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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.
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Dies
wird durch die Kombination zweier in besonderer Weise gestalteter,
in Rollrichtung hintereinander angeordneter Radeinheiten (2)
mit einem vertikalen, sich oberhalb der Räder erstreckenden Rahmengestell
(1) erreicht.
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Die
Verbindungen beider oder nur einer der beiden Radeinheiten mit dem
Rahmengestell sind in Form je eines Schwenklagers (4)
ausgeführt, ähnlich dem
Lenklager eines Fahrrades, dessen Achse annähernd vertikal in der Rotationsebene
des ihm zugeordneten Rades liegt.
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Ein
solches Schwenklager dient der Lenkung des Gerätes und weist in Fahrtrichtung
eine leichte Neigung zur Erzeugung eines Vor- oder Nachlaufeffektes
auf.
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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.
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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.
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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
(3) resultieren.
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Ist
nur eine Radeinheit lenkbar mit dem Rahmengestell verbunden, so
entsteht der Lenkeffekt aus einer entsprechenden Drehung des auf
die lenkbare Radeinheit gesetzten Fußes.
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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 aushebende 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.
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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.
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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.
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Andere
Erfindungen, denen ein ähnlicher Anwendungszweck
zugrunde liegt, erreichen keinen vergleichbaren Freiheitsgrad in
der Ausübung
der angestrebten Fahrweise, insbesondere bei der Lenkungskontrolle.
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So
hat der Rollrahmen gegenüber
DE 4126 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.
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Bei
einem zweirädrigen
Rollbrett mit einer Radaufhängung
entsprechend
DE 43
11 687 A1 wird ein Lenkungsausschlag ausschließlich über Schwerpunktverlagerungen
durch Schrägstellung
des Grundgestells, i.e. Trittbrettes erreicht. Daraus resultiert
eine gewisse Einschränkung
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.
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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.
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Auch
bei einem Skateboard normaler Bauart erfüllt das Trittbrett, mithin
das Bauteil, das der Aufnahme der Gewichtskraft der betreibenden
Person dient, gleichzeitig die Funktion eines Grundgestells.
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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 Lenkachsenlagerungen in die Räder eingeleitet zu werden.
Gleiches gilt für
gewöhnliche
Fahrräder,
Tretroller usw.
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In
einer ausgeführten,
unten näher
beschriebenen Variante weist das Rahmengestell in Gestalt und Funktion Ähnlichkeit
zu „Fahrstelze" nach der
DE 27 00 37 C auf.
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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.
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Die
Fahrstelze wurde offensichtlich zu einem anderen 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.
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Der
hier vorgestellte 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
zugrunde liegenden Konzepts.
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Im
Folgenden wird eine ausgeführte
Variante näher
beschrieben.
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Rahmengestell
und Radaufhängungen
mit Fußrasten
sind aus leichtem, biegesteifem Material gefertigt. Das Rahmengestell
hat die Form eines leicht gekrümmtem
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
dem 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.
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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.
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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.
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Endanschläge legen
den Überdeckungsgrad von
Rohrstutzen und Schwenklagerzapfen fest.
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Das
Gerät hat
aufgerichtet eine Höhe
von ca. 500 mm, wobei der Rahmenholm ca. 420 mm oberhalb der Fußrasten
liegt.
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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.
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Weitere mögliche Varianten:
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In
einer anderen Variante, dargestellt in 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.
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In
einer anderen Variante können
die Rotationsebenen der Räder
quer zur Fahrtrichtung eine seitliche Neigung aufweisen, dargestellt
in 6. Hierdurch ergeben sich erweiterte konstruktive
Gestaltungsmöglichkeiten
z.B. bezüglich
der Fußrasten wobei
erhöhte
Rollreibung der nunmehr schräg
gestellten Räder
in Kauf genommen wird.
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In
einer anderen Variante, dargestellt in 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.
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In
einer anderen Variante, dargestellt in 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, 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.
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Darstellungsliste:
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1:
Rahmengestell
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2:
Radeinheit
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3:
Rollrahmen, Übersicht,
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4:
Einzelheit X
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5–8:
Darstellung von Varianten des gleichen Grundkonzepts eines Rollrahmens
nach Anspruch 1
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- 1
- Holm
- 2
- Befestigung
für Schwenklager
- 3
- Rad
- 4
- Fußraste
- 5
- Achshalterung
- 6
- Schwenklagerzapfen
- 7
- Achse
- 8
- drehelastisches
Element
- 9
- Lagerbuchsen
- 10
- Beinanlageschiene