EP3648854A1

EP3648854A1 - Lenkachseneinheit für skateboards oder fahrgestelle

Info

Publication number: EP3648854A1
Application number: EP18725384.4A
Authority: EP
Inventors: Hubert Petutschnig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2020-05-13
Also published as: WO2018176070A1; US11273362B2; US20200376361A1

Abstract

Eine Lenkachseneinheit (24) für Fahrgestelle oder Skateboards, umfassend einen Lagerbock (1) und einen Lenkachsenkörper (98), wobei der Lagerbock (1) eine Befestigungsebene (11) zur Befestigung an einem Fahrgestell oder Skateboard, insbesondere Skateboarddeck (52), aufweist, wobei die Befestigungsebene (11) im Montagezustand an dem Fahrgestell oder Skateboard insbesondere parallel zur designierten Fahrtrichtung (25) des Fahrgestells oder Skateboards angeordnet ist, und wobei der Lagerbock (1) eine Vertikalachse CD (22) umfasst, um die der Lenkachsenkörper (98) relativ zum Lagerbock (1) verdrehbar angeordnet ist, wobei an dem Lenkachsenkörper (98) eine in Geradeausstellung normal von der vertikalen Längsmittelebene des Lagerbocks (1) abstehende Achse (8) angeordnet ist, wobei die Vertikalachse CD (22) in der Längsmittelebene des Lagerbocks (1) zur Befestigungsebene (11) in Richtung des Lenkachsenkörpers (98) in einem Winkel W1 (19) kleiner 90° angeordnet ist, dass die Achse (8) in einem Normalabstand (20) zur Vertikalachse CD (22) angeordnet ist und dass die Achse (8) in designierter Fahrtrichtung (25) des Fahrgestells oder Skateboards vor der Vertikalachse CD (22) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung beziehungsweise Radaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft weiters ein

Fahrgestell, insbesondere ein Skateboard, welches über zumindest eine erfindungsgemäße Achsanordnung beziehungsweise Radaufhängung verfügt.

Stand der Technik: Skateboards sind seit jeher so aufgebaut, dass auf deren Unterseite vorne und hinten auf der vertikalen Längsmittelebene winkelig nach unten abstehende Schraubbolzen (sogenannte Kingpin's) vorgesehen sind. Jeder dieser beiden Schraubbolzen trägt in spiegelsymmetrischer Anordnung einen Radachsenkörper, der an seiner Stirnseite eine Öffnung für die Kingpin Schrauben mit vertieften Freistellungen für die Aufnahme und Positionierung der Lenkgummis besitzt, und der an seinem anderen Ende über einen Drehzapfen verfügt der sich gegen den Rahmen abstützt, und der weiters an seinen quer zur Fahrtrichtung abstehenden, äußeren Enden Rolfen oder Räder trägt.

Wesentlich ist, dass sich bei der klassischen Konstruktion aller Skateboards immer die querverlaufende Mittelachse der Radachsenkörper im unmittelbaren Bereich der vertikalen Kingpin Achse befindet. Beide Radachsenkörper eines Skateboards bewegen sich im Betrieb bei festgezogenen Kingpin Schrauben nur geringfügig spiegelsymmetrisch unter dem Einfluss der auf das Skateboard-Deck wirkenden Kraft, die einerseits mitteis der Füße und durch das Gewicht des Fahrers, und andererseits durch willkürliche oder unwillkürliche Gewichtsverlagerung und in Folge durch die Abstützung der Räder gegen den befahrenen Boden generiert wird.

Nachteile zum Stand der Technik. Skateboards verfügen über keine Lenkung im herkömmlichen Sinn, sondern nur über die beiden spiegelsymmetrisch schräg nach unten hin abstehenden Achsenkörper, die unter dem Einfluss der Deckbewegung gegen den Widerstand der auf den zuvor genannten Kingpin's sitzenden elastischen Lenkgummis eine Zwangslenkbewegung um deren Lenkachse ausführen. Erst durch den Winkel zwischen der bodenparalielen Boardebene eines Fahrgestells und den solcherart winkelig nach unten abstehenden Achsenkörpern resultiert eine relative Lenkbewegung in Bezug auf die vertikale Längsmittelebene der am Achskörper seitlich quer abstehenden Radachsen. Die Verbindung zwischen feststehendem Lagerbock und beweglicher Radachse der auf der vertikalen Längsmittelebene angeordneten Radachseneinheiten (sogenannte Trucks), zur

Kraftübertragung für die Richtungssteuerung aber auch für die Stabilisierung des Decks besteht durch deren obere und untere Lenkgummis, die für ein stabiles Deck ausreichend fest mittels der Kingpin-Schrauben verschraubt sein müssen. Wenn diese Schrauben zu lose verschraubt sind, verbleibt das Deck eines Skateboards unter dem Gewicht des Fahrers nicht mehr in der horizontalen, waagrechten Position, vielmehr legt es sich auf eine Seite und das Skateboard ist deshalb nicht fahrbar. Dem gegenüberwerden Achsen mit sehr stabil verschraubten Kingpins aber so starr, dass Deck und Lenkung nicht mehr beweglich sind. Der maximal erzielbare Lenkeffekt ergibt sich immer aus der Summe der Auslenkung beider Radachsen, dennoch ist es mit einem Skateboard aber auch mit zwei gegensinnig lenkenden Achsen nicht möglich, in stabiler Weise und im Wesentlichen ienkkraftfrei kleine Radien oder gar Kreise zu fahren. Die allgemein ohnedies nur sehr marginalen

Lenkmöglichkeiten eines Skateboards und die, durch die Bauform bedingte größere

Bauhöhe desselben sind deshalb zwangsläufig durch eine hohe Geschicklichkeit und einem intensiven Trainingsstand der Skateboardfahrer in Bezug auf Balancegefühl und

Körperbeherrschung auszugleichen, wodurch deren Zielgruppe auch bis heute weitweit stark eingeschränkt geblieben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung für Skateboards oder

Fahrgesteile zu schaffen, die erstmalig ein sicheres, leichtgängiges direktes Lenken von Kurven mit kleinen Radien bis hin zum Fahren von Kreisen ermöglicht, wobei das Deck eines mit dieser Achse ausgerüsteten Fahrgestells oder Skateboards beim Geradeausfahren, und da ganz besonders beim Abstoßen mit einem Bein bei einer schräg zur Fahrtrichtung wirkenden Antriebskraft in einer stabilen, geraden Fahrtrichtung verbleiben muss. Eine weitere Aufgabe ist es, die Höhe der Standfläche durch die besonders niedrige Bauweise der Achsen soweit herabzusetzen, dass die Sturzgefahr ungeübter Fahrer erheblich reduziert wird. Dadurch soll ein für eine größere Zielgruppe verwendbares Fortbewegungsmittel im Wesentlichen ohne Altersbeschränkung geschaffen werden, welches zum Fahren keine besondere sondern nur durchschnittliche Geschicklichkeit erfordert, die grundsätzlich jeder mitbringt, der zum Beispiel schon Eislaufen oder Rollerbladefahren kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Ein vorderer beweglicher Radachsenkörper schwenkt zur Richtungssteuerung um eine schräg stehende Vertikalachse mit einer von dieser in Fahrtrichtung beabstandeten Rollen oder Räder tragende Querachse. Beim Verschwenken einer solchen auf einem Fahrgestell angebrachten Achskonstruktion entfernt sich das kurveninnere Vorderrad in selbsttätiger Weise um so mehr von der vertikalen Längsmittelebene, je weiter die

Querachse konstruktiv vor der schrägen Vertikalachse vorgesehen ist. Eine größere konstruktive Beabstandung der genannten Achsen bewirkt beim Auslenken einerseits eine Vergrößerung der Fläche zwischen der vertikalen Längsmittelebene und den beiden

Auflagepunkten der kurveninneren Räder, und andererseits erhöht sich dadurch beim Fahren die Richtungsstabiütät, wodurch diese Radaufhängung durch deren Wirkungsweise besonders gut für Skateboards, Longboards, Cruiser oder ähnlichen Fahrgestelle geeignet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radaufhängung und

Kombinationsmöglichkeiten mit herkömmlichen oder ähnlichen Radaufhängungen für Fahrgestelle oder Skateboards sind in den Unteransprüchen definiert.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der neuartigen Radachse ermöglicht ein besonders niedriges, bodennahes Deck, wobei durch den um seine vertikale Achse frei beweglichen, horizontal nach vorne und nach oben hin abstehenden Lenkwinkel in

Zusammenhang mit einer flachen_I vorzugsweise nicht lenkbaren Hinterachse, ein neues Produkt mit ganz besonderen, neuen Fahreigenschaften geschaffen wird, das sich vom klassischen Skateboard durch die niedrige Bauhöhe und ein rasch erlernbares, besonders einfaches Handling mit gefühlter neuer Fahrdynamik auszeichnet, und das auch eine für Skateboards bisher noch nicht gekannte Fahrsicherheit aufweist. Ganz anders als bei einem klassischen Skateboard kann ein Fahrer ein erfindungsgemäßes Board schon von Beginn an und ohne Skateboard Kenntnisse relativ sicher bewegen, das beinhaltet aufsteigen, losfahren und lenken, auch Kreise fahren ist möglich. Überraschender weise hat sich gezeigt und es konnte in einer Vieizahi von Versuchen auch nachgewiesen werden, dass nur eine ganz bestimmte Querschnittform und Einbauiage des beweglichen Lenkwinkels in einem relativ begrenzten Bereich der Abmessungen und Winkel desselben diese Effekte ermöglicht, einschließlich der besonders guten, wie auf Schienen geleiteten Richtungsstabilität, wenn der Fahrer mit nur einem Fuß am Board steht während er mit dem zweiten Fuß zum Antrieb kontinuierlich aber schräg zur Fahrtrichtung gegen den Boden abstößt.

In vorteilhafter Ausführungsform muss sich die, die Rollen oder Räder tragende Querachse 8 in Fahrtrichtung 25 gesehen in einem ganz bestimmten, begrenzten Bereich vor der Vertikalachse CD 22 befinden um diese besonders vorteilhaften Lenkeigenschaften zu erreichen. Dieser Abstand wird nachfolgend durch die Länge des Normalabstandes 20 von der nach vor geneigten Vertikalachse CD 22 wie auch durch deren Winkel W1 definiert. Viele praktische Versuche haben gezeigt, dass ein Normalabstand 20 von ca. 40 mm oder kleiner zu einem äußerst lenkungssensiblen, kippeligen Fahrverhalten führt, und ein

Lenkwinkel mit einem Normalabstand 20 von 80 mm oder größer zusehends schwierig lenkbar wird, beziehungsweise dass ein Board mit einer solchen längeren Lenkachse bei einem zu geringen Körpergewicht des Fahrers gar nicht mehr lenkbar ist. In Relation zur Position der Querachse 8 befindet sich die Vertikalachse CD 22 in einem optimalen

Winkelbereich W1 von 40° bis 60°, dynamischer lenkbar sogar nur in einem noch engeren Bereich zwischen 45° und 50°, Wenn der Winkel W1 konstruktiv größer als 50° wird, dann tritt beim Fahren ein gefühltes Übersteuern ein, bei einem Winkel W1 von kleiner als 40° geht beim Fahren das dynamische gefühlte Kurvengefühl verloren. Das wirkt sich so aus, dass nicht die erwartete, wendig gefühlte Kurve gefahren wird, sondern eben nur ein flacherer Bogen. Alle Parameter beziehen sich zunächst auf übliche Boards zwischen zirka 700 bis 1000 mm Länge mit einem Radabstand von zirka 600 bis 850 mm und auf eine nicht richtungslenkende Hinterachse. Weitere Ausführungsformen sehen aber konstruktiv zur Herabsetzung oder Vergrößerung des Fahrradius oder aber zur Anpassung an größere oder kleinere Boards oder Fahrgestelle die Möglichkeit einer in einem beliebigen Verhältnis gegen- oder mitlenkenden Hinterachse vor, was jedoch nur den Fahrradius eines Boards, nicht aber das Lenkverhalten der Vorderachse beeinflusst. Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der bewegliche Lenkachsenkörper 98 im Bereich 5 nach oben hin angewinkelt ist, so dass die am Achskörper 3 vorgesehene Querachse 8 konstruktiv einen besonders geringen Abstand von der Deckoberfläche erzielt, wodurch die auf der Achse 8 sitzenden Rollen oder Räder in Einbaulage vorzugsweise bis etwa zum Deck reichen können was eine besonders niedrige Abstandshöhe der Deckoberffäche vom Boden zur Folge hat. Die niedrige Boardhöhe bewirkt in Zusammenhang mit der direkten Lenkung der Vorderachse ein für ein Skateboard bisher nicht gekanntes sicheres Fahrgefühl, beginnend schon ab den ersten Fahrversuchen.

Bezüglich seiner Querschnittform ist der Lenkachsenkörper 98 so gestaltet, dass die, die Lenkkinematik wesentlich bestimmende Normale S1 , nach vorne unten abgehend von der Vertikalachse CD 22, über den erfindungsgemäß optimierten Abstand 20 verfügt und im Achsmittelpunkt 8 endet. Der Bereich innerhalb dem sich eine optimale Dimensionierung der Lenkachse im Sinne optimaler Fahreigenschaften gestalten lässt, besteht aus den

Parametern W1 , W3, S1 , S2, S3 und H {Figuren 16 und 17) und ist als Diagramm in Fig. 18 abgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen eines Skateboards oder Fahrgestelles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Radaufhängung Vorderachse, Querschnitt

Fig. 2a, 2b, 2c Radaufhängung Vorderachse, Explosionszeichnungen Axiallager

Fig. 3 Radaufhängung Vorderachse, Schrägriss von unten

Fig. 4 Radaufhängung Vorderachse, Ansicht von oben

Fig. 5a Radaufhängung Hinterachse, Schrägansicht von unten

Fig. 5b Hinterachse, Schrägansicht

Fig, 6a Fahrgestell oder Skateboard, Vorderachse mit Lenkstoßdämpfer

Fig. 6b Fahrgestell oder Skateboard, Vorderachse in neutraler Position für Geradeausfahrt Fig. 7 Skateboard ohne montierte Räder, Seitenansicht von schräg unten

Fig. 8a klassische Radaufhängung, Achsversatz zur Skateboardmitte, neutrale Position

Fig. 8b klassische Radaufhängung, Achsversatz zur Skateboardmitte, ausgelenkt

Fig. 9a eine vordere erfindungsgemäße Radaufhängung, Querachse vor der Hochachse

Fig. 9b Skateboard, vorne mit einer erfindungsgemäße Radaufhängung, ausgelenkt

Fig. 9cSkateboard mit zwei erfindungsgemäßen Radaufhängungen, ausgelenkt

Fig. 10 Skateboard mit Hinterachse mit einem waagrechten Drehzapfen

Fig. 11 Skateboard mit Hinterachse mit einem nach vorne oben abstehenden Drehzapfen

Fig. 12 Skateboard mit Hinterachse mit einem nach hinten oben abstehenden Drehzapfen

Fig. 13 Skateboard mit zwei erfindungsgemäßen Radaufhängungen

Fig. 14a Skateboard oder Fahrgestell mit einer Ha!testange, Seitenansicht

Fig. 14b Skateboard oder Fahrgestell mit einer Haltestange, ausgelenkt

Fig. 14c Skateboard oder Fahrgesteil mit einer Haltestange, neutrale Position

Fig. 14d Skateboard oder Fahrgesteil mit 3 Rädern und einer Haitestange

Fig. 14e Skateboard oder Fahrgesteil mit 3 Rädern und einer Haitestange

Fig. 15 Skateboard oder Fahrgestell und einer Haltestange mit 4 Rädern

Fig. 16 Geometrische Verhältnisse bezüglich der Lenkwinkelform mit der Höhe H1

Fig. 17 Geometrische Verhältnisse bezüglich der Lenkwinkelform mit der Höhe H2

Fig 18 und Fig. 19 Diagramme der optimalen Lenkachsenparameter

Fig 1 zeigt eine erfindungsgemäße Radachse 24 im Teilschnitt, bestehend aus dem feststehenden Lagerbock 1 und dem beweglichen Achsenteil 98 (Fig.2d), sowie den zwischen diesen beiden Teilen in den Öffnungen 30 und 31 beispielhaft vorgesehene Lagerscheiben 12a und 12b. Der Abschnitt 2 (Fig.2d) des beweglichen Achsteiles 98 verfügt weiters in seiner Öffnung 10 über die Lagerhülse 14 (Fig. 2a, 2b, 2c) und über eine weitere axiale Lagereinheit in dessen Öffnung 9, wobei diese Konstruktion durch den Schraubbolzen 13 und der Mutter 17 zusammen gehalten wird. Dabei haben praktische Fahrversuche ergeben, dass Gleitlager-Kombinationen aus Metallringen und Gleitlagerringen 12a, 12b (Fig.2a) bzw. 12a, 12b, 12c, 12d, 12e (Fig. 2b), bzw. 12g, 12h, 12k (Fig.12c) dann die besten Lenkeigenschaften aufweisen, wenn der mittlere Lagerdurchmesser 18 (Fig.1 ) unter Berücksichtigung auf die winkelige Einbaulage auf einem Fahrgestell oder einem Skateboard in einer bevorzugten Größe von 20 bis 50 mm vorgesehen ist. Die beiden stirnseitigen Lagerebenen befinden sich auf der oder parailei zur Ebene AB, die ihrerseits normal zur vertikalen Längsmittelebene steht und unter einem vorbestimmten Winkel von vorne unten nach hinten oben verläuft. Weiters befindet sich auf der vertikalen Längsmittelebene die Vertikalachse CD, wobei der Winkel zwischen der Vertikalachse CD und der Längsachse EF im Bereich zwischen 5°und 85° liegt, besser zwischen 30° und 60° und am besten zwischen 40° und 50°. Die Schwenkbewegungen des Teiles 98 erfolgen somit entlang der oder parallel zur Ebene AB und um die Achse CD. Das bewegliche Achsteil 98 besteht im Wesentlichen aus den Abschnitten 2, 3, 4, 5 und 8, wobei der Abschnitt 2 vom Abschnitt 4 im Bereich 5 in Richtung zur Deckaufstandfläche 52 abgewinkelt ist, wodurch sich die Abstandslinie 33, die vom Mittelpunkt der Achse 8 abgeht und normai zur Achse CD steht, auf den Abstand 20 verkürzt.

Fig. 2a, 2b und 2c zeigen Explosionszeichnungen der Achseinheit 24 mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Axiallagem, bestehend aus dem feststehenden Teil 1 und dem beweglichen Achsteil 98, wobei durch dessen Abschnitt 2 normal zu diesem und zentrisch durch dessen Öffnung 10 die Achse CD verläuft. Zwischen dem Lagerbock 1 und der Lenkachse 98 befindet sich vorzugsweise eine der Gleitlagerkombinationen gemäß der Figuren 2a, 2b oder 2c oder in einer weiteren Ausführungsform ein adäquates axiales Wälzlager und in der Öffnung 10 befindet sich ein Radiallager für den Schraubbolzen 13, vorzugsweise ist das eine eingepresste Lagerhülse. Der Schraubbolzen 13 dient zur

Verschraubung der Baugruppe 24, dazu befindet er sich verdrehgesichert im Gehäuse 1 und verbindet die Teile 1 und 98, wobei sich in der Öffnung 9 das Axialiager 15 befindet, sodass nach der Verschraubung durch die Mutter 17 ein spielfreies Verschwenken des beweglichen Achsteiles 98 unabhängig von möglicher abweichender Bauhöhe gewährleistet wird, und ohne dass beim Verschwenken des Teils 98 ein Drehmoment auf die Mutter 17 wirkt.

Fig. 2d zeigt Teile der vorderen Lenkachsen als Baugruppe 24 im Schrägriss, wobei eine Verdrehsicherung der beiden Gleitlagerscheiben 12a/12b durch eine an deren

Innenseite von einer Kreisbahn abweichende Geometrie 29 in einer kongruenten Form sowohl an den Lagerscheiben wie auch an den Verbindungsflächen der Teile 1 und 98 vorgesehen sind. Fig. 2b zeigt eine Gleitlagervorrichtung wo in die Vertiefungen 30 und 31 die flachen Stahlringe 12d und 12e eingelegt sind, darauf gleiten die Lagerscheiben 12a und 2b, wobei zwischen diesen beiden Gleitlagerscheiben die ringförmige Stahlscheibe 12c vorgesehen ist. Fig. 2c zeigt eine weitere Ausführungsform, wo sich in den kreisförmigen Vertiefungen 30 und 31 jeweils ein flacher Stah!ring befindet, der diese Vertiefungen aber überragt, wobei sich zwischen den beiden flachen Stahlringen eine Gieitlagerschetbe 12k befindet, die durch den Bolzen 13 zentrisch positioniert verbleibt.

Fig. 3 zeigt eine Lenkachseneinheit von der Unterseite her im Schrägriss, bestehend aus dem Lagerbock 1 , der die winkelig abstehenden Fläche 6 besitzt, welche die Ebene AB definiert und somit en Grenzflächenabschnitt zum beweglichen Achsteii 98 bildet und über das distanzierende Axiallager 12a verfügt, sowie dem entlang der Ebene AB beweglichen Achsteil 98, das über die Öffnung 9 zur Aufnahme eines Axiallagers 15 und über die Öffnung 10 zur Aufnahme des Schraubboizens 13 verfügt. Das bewegliche Achsteii 98 verfügt seinerseits über die geraden Abschnitte 2 und 4, die im Bereich 5 in Richtung des

Lagerbocks 1 geknickt sind, wobei an den beiden Fortsätzen 4 der die Achse 8 tragende Achskörper 3 vorgesehen ist, aus dem die beiden Enden der Achse 8 herausragen, welche Rollen oder Räder tragen.

Fig. 4 zeigt eine Lenkachseneinheit von der Oberseite her im Schrägriss, wobei die von diesem winkelig abstehende Oberseite 6 über eine bogenförmige Freistellung 26 mit deren seitlichen Anschlagsflächen 27 und 28 verfügt, und dass sich innerhalb dieser Grenzen der Fortsatz 29 des Achsenteils 98 beim Verschwenken bogenförmig bewegt. Die Oberseite des Lagerbocks 1 verfügt über eine Anzahl von Bohrungen, durch die mittels Verbindungs-elementen wie zum Beispie! Schrauben eine feste Verbindung mit dem Deck eines Fahrgestells oder Skateboards hergestellt wird.

Fig10 zeigt ein Skateboard oder Fahrgestell in Fahrtrichtung 25 weisend in der Seitenansicht mit einer vorderen Lenkachseneinheit 24 und einer hinteren Radaufhängung 99, die aus den Abschnitten Lagerbock 49 mit einer oberen Begrenzungsfläche 41 besteht, und dass der Lagerbock 49 über eine im Wesentlichen horizontal nach hinten weisende Öffnung zur Aufnahme des Drehzapfens 46 der Radachse 101 verfügt, die ihrerseits zwischen den elastischen Elementen 43 und 44 mittels der Kingptn Schraube 105 und der Schraubmutter 104 verschraubt ist. Diese Konstruktion erlaubt ein beidseitiges Kippen des Decks ohne Auslenkung der Hinterachse. Zur Verbesserung von Längsstabilität und Lenkung ist vorgesehen, dass das elastische Bauteil 43 größer in Durchmesser, Höhe, Masse und Shore-Härte ist als das elastische Teil 44, welches dem Standard für

Skateboardachsen entspricht. Die Längsstabilität eines solchen Skateboards ist somit einerseits von den Eigenschaften der elastischen Teile der hinteren Radaufhängung 99 abhängig, und andererseits vom Drehmoment, mit dem die Schraube 104 zugschraubt worden ist. In praktischen Versuchen wurde einer Radaufhängung 99 ein bestimmtes Drehmoment an der Schraube 104 in Abhängigkeit vom Gewicht des Fahrers und der von diesem gewünschten Fahreigenschaften zugeordnet.

Fig. 11 zeigt in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine hintere

Radaufhängung 99, bei der die Radachse 101 auf der nach vorne oben ansteigenden Ebene 82 liegt, was zur Folge hat, dass die Hinterachse in der Kurvenfahrt entgegen der

Kurvemitlenkt, wodurch die gefahrenen Radien größer werden.

Fig. 12 zeigt in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine hintere

Radaufhängung 99, bei der die Radachse 101 auf der nach hinten oben ansteigenden Ebene 84 liegt, was zur Folge hat, dass die Hinterachse in der Kurvenfahrt gegensinnig mitlenkt, wodurch Bögen mit kleineren Radien gefahren werden können.

Fig 5a zeigt eine hintere Radaufhängung 99 als Baugruppe im Schrägriss mit dem Achsträger 102 und der darin verschraubten Lenkachse 101 aus der an den Stirnseiten die Achsen 45 herausragen, welche Räder oder Rollen tragen die durch Verschraubung in ihrer Position gehalten werden, wobei die Rollen in Einbaulage nach hinten weisen, auch um beim Fahren Berührungen derselben mit dem Schuh des Fahrers zu vermeiden.

Fig. 5b zeigt eine beispielhafte hintere Radachse 101 , bestehend aus dem quer verlaufenden Abschnitt 42 und dem Fortsatz 50 an dessen vorderem Ende der Drehzapfen 46 vorgesehen ist, wobei der Fortsatz 50 über die Bohrung 47 und auf beiden Seiten über Vertiefungen 48 verfügt.

Fig 6a und 6b vergleichen ein beispielhaftes Skateboard mit Blick auf dessen Unterseite, wobei in Fig. 6a der vordere Achsträger 98 ausgelenkt ist, woraus ersichtlich wird, dass die komplette Achse 8, die im Abstand 56 vor dem Drehpunkt 13 angeordnet ist, aus der vertikalen Längsmittelebene 51 heraus schwenkt. In Fig.6a verfügt die vordere Lenkachse über zumindest einen im Bereich 201 beweglich verbundenen Lenkstoßdämpfer 200, der sich mit einem Befestigungselement 202 gegen das Deck 52 abstützt, sodass das schnellere Überfahren von Hindernissen keinen Lenkausschlag bewirkt.

Fig. 7 zeigt ergänzend zu den Figuren 6a und 6b ein beispielhaftes Skateboard in der Ansicht schräg von unten mit einem Deck 52, einer in der Fahrtrichtung 25 vorderen

Radaufhängung 24 und einer hinteren Radaufhängung 99.

Alle Figuren 8 und 9 vergleichen die ausgelenkte Endpositionen der Räder in Abhängigkeit von den Positionen der Radquerachsen 8 in Bezug auf die Drehachsen 13. In Fig. 8a sind die Querachsen 8 räumlich im Abstand 71 innerhalb der Drehachsen 13 angeordnet, was zur Folge hat, dass sich die zwischen der vertikalen Längsmittelebene und den Aufiagepunkten 63 und 64 auf der Kurveninnenseite liegende Standfläche 65 bei Vollauslenkung auf die kleinere, weniger stabile Fläche 66 reduziert. In Fig. 9a befindet sichdem gegenüber die Querachse 8 der Radachseneinheit 24 im Abstand 72 räumlich vor der Drehachse 13 wodurch sich die zwischen der vertikalen Längsmittelebene und den Auflagepunkten 67 und 68 befindliche Standfläche insgesamt stabilisierend vergrößert. Fig.9c zeigt eine Ausführungsform mit zwei erfindungsgemäßen Radachseinheiten 24, wodurch die Fläche 70 nochmals vergrößert wird.

Die Figuren 14 und 15 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen von

Fahrgestellen in verschieden Ausführungsformen und Ansichten, wobei ein Board 52 über eine vordere Achseinheit 24 und eine hintere Achseinheit 99 verfügt, und wobei in Fig. 14a von dem Board 52 eine starre, abnehmbare, teleskopartige oder faltbare Haitestange 90 absteht, welche über ein beispielhaftes Griffstück 14 verfügt.

Die Figuren 14b und 14c zeigen eine Ausführungsform mit 3 Rädern wobei das einzelne starr aufgehängte hintere Rad 93 über einen konvexen Querschnitt verfügt. Die Figur 14d zeigt dieselbe Ausführungsform in Schrägansicht von unten. Fig. 14e zeigt ein Skateboard oder Fahrgestell mit einer starren, abnehmbaren, teleskopartigen oder faltbaren Haltestange 90, wobei das Deck 52 im vorderen Bereich an den beiden Stellen 120 und 122 um die beispielhafte abgewinkelte Länge 121 geknickt ist, sodass das Board 52 zur Erhöhung des Fahrkomforts durch diese Maßnahme deutlich in Richtung Aufstandsfläche 100 abgesenkt wird, und das hintere Rad oder die hintere Rolle in einer Deckfreistellung im Achsbereich 123 somit direkt im Bereich der Boardhöhe gelagert werden kann.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform eines beispielhaften Fahrgestells mit beweglichen Achsen vorne und hinten mit insgesamt 4 Rollen oder Räder in der Ansicht von schräg unten. Ein Board 52 verfügt an setner Vorderseite über eine Achseinheit 24 und auf der Hinterseite über eine Achseinheit 99. Die Ausführungsform der hinteren Achseinheit 99 ist hier beispielhaft gewählt. Abhängig von den gewünschten Fahreigenschaften sind Kombinationen gemäß der Figuren 10, 1 , 12 und 13 möglich.

Die Figur 16 zeig eine zur vertikalen Längsmittelebene gerade ausgerichtete vordere Lenkachseneinheit 24 im Querschnitt, bei der die Vertikalachse CD 22 in einem bevorzugten Winkelbereich von 40 bis 50 Grad vorgesehen ist, wobei die Gerade S2 längs durch die beiden Punkte 8 und 130 verläuft und ihrerseits mit der CD-Normalen S1 mit der Länge 20 den Winkel W3 einschließt. Der Scheitelpunkt des Winkels W3 zwischen den beiden Schenkeln S1 und S2 hat seinen geometrischen Ursprung im Zentrum der Querachse 8, wobei S2 zwischen dem Scheitelpunkt 8 und dem Punkt 130 verläuft, der seinerseits etwa auf der mittleren Lagerhöhe des um die Achse CD beweglichen Lenkachsenkörpers 98 liegt. Fig.16 zeigt weiters den Bezugspunkt 130 auf der Achse CD im Abstand H1 liegend und in Fig.17 im Abstand H2, ausgehend vom Schnittpunkt der Achse CD mit der Normaien S1. Die Parameter der erfindungsgemäß optimierten Geometrie dieser Lenkkinematik wurden durch Versuche definiert und/oder leiten sich davon ab wie folgt:

Winkel W1 der Achse CD22 zwischen 40° und 60°mit der davon abstehenden Normalen S1 mit der Länge 20 im Bereich von 40 bis 80mm sowie dem vertikalen Abstand zwischen der Querachse 8 und der Bezugsfläche 1 im Ausmaß S3 = 30 bis 60mm. Daraus resultiert der Abstand: S2=(S1/cos Winke! W3).

Der zwischen H1 und H2 liegende Bereich ergibt sich soweit nicht explizit anders bestimmt aus: H1 (H2)=S1 x tan Winkel W3. Der optimale WinkeSbereich W3 ergibt sich wie folgt: W3=(H/S1 )tan ^"1

Fig. 18 zeigt ein Diagramm, weiches mit den Werten der verschiedenen,

beispielhaften Winkel W2 aus den sechs Figuren 16a bis 17c erstellt wurde, wobei der im Diagramm von den beiden Kurven eingeschlossene Bereich an Verhältniswerten optimale Lenkverhältnisse ergibt.

Alle Boards mit Lenkachsen in den verschiedenen Versionen und Kombinationen sind in weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch mit einem Antrieb, insbesondere mit einem Elektroantrieb in Ausführungen als Nabenmotor und/oder als Achsantrieb versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1 . Lenkachseneinheit (24) für Fahrgestelle oder Skateboards, umfassend einen Lagerbock (1 ) und einen Lenkachsenkörper (98), wobei der Lagerbock (1 ) eine Befestigungsebene (11 ) zur Befestigung an einem Fahrgestell oder Skateboard, insbesondere Skateboarddeck (52), aufweist, wobei die Befestigungsebene (1 1 ) im Montagezustand an dem Fahrgestell oder Skateboard insbesondere parallel zur designierten Fahrtrichtung (25) des Fahrgestells oder Skateboards angeordnet ist, und wobei der Lagerbock (1) eine Vertikalachse CD (22) umfasst, um die der Lenkachsenkörper (98) relativ zum Lagerbock (1 ) verdrehbar angeordnet ist, wobei an dem Lenkachsenkörper (98) eine in Geradeaussteliung normal von der vertikalen Längsmittelebene des Lagerbocks (1) abstehende Achse (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalachse CD (22) in der Längsmittelebene des Lagerbocks (1 ) zur Befestigungsebene (1 1 ) in Richtung des Lenkachsenkörpers (98) in einem Winkel W1 (19) kleiner 90° angeordnet ist, dass die Achse (8) in einem Normalabstand (20) zur Vertikalachse CD (22) angeordnet ist und dass die Achse (8) in designierter Fahrtrichtung (25) des Fahrgestells oder Skateboards vor der Vertikalachse CD (22) angeordnet ist.

2. Lenkachseneinheit (24) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkachsenkörper (98) und der Lagerbock (1 ) an einer senkrecht zur Vertikalachse CD (22) angeordneten Ebene AB (21 ) angeordnet sind, wobei die Achse (8) zwischen der Befestigungsebene (1 ) und der Ebene AB (21 ) in dem den Supplementärwinkel zum Winke! W1 ( 9) umfassenden Bereich angeordnet ist.

3. Lenkachseneinheit (24) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkachseneinheit (24) in bevorzugten Ausführungsformen Lagereinheiten (12a, 12b) oder (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) oder (12g, 12h, 12k) aufweist, die zwischen dem Lenkachsenkörper (98) und dem Lagerbock (1) angeordnet sind, wobei die Ebene AB (21 ) in der die Berührungsebene der Lagereinheiten (12a₍ 12b) liegt und senkrecht zur Vertikalachse CD (22) angeordnet ist.

4. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Vertikalachse CD (22) und der Befestigungsebene (1 1) des Lagerbocks (1) Siegende Winkel W1 (19) zwischen 30° und 70°, insbesondere zwischen 40° und 60°, vorzugsweise zwischen 45° und 50°, beträgt.

5. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerbock (1 ) und dem Lenkachsenkörper (98) eine axiaie Lagereinheit (12a/12b) mit einem möglichst großen mittleren Durchmesser C (18), insbesondere zwischen 25 mm und 50 mm, vorgesehen ist, wobei der Lagerbock (1 ) und der Lenkachsenkörper (98) mittels eines Befestigungselementes (13), insbesondere einer Schraube oder einem Bolzen, verbunden sind, wobei der Lenkachsenkörper (98) an der einer Lagereinheit (12a/12b) oder (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) oder (12g, 12h, 12k) gegenüberliegenden Außenseite eine weitere axiale Lagereinheit (15) aufweist und wobei zwischen dem Lenkachsenkörper (98) und der Lagereinheit (15) eine radial wirkende Lagerhülse (14) angeordnet ist.

6. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkachsenkörper (98) in einem Knickbereich (5) in Geradeaussteliung der Lenkachseneinheit (24) nach oben, in Richtung der Befestigungsebene (1 ) des Lagerbocks (1 ), hin angewinkelt ist, und an dem der Vertikaiach.se CD (22) gegenüberliegenden Ende im Normalabstand (20) die quer laufende Achse (8) trägt, wobei der Normalabstand (20) der Achse (8) zur Vertikalachse CD (22) insbesondere zwischen 30 mm und 90 mm, bevorzugt zwischen 50 mm und 70 mm, beträgt.

7. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel W2 (39) zwischen der Befestigungsebene (1 ) des Lagerbocks (1 ) und der Verbindungsgerade (38) der Achse (8) mit dem Drehpunkt des Lenkachsenkörpers (98) zwischen 22° und 40° beträgt.

8. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Normaiabstand S1 (20) und der Winkel W1 (19) zwischen der Achse (8) und der Vertika!achse CD (22) und der Winkel W3 (39) aus der nachstehenden Bereichstabelle und deren Zusammenhang ausgewählt sind:

9. Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (1) an seiner äußeren Umfangslinie eine bogenförmige Freistellung (26) mit zwei seitlichen Anschlagsflächen (27, 28) aufweist, wobei der Lenkachsenkörper (98) auf seiner Innenseite einen zu den Anschlagsflächen (27, 28) korrespondierenden Fortsatz (29) aufweist und wobei die Anschlagsflächen (27, 28) und der Fortsatz (29) einen Anschlag für die Bewegung des Lenkachsenkörpers (98) relativ zum Lagerbock (1 ) ausbilden.

10. Skateboard oder Fahrgestell umfassend zumindest eine Lenkachseneinheit (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Skateboard oder Fahrgestell nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkachseneinheit (24) in designierter Fahrtrichtung (25) des Skateboards oder Fahrgestells vorne angeordnet ist.

12. Skateboard oder Fahrgestell nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (8) in designierter Fahrtrichtung (25) vor der Vertikalachse CD (22) angeordnet ist und/oder dass die Vertikalachse CD (22), bezogen auf ein auf dem Untergrund stehendes Fahrgestell oder Skateboard von vorne oben nach hinten unten verläuft.

13. Skateboard oder Fahrgestell nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Skateboard oder Fahrgesteil eine hintere Radachseinheit (99) aufweist, wobei die hintere Radachseinheit (99) einen Lagerbock (49) mit einer in Fahrtrichtung (25) des Fahrgesteiis oder Skateboards horizontal nach hinten offenen Öffnung umfasst, wobei die Öffnung zur Aufnahme eines Drehzapfens (46) ausgebildet ist, wobei der die Rollen oder Räder tragende Achsenteil (101 ) der hinteren Radachseneinheit (99) flach ausgeformt ist, sodass sich dessen Drehzapfen (46) und seine Öffnung (47), innerhalb der sich in Einbaulage die Kingpin Schraube (105) normal zur Aufstellfläche des Fahrgestells oder Skateboards befindet, und auch dessen quer verlaufende Radachse (45) sich in Einbaulage im Wesentlichen auf einer horizontalen Ebene EF (35) oder parallel zu dieser befindet, und dass die Hinterachse (101 ) mit dem Lagerbock (49) mittels elastischer Elemente (43, 44) von variabler Größe und Härte mittels eines Befestigungselementes, insbesondere einer Schraube (105) und einer Mutter (104), verbunden ist.

14. Skateboard oder Fahrgestell nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Radachseinheit (99) über eine spezielle Kombination von zwei elastischen Elementen (43, 44) von verschiedener Größe und Härte verfügt, wobei das obere elastische Teil (43) zwischen Hinterachse (101 ) und dem Lagerbock (49) angeordnet ist und an diesen anliegt, wobei das obere elastische Teil (43) insbesondere über einen größeren Durchmesser und auch über eine größere Shore-Härte verfügt als Lenkgummis allgemein, vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 25 und 30 mm und eine Shore-Härte von 95 bis 100 ShA aufweist, und dass das untere elastische Teil (44) zwischen Mutter (104) und Hinterachse (101 ) angeordnet ist und an dieser anliegt, wobei das untere elastische Teil (44) kleiner und von geringerer Shore-Härte als das obere elastische Teil (43) ist.

15. Skateboard oder Fahrgestell nach einem der Ansprüche 10 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzapfen (46) der hinteren Radachseinheit (99) auf der vertikalen Längsmittelebene horizontal vor der Kingpin-Schraube (105) angeordnet ist, oder dass der Drehzapfen (46) auf der Ebene (82) vor der Kingpin Schraube (105) liegend in Fahrtrichtung (25) nach vorne oben zeigt, oder dass der Drehzapfen (46) auf der Ebene (84) hinter der Kingpin-Schraube (105) befindet und in Fahrtrichtung (25) nach hinten oben zeigt.

16. Skateboard oder Fahrgestell nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Skateboard oder Fahrgestell eine in Fahrtrichtung (25) nach oben hin abstehende starre, insbesondere eine abnehmbare, teleskopartige oder faltbare Lenkstange (90) mit einem Griffstück (14) aufweist.

17. Skateboard oder Fahrgesteil nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Lenkachse über zumindest einen im Bereich 201 beweglich verbundenen Lenkstoßdämpfer 200 verfügt, der sich mit einem beliebigen Befestigungselement 202 gegen das Deck 52 abstützt.

18. Skateboard oder Fahrgestell nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Skateboard oder Fahrgestell einen Antrieb, insbesondere einen Elektroantrieb umfasst, wobei mittels des Antriebes insbesondere die Räder oder Rollen der Hinterachse (101 ) antreibbar sind.