EP3406305A1

EP3406305A1 - Verfahren und vorrichtung zum ski ähnlichen bergabfahren auf rollen und rädern

Info

Publication number: EP3406305A1
Application number: EP17000885.8A
Authority: EP
Inventors: Stefan Finger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2018-11-28

Abstract

Die Erfindung ermöglicht es in einer dem Abfahrt-Ski ähnlichen Weise im Sommer auf auch etwas feuchten und unebenen Grasflächen auf Rollen und Rädern bergab fahren zu können. Die vielfach angestrebten, jedoch technisch nicht günstig realisierbaren Fahreigenschaften können nun dadurch erreicht werden, dass die Rollen und Räder bei höheren Achsabstand, teils auf einer Achse doppelt und nicht exakt parallel ausgeführt werden, wobei Ihre Laufrichtungen in gleichem Maße derart entgegengesetzt von der Fahrtrichtung abweichen, dass sie bei Neigungen der Schuhe die Kurvenfahrt unterstützen, wo hinzu zum ruhigen und leichten Lauf die Rollen und Räder der Erfindung gemäß geformt sei sollten. Dadurch kann diese zuvor unentdeckte Lösung die Abstützung des Fahrergewichts auf weichen Untergründen mit starken Kurvenführungskräften, geringen Rollwiderständen, kleinen Kurvenradien und niedrigen Schuhpositionen verbinden. Die Grundform des Verfahrens wird durch die Merkmale der Folgeansprüchen erweitert, welche das Befahren gröberen Geländes, die Integration elektrischer Antriebe sowie die günstige Produktion von entsprechenden Vorrichtungen ermöglichen.

Description

Technisches Gebiet:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und dem entsprechende Vorrichtungen im Bereich der Funsportgeräte, wodurch es mit technisch vertretbaren Aufwand ermöglicht wird Skipisten (ggf. geglättet) im Sommer ohne Schneebedeckung in einer dem Abfahrt-Skifahren ähnlichen Weise zu nutzen. Diese technische Möglichkeit ist daher vorteilhaft, weil es schon lange viele Bestrebungen zur Findung einer vergleichbar praktikablen Lösung gab, ohne dass dadurch die o.g. Anwendung zufriedenstellend realisierende Ergebnisse aufgezeigt werden konnten.

Stand der Technik:

Dem Stand der Technik nach bekannt sind die regulären Inliner-Skate-Schuhe, bei denen es jedoch erhebliches Können erfordert um überhaupt auf, dann aber nur sehr ebenen und sehr trockenen Grasflächen fahren zu können. Die Möglichkeit, dem gegenüber durch größere Rollendurchmesser einige Unebenheiten zu überwinden, bieten die so genannten Powerline-Skates, die jedoch auch keine größere Bodenauflagefläche aufweisen. Powerline-Skates mit Lufträdern ( US000006027127A ) wurden auch entwickelt, wobei diese zum Erreichen der erforderlichen Spurflexibilität nur ungünstig kurz gebaut werden können, was zusammen mit der hohen Fußposition im Gelände und bei höheren Geschwindigkeiten oder gar Sprüngen extreme Verletzungsgefahren mit sich bringt. So genannte Cross- oder auch Nordic-Skates ermöglichen mit deutlich breiteren, oft Luftbereiften Rädern und größeren Radabständen ein Langlauf-Ski ähnliches Training im Sommer. Die Fahrbarkeit auf Grasflächen stößt aber auch hier wegen der typischen Radgrößen (5-6 x 1-1,5 Zoll), spätestens wenn das Gras nicht sehr trocken ist unter starken Rollwiderständen an Ihre Grenzen. Und selbst bei trockenen Gras ist dadurch, dass diese Skates bei 45° Schuh-Seitenneigung einen Kurvenradius von ca. 8m aufweisen durch die extreme Spurstarrheit kein dem Abfahrt-Ski ähnliches Bergabfahren, mit durch Schuh-Seitenneigung gesteuerte Wendungen am Hang zu erreichen. Zwar sind über dies hinaus aus verschiedenen Verfahren bekannt (z.B. DE000019833653A1 ) die den Kurveneinschlag von Rädern durch Schuh-Seitenneigung gestatten. Die Übertragung dieser Vorrichtungen auf eine Anwendung mit unebenen Untergrund und zudem höheren Geschwindigkeiten erschien jedoch von vorn herein einen aussichtslos hohen Grad an Komplikationen zu bedeuten. Die einzige technische Realisierung die das gewünschte Verhalten bisher leisten konnte ist das Kettenfahrwerk artige Verfahren der sogenannten Grasski ( AT000000363028B ). Deren Nachteile liegen jedoch in der hoher Komplexität und den damit verbundenen Kosten für Produktion und Wartung von entsprechenden Vorrichtungen. Alleine im, dem Normalanwender unvertretbar erscheinenden technischen Aufwand ist der Grund dafür zu erkennen, dass sich die Grasski auch nach Jahrzehnten nicht zu einem Breitensport entwickeln konnten. Im Zuge der allgemeinen und technisch spezifischen Recherchen konnte keine Veröffentlichung zu einer, der gestellten Aufgabe entsprechend geeigneten Vorrichtung oder zu einem Verfahren das den Weg zur Konstruktion der gesuchten Lösung aufzeigt gefunden werden. Zur Untersuchung, ob die Merkmale der Erfindung zur Erreichung der vorteilhaften Funktionsweise erfinderisch sind oder bereits ersichtlich waren, wurden zahlreiche dazu einschlägige Veröffentlichungen, wie z.B.: US000008297656B2 , DE000029809894U1 , DE000019833653A1 , US000006027127A , JP000H09299544A , WO002006038897A1 _1, WO001999059685A1 dahingehend analysiert.
Durch Überlegungen und dem folgende Versuchsaufbauten konnte im Vorfeld der Erfindung, den Stand der Technik ergänzend herausgefunden werden, dass das schnellere Befahren von, auch feuchten Grasflächen mit den unausweichlich mindestens vorhandenen Grad an Unebenheiten durch Lufträder im Größenbereich 200mm Raddurchmesser und 60mm Reifenbreite ermöglicht wird. Bei diesen "Extrem-Cross-Skates" steigt jedoch der Kurvenradius bei 45° Schuh-Anstellwinkel auf ca. 10m an, was somit das dem Abfahrt-Ski ähnliches Bergabfahren nicht gestattet. Außerdem zeigte sich dabei erst deutlich, dass runde Laufflächen-Profile durch Deformation von leicht feuchten Grasflächen ungünstig hohe Rollwiderstände verursachen. Um die gewünschte Spurflexibilität und Leichtläufigkeit erhalten zu können, wurde die so vorab systematisch als erforderlich ermittelte Auflagefläche auf den Bau von Inlinern mit Rollen unter den Schuhen übertragen. Dazu hatten die Rollen 80mm Durchmesser und 80mm Breite, was ein zu anfangs nicht ersichtliches, analytisch jedoch nicht abwegig erscheinendes Zwischenergebnis, mit den bislang besten Fahreigenschaften in diesem Anwendungsbereich erbrachte. Diese Breit-Rollen-Inliner konnten zwar die gewünschte Spurflexibilität aufweisen und waren auch auf leicht feuchten Grasflächen noch zufriedenstellend leicht läufig. Die durch Unebenheiten hierbei ausgeübten Schlagbelastungen des Fahrers waren jedoch bei höheren Geschwindigkeiten, selbst mit den im Weiteren hinzu genommenen Rollenfederungen kaum praxistauglich. Vor allem aber hatte die hohe Schuhposition bei Unebenheiten aufgrund des kurzen Achsabstandes sehr leicht eine starke Destabilisierung der Standfestigkeit zur Folge. Eine spezielle Luft- oder Schaumgummi-Bereifung für diese Rollenabmessungen als Lösung zu verwenden konnte ausgeschlossen werden, da selbst die 200mm Räder bei nicht zu niedrigen Luftdruck in den Testläufen eine kaum hinreichende Dämpfung der Unebenheiten erbrachten und niedriger Luftdruck, bzw. starke Laufflächendeformation die Rollreibung stark erhöhe. Zudem lies sich das Problem des instabilen, kurzen Achsabstandes auf diese Weise auch nicht lösen. Generell müssten die Reifenflanken bei niedrigen Luftdruck für die Lenkfunktion auch extrem steif sein, was einen aufwändigen Radaufbau erfordert, wo hingegen die technisch einfache Umsetzbarkeit ein Teil der anschließend noch zu lösenden Aufgabenstellung war.

Darstellung der Erfindung:

Der durch die Erfindung gelösten Aufgabe, in einer dem Abfahrt-Ski ähnlichen Weise im Sommer auf Grasflächen mit höheren Geschwindigkeiten bergab fahren zu können lagen mehrere, durch den vorherigen Stand der Technik nicht in der erforderlichen Kombination zu erfüllende Anforderungen zu Grunde. Um die Möglichkeit dazu, die Vorteile eines langen Achsabstandes (Stabilität) und einer hohen Spurflexibilität zu kombinieren in Erfahrung bringen zu können, wurden verschiedene "Hybrid-Testvorrichtungen" angefertigt und dabei die dem Stand der Technik nach ersichtlichen Ansätze mit mäßigem Erfolg in einander übergehend kombiniert. Durch im Weiteren durchgeführte, irreguläre Variationen der Achsanordnungen konnte herausgefunden werden, dass kleine Laufrichtungsabweichungen einer oder mehrerer, Rollen oder Räder, in Schräglage des Schuh-Fahrwerks eine starke Reduzierung vom Kurvenradius zur Folge haben und dabei überraschender Weise durch eine dazu gegenläufige Laufrichtungsabweichung von quasi-parallelen Rollen oder Rädern dennoch ein unvermutet ruhiger Geradeaus-Lauf auf Grasuntergründen ermöglicht wird. Diese Erfindung der bis dahin, trotz zahlreicher Bemühungen zuvor seit langem ungelösten Aufgabenstellung, kann in Kern nun dadurch beschrieben werden, dass die Räder oder Rollen bei höheren Achsabstand, mindestens auf einer der Achsen doppelt und Kurven unterstützend entgegengesetzt von der Fahrtrichtung abweichend ausgerichtet ausgeführt werden. Wenn die in gerader Fahrt angeschnittenen Kanten der Laufprofile dazu derart abgeflacht / abgerundet werden, dass sie den seitlichen Bodenschlupf der Laufprofile weiter begünstigen, fördert dies nebst einer Walzen artigen Ausprägung der Laufprofile die angestrebte Laufruhe des Verfahrens beim Auftreten stärkerer Bodenunebenheiten und senkt zudem den Rollwiderstand entsprechender Vorrichtungen in erheblichen Umfang. Die Anzahl der Rollen oder Räder, ihre Abstände und die Winkel der Laufrichtungsabweichungen, sind in Analogie zu unterschiedlich langen und unterschiedlich taillierten Abfahrt Ski, zwischen der gewünschten Laufruhe bei höheren Geschwindigkeiten und einer höheren Spurflexibilität entsprechend ausgewogen auszuwählen.

Vorteile gegenüber dem vorherigen Stand der Technik:

Die dem Stand der Technik nach bekannten Lösungen weisen der Erfindung gegenüber die Nachteile auf, dass sie entweder nicht die erforderliche Geländegängigkeit besitzen (Inliner) oder nicht die erforderliche Spurflexibilität bieten (Cross-Skates) und zudem keine geeignete Auflagefläche zum Befahren teils feuchter Grasflächen haben, oder eine komplexe und anfällige Mechanik (Grasski) brauchen und in jedenfalls eine ungünstig hohe Schuhposition erfordern (z.B. Powerline-Skates). Eine Lösung zu der im Kern bestehenden Aufgabenstellung, mit Rollen oder Rädern die Kombination einer hohe Spurflexibilität und Geländegänigkeit, bei geringen Rollwiderstand und relativ niedriger Schuhposition, durch ein mit wenig Gewicht technisch günstig umsetzbares Verfahren zu realisieren, so dass die Anwendung für Abfahrt-Ski-Fahrer vertraut erscheint, war aus dem vorherigen Stand der Technik heraus in mehreren Teilaspekten nicht erkennbar. Das Fehlen einer, dieser Erfindung vergleichbar gut geeigneten Lösung zur anfänglichen Aufgabenstellung offenbart den Grad der erfinderischen Höhe und Ihrer Vorteile.

Der Zeichnung entsprechende, beispielhafte Ausführung der Erfindung:

Um das Verständnis dafür, wie günstig eine technisch vorteilhafte Vorrichtung ausgestaltet werden kann zu vereinfachen, illustriert die Zeichnung eine Ausführung des Grundverfahrens nach Anspruch 1 mit den Merkmalen der Vorrichtung nach Anspruch 10, in einer relativ leicht herstellbaren Ausführung der Erfindung. Die Vorrichtung besteht aus jeweils (links & rechts) einem Schuh (derart wie er bei normalen Inline-Skates verwendet wird) der mit zwei zur Verbindung mit dem Fahrwerk vorgesehenen Gewindebolzen ausgestattet ist. An diesen Gewindebolzen angeschraubt befindet sich zu oberst eine Leichte Abstandsplatte (z.B. aus PE-HD), darunter ein das Hauptfederelement (an den Stellen der stärksten Beanspruchung) unterstützendes Hilfsfederelement über dem bis zu den Achshalterungen verlaufenden Hauptfederelement (Federelemente z.B. aus CFK) und abschließend eine stabile sowie flexible Spannplatte (z.B. aus Edelstahl). Um an der Bodenfläche keine nennenswerten Angriffsflächen zu bieten können die Muttern der Schuh-Gewindebolzen beispielsweise als Scheibenmuttern, die auf der Scheibenseite (z.B. durch zwei Löcher im Außenkranz) eine Schlüsselverbindung ermöglichen ausgeführt werden. In die, an beiden Enden der Vorrichtung über das Federelement hinaus ragende, bogenförmig um 180° umgeformte Spannplatte können die Achshalterungen (z.B. aus Aluminium mit Stahl Gewindebolzen-Achseinsätzen) eingebracht werden, so dass das Federelement von den Achshalterungen auch von oben umfasst wird. Um eine höhere Gesamtsteifigkeit oder auch leichtere Montage des Aufbaus zu erreichen, können die einzelnen Elemente zusätzlich, beispielsweise durch Epoxyd-Harz miteinander verklebt werden. Die der Erfindung gemäß, hier an der Vor- und Hinter-Achse von der Fahrtrichtung abweichende Laufrichtung der Walzen artigen, an den Rollprofilkanten abgerundeten Rollen ist bei den Rollen einer Achse jeweils gleich groß und zueinander entgegengesetzt.

Möglichkeit der gewerblichen Anwendung:

Die gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung ist durch die Möglichkeit der industriellen Produktion entsprechender Vorrichtungen und deren gewerblichen Vertrieb oder Verleih, bzw. deren Anwendung im Sportbereich gegeben. Die gewerbliche Anwendbarkeit soll auch dadurch begünstigt werden, dass der Erfinder den an der Produktion interessierten Unternehmen seine anwendungstechnischen Erfahrungswerte, vorbehaltlich der Verschwiegenheit über Ergebnisse der Entwicklungsarbeiten anderer Unternehmen, zur Förderung eines schnellen und trefflichen Entwicklungserfolges als Freiberufliche Dienstleistung, selbstverständlich ebenfalls im Rahmen einer Geheimhaltungsvereinbarung über die speziellen Entwicklungsinhalte der von dem Unternehmen verfolgten Vorrichtungskonstruktionen anbietet. Das Angebot verschiedener, unterschiedlich leistungsfähiger Ausführungen der Erfindung sollte zu einem mehrstöckigen Gesamtmarkt führen, wobei die Beratung durch den diesen Markt ausführlich analysierenden Erfinder die möglichst effektive Umsetzung der jeweiligen Marketingstrategie ermöglichen würde. Unabhängig davon werden produzierenden Unternehmen, nur im Falle dass diese dies initiieren, über die tatsächlich verkauften Stückzahlen dynamisch sinkende Lizenzgebühren, in einem günstigen Rahmen von <=2% der Verkaufsumsätze von den der Erfindung gemäßen Produkte angeboten. Die Unkosten, die anderen Falls durch Aufklärung und Feststellung von Vergehen gegen den Patentschutz anfallen, sollen gegenüber der o.g. Lizenzvereinbarung sicher zu einer recht deutlichen Benachteiligung der dies verursachenden Unternehmen führen.

Claims

Das der Erfindung gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundform mindestens eine oder mehrere Achse(n) mit je zwei Rollen oder Rädern vor und / oder auch hinter jedem der beiden Schuhe eines Fahrers zu befestigen ist (sind), wobei die Laufrichtungen dieser Rollen oder Räder der jeweiligen Achse(n) geringfügig und entgegengesetzt so von der Fahrtrichtung abweichen, dass der durch eine Schuh-Seitenneigung gefahrene Kurvenradius dadurch verkleinert wird, wo hinzu für geringere Turbulenzen und leichteren Lauf die Rollen oder Räder über den größten Teil ihrer Breite im Mittel eben ausgeführt werden können (walzenförmig ausgeprägt sind) und deren in gerader Fahrt angeschnittene Kanten der Laufprofile derart abgeflacht / abgerundet sein sollten, so dass einem seitlichen Bodenschlupf wenig Widerstand geboten wird, wobei auch unter den Schuhen optional unterstützende innere Rollen angebracht werden können, sowie allgemein für stabilere Fahreigenschaften bei höheren Geschwindigkeiten oder raueren Gelände, in Abwägung gegen die gewünschte Spurflexibilität eine höhere Anzahl an dann entsprechend schmaler ausführbaren Rollen oder Rädern, bzw. ein größerer Gesamtabstand der äußersten Rollen oder Rädern und die Winkel der o.g. Laufrichtungsabweichungen zur Abstimmung der Fahreigenschaften einzusetzen sind.
Das der Erfindung nach Anspruch 1 gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform durch vor und optional (z.B. zur besseren Rückwärtsfahrt oder Gewichtsbalance) auch hinter den Schuhen, außerhalb der Anspruch 1 entsprechenden Rollen oder Rädern ergänzende Rollen oder Räder angeordnet werden, deren Geradeaus-Lauffläche (bei in etwa vollem Durchmesser) schmäler als die der nach Anspruch 1 verbauten Rollen oder Räder ist, so dass bei zunehmender Schuh-Seitenneigung in Kurven ein stetig nachlassender Bodenkontakt dieser zusätzlichen Rollen oder Räder und damit ein kleinerer Kurvenradius als der den diese ausführen würden erreicht wird, wobei diese Rollen oder Räder dann auch leicht erheblich größer ausführbar sind, um größere Bodenunebenheiten anfahren sowie deren Einflüsse (z.B. durch mittig leicht hervorstehende Luftbereifungen) erheblich abschwächen zu können.
Das der Erfindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Rollen oder Räder Feder und / oder Dämpfung bewirkende Elemente enthalten, so dass die Stöße durch Unebenheiten des Untergrunds in technisch günstiger Weise durch z.B. eine GFK-Feder-Schwinge oder Gummi-Federelemente nur in reduzierten Maße an den Körper des Fahrers übertragen werden, wobei eine kombinierte Funktion mit den Achsaufhängungen sowie auch dem Schutz vor Kollisionen mit Unebenheiten und Fremdkörpern realisiert werden kann.
Das der Erfindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, das die Rollen oder Räder mit elektrischen Narben-Antrieben und / oder einschlägig bekannten Verfahren von Bremsvorrichtungen zu ergänzen sind.
Das der Erfindung nach einem der vorangegangenen Ansprüche gemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass entsprechende Vorrichtungen mit festen Schalen-Schuhen, entsprechend denen beim a) Inlinern, b) Grasski oder c) Abfahrt-Ski, bzw. mit dafür geeigneten Schraub- oder Klemmvorrichtungen zu verbinden, mit d) Einrast-Bindungen wie bei Snowboarden zu versehen, oder mit Bindungen die Schuhe wie bei e) Nordic-Skates umfassen auszustatten sind und optional die Schuhpositionierung zur Gewichtsbalancierung flexibel justierbar (z.B. Gleitschiene) ausgeführt werden kann.
Eine, dem Verfahren einer der vorangegangenen Ansprüche nach ausführte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Befestigung der Schuhe und den Achsen der Rollen oder Rädern eine Schiene angebracht ist, die aus Holz, Metall, Kunst-, oder Verbundwerkstoff (z.B. E-, T-, U-Profil ggf. mit Befestigungsnuten), oder als Gussteil (z.B. PA mit Glasfaser) ausgeführt ist, wobei die Achsen, bzw. ihre Befestigungs- oder auch Feder- / Dämpfungselemente zu den Rollen oder Rädern über die, den der Erfindung gemäßen Spurverlauf realisierenden Elemente (z.B. schräg endende, aus Hohlstangen mit Gewindestangen-Einsätzen bestehende Rad- /Rollen-Lagerhalterungen) angeschraubt, angeschweißt, angeklebt, vor der Materialformung in eine Form eingebettet oder in verbindenden Federvorrichtungshaltern gelagert werden.
Eine, einem der vorangegangenen Ansprüchen nach der Erfindung gemäß ausführte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Achshalterungen so an der Schiene (z.B. aus GFK und flach, ähnlich einem Abfahrtski federnd) beweglich gelagert befestigt sind, dass ein Einfedern der Räder oder Rollen (z.B. über Torsionsfeder oder Gummipuffer) zur Dämpfung von Stößen durch schwenkende Bewegung der gesamten Achse(n) oder Schwingen ähnlichen Einzel-Achshalterungen realisiert wird.
Eine, einem der vorangegangenen Ansprüchen nach der Erfindung gemäß ausführte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale oder dezentrale Einrichtung zur Einstellung / Fixierung der Rollen- oder Räder-Aufhängungen (z.B. über durch über Schrauben verstellbare Federschwingen-Achshalter) das Anpassen der resultierenden Fahreigenschaften (Winkel der entgegengesetzten Laufrichtungsabweichungen und / oder Stärke der Federung) auf persönliche / Gelände bedingte Bedürfnisse ermöglicht.
Eine, einem der vorangegangenen Ansprüchen nach der Erfindung gemäß ausführte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Erfindung gemäße Schiene zwischen den Schuhen und den Rollen oder Rädern durch ein Faser verstärktes Vakuum / Druck-Impregnations- oder Spritzguss-Verfahren hergestellt wird, wobei die Achshalterungen (z.B. Federschwingen-Lagerhülsen) und auch die Schuhbefestigungen (z.B. Metall-Gleitschienen) vor dem Spritzgießen in die Form eingesetzt werden können und das dafür in Formgebung und Stärke dann dazu dimensionierte Verbundmaterialteil zugleich die Funktion eines (ggf. zusätzlichen) Federelementes ausführen kann.
Eine, einem der vorangegangenen Ansprüchen nach der Erfindung gemäß ausführte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass hinreichend federnd verformbare Werkstoffe (z.B. V2A und / oder Aluminium) als Rahmenteil die schützende Bodenplatte wie auch die Befestigungseinrichtung für die Rollen und oder Räder, bzw. für deren Achshalterungen aus einem (z.B durch dazu herausgezogene Flanken) oder mehreren Stücken (z.B. verschraubt, verschweißt und / oder verklebt) bilden kann und dabei ein meist von der Schuhmitte bis zu den Befestigungseinrichtung der Rollen und oder Räder verlaufendes Federelement umrahmt, so dass die Anbindung des Federelements an die Rollen- oder Radaufhängungen schon in sich selbst tragend wirkt, wobei das Federelement (z.B. durch Gusstechnik) mit dem Rahmenteil fest verbunden sein kann.