DE2108492A1 - Rollkörperfahrzeug als Sport- und Spielgerät - Google Patents

Description

• Titel: Rollkörperfahrzeug als Sport- und Spielgerät Die Erfindung betrifft ein durch menschliche Körperkraft angetriebenes Fahrzeug für Land oder Wasser, das im wesentlichen..aus einen Chassis besteht (Person mit Sitz und Antriebsmechanismen) und einem großen Reifen, der sich um das Chassis dreht und auf seiner Innenseite durch ein aus dem Chassis eingreifendes Zahn-, Haft- oder Reibrad angetrieben wird.
• Mit diesem Fahrzeug kann man sich auf Oberflächen aller Art und äe nach Konstruktion auch auf dem Wasser in spielerischer und freizeitgestaltender Weise beliebig fortgewegen, wobei einmal der Charakter des allumschließenden, schützenden undYdennoch fortbewegenden Reifens, zum anderen die möglichen Schaukelbewegungen des Chassis im Reifen besonders hervorzuheben sind.
• Die Idee, Fahrzeugrahmen, Nutzlast und Antrieb in einem Reifen anzuordnen, der sich um dieses Chassis dreht, ist an sich bekannt. Diese Idee wurde wirtschaftlich jedoch noch nicht genutzt, weil einmal durch falsche Schwerpunktlage des Chassis (zu hoch) kein vernünftiges Fahrverhalten zu erzielen wer und zum anderen für einen wirtschaftlichen 1asten- und Personentransport die Reifen im Durchmesser viel zu groß gewählt werden müßten.:Die Erfindung zielt darauf ab, dem möglichen spielerischen Charakter einer solchen Fort bewegungsapparat ur gerecht zu werden und ihn bevorzugt als Einpersonenfahrzeug zu nützen. Dies wird durch folgende, die Erfindung kennzeichnende konstruktive Einzelheiten erreicht: a.) Antrieb durch Fußpedale oder Elektromotor b.) Raumsparender, der Rundung des Reifeninnenkreises angepasster Sitz, der dem Fahrer eine halbliegende, kreislaufgünstige Stellung ermöglicht und gleichzeitig einen tiefen Schwerpunkt gewährleistet c.) Durch die Kunststoffindustrie ergibt sich ein sehr kleines Reifengewicht gegenüber dem Chassis d.) Standfestigkeit des Reirens im Stand und bei Bewegung, d.h. genügend Reifenbreite, event. Doppelreifen e.) Tiefe Schwerpunktlage entsprechend dem gewünschten Fahrverhalten.
• Das Fahrverhalten soll mit Bild 1 veranschaulicht werden.
• Der Reifen 1 vom Durchmesser d bewegt sich auf der Unterlage 2 in der angegebenen Drehrichtung 5. Im Vergleich zum Chassis 3 sei Reifen 1 gewichtslos, Chassis 3 ist in der Reifeninnenseite gelagert, der Massenmittelpunkt 4 (Schwerpunkt) bewegt sich parallel zur Unterlage 2 in der angegebenen Richtung 6 und in der Höhe h. Nun sind zwei Fälle möglich: 1.) Bremsung von außen. Reifen 1 wird durch Zusammenstoß oder Aufprall auf eine Wand abgebremst, Chassis 3 will sich in Fichtung 6 bewegen, kann sich aber nur in Drehrichtung 9 weiterbewegen. Ist die Bewegungsenergie (m = Masse des Chassis, v = Geschwindigkeit des Chassis vor dem Zusammenstoß) größer als die Lageenergie des Chassis in der Höhe (d - h) Epot = G ' (d - h) (2) (G = Gewicht des Chassis) also E>E X.n pot, so dreht sich das Chassis im Reifen (looping) und der Reifen prallt nach Durchlaufen des Chassis im Scheitelpunkt 7 von der Aufprallstelle zurück in Richtung 10.
• Ist Ekin < Epot, so läuft das Chassis nicht bis zum Scheitelpunkt 7, sondern schwingt in Richtung 5 zurück, wobei nach Durchlaufen des Tiefpunktes 8 der Reifen wieder von der Wand abprallt.
• 2.) Bremsung von innen. Wird das Chassis während der Fahrt gegen den umlaufenden Reifen abgebremst, so wird der Reifen auch gegen die Unterlage abgebremst, denn er muß plötzlich ein schweres Gewicht vom Tiefpunkt 8 in Drehrichtung 5 in die Höhe befördern.
• Für E 4 Ep0 wird das Chassis nicht bis zum Scheitelpunkt 7 laufen, sondern in Richtung 9 zurückschwingen, wobei auch der Reifen in Richtung 1o zurückläuft und das Gefährt schließlich in einer Schwingbewegung zum Stillstand kommt.
• Für E Kin > Epot läuft das Chassis in Richtung 5 über den Scheitelpunkt 7 (Looping), wobei das Gefährt insgesamt die Bewegung in Richtung 6 beibehält, solange, bis durch die verbrauchte Reibungsenergie zwischen Reifenoberfläche und Unterlage das Energieverhältnis Ektn < Ep0 erreicht ist.
• Für E ;n = Epot kann man die kritische Geschwindigkeit Vkrit des Fahrzeuges für eine bestimmte Masse mN und das zugehörige Gewicht GN der Person aefinieren und berechnen aus: Die Ausführung des Rollkörperfahrzeuges und die bereits angedeuteten kennzeichneAden Einzelheiten sind in Bild 2 dargestellt.
• Der Reifen 1 ist auf der Innenseite mit einem Profil 11 versehen und kann außen mit einem aufpumpbaren Uberzug 12 ausgestattet sein. Das Chassis 3 trägt die Antriebcpedale 13, das in das Reifenprofil eingreifende Antriebsrad 14, die Lauf- oder Lagerräder 15, den Sitz 16, Personenhaltegriff 17, event. ein Dach 18 und Sicherheitsgurte 19. Die Pedale 13 können direkt mit den Antriebsrädern 14 gekoppelt sein, wobei die gemeinsame Achse eine Freilaufnabe sein kann. Es ist such denkbar, einen Kettenantrieb zu wählen ähnlich wie bei einem Fahrrad. Die Bremsung kann auch direkt über eine Bremsbacke 20 geschehen, die aber Seilzug oder Gestänge gegen die Lauffläche in der Reifeninnenseite gedrückt wird.
• Die Lenkung geschieht bevorzugt durch Körperdrehung, es kann aber euch ein Lenkrad 21 mit dem Chassis gekoppelt sein und zwar in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug. Dadurch wird auch ein schwingungsfreies Bremsen erreicht, ein Looping ist ausgeschlossen (Bild 3).
• Ein zusätzliches Schaukeln kann erreicht werden, indem der Reifen außen nicht kreisrund ist, sondern im einfachsten Fall eiförmig (1 Höcker 22) oder oval (2 Höcker 22 und 23). Diese Höcker können zweckmäßigerweise abmontierbar sein und sind somit "Zubehör" Es ist denkbar, das Chassis außer in dem angetriebenen Reifen zusätzlich in einem oder mehreren unangetriebenen Reifen zu lagern, die getrennt bremsbar sind und somit eine Isenkung des Fahrzeuges ermöglichen.
• An dem Chassis sollte eine Möglichkeit der Koppelung 24 geschaffen werden, die in die goppelungslocher 24 a einrasten, so daß zwei odere mehrere Fahrzeuge hintereinander starr oder beweglich verbunden sind (Tandem-Prinzip, d.h. gekoppelte Reifen, Bild 4).
• Mit ein Hauptvorteil des Rolikörperfshrzeugs besteht darin, da3 es von vorneherein schwimmfähig konstruiert werden kenn.
• Entweder allein durch die schalenförmige Allsbildung des Sitzes oder durch zwei schwimmerartige Hohlräume 25 links und rechts vom Chassis, die beim Landfahrzueg ebanralls als Schutz gegen Umkippen verwendet werden können und daher unten mit Gleitrollen 26 versehen sind (Bild 5).
• Für die Fortbewegung im Wasser wird über den Reifen ein Uberzug 27 mit radial ausgestellten Rippen 28 gezogen, es ergibt sich so ein Schaufelreifenboot (Fortbewegungsprinzip Schaufelraddampfer).
• Wie aus der Gleichung 4 hervorgeht, ist Vkrit umso höher, je kleiner h ist, d.h. Je tiefer der Schwerpunkt des Chassis liegt. De die Person mit zum Chassis gehört, kann der Schwerpunkt durch Erhöhung des Sitzgewichtes erniedrigt werden.
• Man kann also an einem möglichst tiefen Pun',ct am Chassis einen Raum vorsehen, der mit Gewichten nach Bedarf auf gefüllt wird, um damit das Schaukel- und Bremsverhalten in gewissen Grenzen nach Belieben zu wählen.
• Es ist auch möglich, den, Reifen oder den Reifenüberzug mit einem Profil zu versehen, so da3 eine Fortbewegung auf der dazu passenden Schiene 30 möglich ist (Bild 6).

Claims (11)

Patentansprüche

1. Rollkörperfahrzeug als Sport- und Spielgerät für Kinder und Erwachsene zur Fortbewegung durch eigene Xörperkraft auf dem Lande oder auf dem Wasser, auf Oberflächen aller srt mit oder ohne Neigung oder auf Schienen, wobei antreibende Person, Antriebsmechanik, Personensitz, Haltegriffe, Verkleidung usw. als im folgenden mit Chassis bezeichnete Einheit drehbar und bremsbar innerhalb eines aufrecht stehenden Reifens gelagert sind und die notwendige Kraftübertragung zwischen Chassis und dem sich um das Chassis drehenden Reifen durch ein oder mehrere Antriebsräder wie Zahn-, Haft- oder Reibräder geschieht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da3 a.) der Antrieb durch Fußpedal und damit durch die Beinmuskelkraft erfolgt, da3 b.) dem Fahrer eine halbliegende Stellung ermöglicht wird durch den Sitz, der raumsparend der Rundung des Reitet innenkreises angepaßt ist, daß c.) das Reifengewicht klein ist im Vergleich zum Chassisgewicht, daß d.) der Schwerpunkt des Chassis radial so weit vom geometrischen Mittelpunkt des Reifeninnenkreises entfernt ist, daß sich damit für die zulässigen Geschwinaigkeiten des Fahrzeuges ein erfindungsmäßig erwünschtes wahr-, Brems- und Schaukelverhalten far das chassis ergibt, darin bestehend, da3 sich das Chassis parallel zur Unterlage fortbewegt und diese Fortbewegung, verstärkt bei Bremsung, Drehschwingungen entlang der Reifeninnenseite Überlagert sind, die je nach Wahl der Schwerpunkt lage (Ausführungsform des Fahrzeuges) bei Höchstgeschwindigkeit und Vollbremsung einen Drehüberschlag im Reifen (Looping) zulassen oder nicht, (Berechnung über Energiesatz), daß e.) durch Reifenausführung oder/und Chassisausfuhrung das Fahrzeug im Stand und während der wahrt eine für das Fahr-, Brems- und Schaukelverhalten nötige Standfestigkeit erhält.

2. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis speziell zur Aufnahme nur einer Person konzipiert ist, bevorzugt mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften: Sichtmöglichkeit nach allen Seiten, Regen- und Schmutzschutz, Schutz gegen Herausfallen des Chassis aus dem Reifen bei Drehung des Chassis im Reifen (Looping), Sicher heitsgurte für die Person, Federung des S itzes gegen Stöße durch unebene Fahrbahn, Schutz gegen Umkippen des Reifens und Bremsmöglichkeit durch Freilaufrücktrittbremse, Seilzugbackenbremse oder ähnliches.

3. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen aus transparentem Kunststoff besteht, um eine Durchsicht zu ermöglichen.

4. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen aufpumpbar ist oder mit einem aufpumpbaren Oberzug versehen werden kann, um Fahrbahnstöße aufzunehmen.

5. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen innen kreisrund ist, außen åedoch durch Aufsätze oder besondere Konstruktion eine ovale bzw. höckerige Form erhält, wodurch der Wagen bei Vorwärtsbewegung zusätzlich in vertikaler Richtung geschaukelt wird.

6. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ouer mehrere Reifen nebeneinander ein Chassis oder mehrereChassis teilweise oder ganz umschließen, wobei bei getrennter Lagerung der Reifen eine Lenkmöglichkeit durch Abbremsung"der äußeren Reifen besteht.

7. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Reifen hintereinander aufgestellt werden und die Chassis zur Zugbildung und zur Stabilisierung der Chassisschwingungen miteinander starr oder beweglich gekoppelt werden.

8. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Lenkmöglichkeit durch Körperruck eine zusätzliche Lenknöglichkeit durch ein starr oaer federnd mit den Chassis verbundenes Hilfsrad besteht.

9. Rollkörperfahrzeug nach Ansrpuch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen mit radial ausgestellten Rippen (Schaufeln) überzogen ist oder überzogen werden kann, wobei das Chassis als schwimm fähige, event. aufblasbare Wanne ausgeführt ist, so daß das Fahrzeug ein Schaufelreifenboot darstellt.

10. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen zerlegbar ist.

11. Rollkörperfahrzeug nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis eine Möglichkeit zur Gewichtsveränderung bietet, z.B. mit Wasser, Sand etc. auffüllbare IIohlräume, um damit das Fahr-, Brems- und Schaukelverhalten durch Schwerpunktverlagerung ztl beeinflussen.

Z u s a t z a n s p r ü c h e 1. Rollkörperfahrzeug als Sport- uUd Spielgerät für Kinder und Erwachsene zur Fortbewegung durch eigene Körperkraft auf dem Lande oder auf dem Wasser, auf Oberflächen aller Art mit oder ohne Neigung oder auf Schienen, wobei antreibende Person, Antriebsmechanik, Personensitz, Haltegriffe, Verkleidung usw. als im folgenden mit Chassis bezeichnete Einheit drehbar und bremsbar innerhalb eines aufrecht stehenden Reifens gelagert sid und die notwendige Kraftübertragung zwischen Chassis und dem sich um drs Chassis drehenden Reifen durch ein ooer mehrere Antriebsräder wie Zahn-, Haft- oder Reibräder geschieht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dad a.) der Antrieb durch einen strombetriebenen Elektromotor erfolgt, daß b.), c.), d.), e.) wie unter Hauptanspruch ausgeführt sind.