreiheit der Trittflächen und deren Breite aufeinander abzustimmen sind, so daß eine dem angestrebten sportlichen Zweck angepaßte Schräglage des Gerätes ermöglicht wird, ohne daß ein Kontakt zwischen Fußraste und Boden zustande kommt.

6. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Trittflächen jeweils wechselseitig neben je einem Rad oder beiderseits jedes Rades angebracht sind.

7. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Trittflächen die Räder umgeben und eine ungefähr mittig angeordnete Öffnung aufweisen, durch welche die Räder frei hindurch ragen, bzw. zu Montagezwecken hindurch geführt werden können.

8. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Trittflächen in Anpassung an bestimmte Betätigungszwecke die Räder oder ein Rad nur teilweise umgeben.

9. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gerät eine Bremseinrichtung aufweist.

10. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die eine oder jede Trittfläche um die Radachse oder um eine zur Radachse parallele Achse drehbar ist.

11. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

- mit einer nach Anspruch 9 drehbaren Fußraste eine Bremseinrichtung betätigt werden kann.

12. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein jeweils lenkbares Rad zum Erzielen besonderer Fahreigenschaften mit einem Vorlauf oder Nachlauf durch Schrägstellung seiner Lenkachse und/oder horizontalen Versatz seiner Achsbefestigung in Bezug auf die Schwenkachse ausgestattet sein kann.

13. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein jeweils lenkbares Rad zum Erzielen besonderer Fahreigenschaften mit federnden Elementen ausgestattet ist, deren Vorspannung einer Auslenkung der jeweiligen Radeinheit aus ihrer Ausgangsstellung entgegenwirkt, so daß die Radstellung des Gerätes ohne Einwirkung äußerer Kräfte eine definierbare Grundausrichtung aufweist.

14. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß

- die in Anspruch 13 benannten federnden Elementen als Drehstabfedern ausgeführt und in Hohlräume von Rahmengestell und Radeinheiten eingebaut werden, so daß sie äußerlich nicht sichtbar sind.

15. Sportgerät nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß

- die in Anspruch 13 benannten federnden Elementen als außen liegende Gummimanschetten die Schwenklagerelemente von Radeinheit und Rahmengestell miteinander verbinden.