NO165094B

NO165094B - CONTROL SYSTEM FOR DRIVING ELEMENT MANAGEMENT IN A VEHICLE.

Info

Publication number: NO165094B
Application number: NO865182A
Authority: NO
Inventors: Stefan Kubierschky
Original assignee: Stefan Kubierschky
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1990-09-17
Also published as: EP0333764A1; NO865182D0; WO1988004564A1; NO165094C; AU1049288A; NO865182L

Description

Oppfinnelsen angår et styresystem for styring av kjøreelement i et kjøretøy, ifølge kravinnledningen. The invention relates to a control system for controlling driving elements in a vehicle, according to the preamble.

Kjøretøyer i denne forbindelse omfatter kjøretøyer med kjøreelementer i form av hjul, kjeder, valser, eller lignende, eller kombinasjoner av slike. Kjøretøyer av foran-nevnte type benyttes innenfor flere områder, eksempelvis innenfor sport- og fritid. Her kan nevnes skateboards, skiboards, monoski, rulleskøyter, rullebob, skibob, snebob, isskateboard, rulleski for langrenn og utfor, slalåm etc. , landsurfing osv. Området dekker imidlertid også kjelker, "Olakjerrer" og barnevogner. Vehicles in this connection include vehicles with driving elements in the form of wheels, chains, rollers, or the like, or combinations of these. Vehicles of the aforementioned type are used in several areas, for example in sports and leisure. Mention can be made here of skateboards, ski boards, monoskis, roller skates, roller bobs, ski bobs, snow bobs, ice skateboards, roller skis for cross-country skiing and downhill, slalom etc., land surfing etc. However, the area also covers sleds, "Olakjerrer" and prams.

I tillegg dekker området også nyttekjøretøyer av enhver type som eksempelvis sykler, motorsykler samt kjøretøyer for kjøring på sne, som motorkjelke eller snescooter. In addition, the area also covers commercial vehicles of any type such as bicycles, motorcycles and vehicles for driving on snow, such as snowmobiles or snowmobiles.

Prinsippielt dekkes alle typer en- og flersporede kjøretøyer hvor vektforskyvning kan gjennomføres målrettet. In principle, all types of single- and multi-track vehicles are covered where weight shifting can be carried out in a targeted manner.

Med styringssystemet for kjøretøyer ifølge oppfinnelsen kan en forenklet og sikker styring av kjøretøyer oppnås, With the control system for vehicles according to the invention, a simplified and safe control of vehicles can be achieved,

alene ved brukerens bevegelser på kjøretøyet. I tilfeller hvor vektforskyvninger av denne type ikke kan gjennomføres i ønsket utstrekning, kan styringssystemet ved en modifisert utførelse som også kan innrettes for valgfri inn og utkopling, til styring ved hjelp av en styrestang eller lignende, eller ved hjelp av en annen mekanisk, hydraulisk eller pneumatisk metode. solely by the user's movements on the vehicle. In cases where weight shifts of this type cannot be carried out to the desired extent, the steering system can be modified in a modified version that can also be arranged for optional engagement and disengagement, for steering by means of a control rod or the like, or by means of another mechanical, hydraulic or pneumatic method.

Disse fordeler oppnås ved styringssystemet ifølge oppfinnelsen med de i kravene anførte trekk. These advantages are achieved by the control system according to the invention with the features listed in the claims.

Ulike bruksområder for styringssystemet ifølge oppfinnelsen er beskrevet i det etterfølgende i sammenheng med tegningen hvor fig. 1 skjematisk viser styringssystemets prinsipp, fig. 2 i perspektiv viser styringssystemet innebygget i et kjøretøy med et fremre og et bakre hjul, fig. 3-5 viser styringssystemet i forbindelse med en rulleskøyte, med styring bak, foran, og foran og bak. Fig. 6 viser styringssystemet i forbindelse med en rulleskøyte i prinsipp sett nedenfra, fig. 7 viser rulleskøyten på fig. 6 sett fra siden, fig. 8a-d viser ulike muligheter for utnyttelse av styringssystemet ifølge oppfinnelsen i sammenheng med seildrevne fartøyer på landjor-den, fig. 9 viser mer detaljert innretningen på fig. 8a, fig. 10 viser i perspektiv en mulig utforming av innretningen på fig. 2, fig. 11 viser i sideriss en utførelse av oppfinnelsen med kjøreelementer i form av belter, fig. 12 viser innretningen på fig. 11 sett fra undersiden, fig. 13 viser i perspektiv nedenfra innretningen på fig. 7, fig. 14 viser en skateboard med styringssystemet ifølge oppfinnelsen, sett fra siden, fig. 15 viser en skiboard ved styringssystemet ifølge oppfinnelsen, sett fra siden og fig. 16 viser skjematisk og i perspektiv en utførelse av en snescooter med styringssystemet ifølge oppfinnelsen. Various areas of use for the control system according to the invention are described below in connection with the drawing where fig. 1 schematically shows the principle of the control system, fig. 2 in perspective shows the steering system built into a vehicle with a front and a rear wheel, fig. 3-5 show the steering system in connection with a roller skate, with rear, front, and front and rear steering. Fig. 6 shows the control system in connection with a roller skate in principle seen from below, fig. 7 shows the roller skate in fig. 6 seen from the side, fig. 8a-d show various possibilities for utilizing the control system according to the invention in connection with sail-powered vessels on land, fig. 9 shows in more detail the device in fig. 8a, fig. 10 shows in perspective a possible design of the device in fig. 2, fig. 11 shows in side view an embodiment of the invention with driving elements in the form of belts, fig. 12 shows the device in fig. 11 seen from the underside, fig. 13 shows in perspective from below the device in fig. 7, fig. 14 shows a skateboard with the control system according to the invention, seen from the side, fig. 15 shows a ski board with the control system according to the invention, seen from the side and fig. 16 shows schematically and in perspective an embodiment of a snowmobile with the control system according to the invention.

Hensiktsmessig bruk av styringssystemet ifølge oppfinnelsen kan oppnås når styringssystemet påvirker et kjøretøys fremre kjøreelement, bakre kjøreelement eller fremre og bakre kjøreelementer, slik det fremgår av fig. 3-5. Kjøreelementene kan være hjul, ruller, valser, belter, remmer, ski eller lignende, slik det fremgår av fig. 2, 6, 8, 11, 15 og 16. Appropriate use of the steering system according to the invention can be achieved when the steering system affects a vehicle's front driving element, rear driving element or front and rear driving elements, as can be seen from fig. 3-5. The driving elements can be wheels, rollers, rollers, belts, belts, skis or the like, as can be seen from fig. 2, 6, 8, 11, 15 and 16.

Styringssystemets prinsipp fremgår især av fig. 1 og spesielt i sammenheng med fig. 2. Kjøretøyet 3 som kan ha ulike utforminger, som vist på figurene, eksempelvis et skateboards plate, en rulleskøytes underdel etc. Til kjøre-tøyets 3 underside er festet et kjøreelement 1 dreibart om en vertikal akse i et dreielager 10. En styrearm 5 er forbundet med kjøreelementet 1 slik at en dreiing av styrearmen 5 gir en tilsvarende dreiing av kjøreelementet 1. Et styrekjøreelement 2 er anordnet på hver side av kjøretøyets midtplan og i avstand fra dette. Styrekjøreelementene 2 er forbundet med hverandre med en tverrgående aksel 8 og presses med fjæranordninger 6 ned mot underlaget 11. Den langsgående aksel 7 er fortrinnsvis anordnet nærmere underlaget 11 enn styrearmen 5. En dreiearm 9 er i en ende festet til den langsgående aksel 7 og dens andre ende er vertikalt forskyvbart leddforbundet med styrearmens 5 utragende ende. En dreiing av den langsgående aksel 7 vil således dreie dreiearmen 9 som via leddforbindelsen, eller den fleksible forbindelse, vil dreie likeledes styrearmens 5 utragende ende ut fra kjøretøyets 3 midtplan og dermed også innstille kjøreelementet 1 i vinkel i forhold til kjøretøyets lengderetning. The principle of the control system can be seen in particular from fig. 1 and especially in connection with fig. 2. The vehicle 3 which can have different designs, as shown in the figures, for example a skateboard's plate, the lower part of a roller skate, etc. Attached to the underside of the vehicle 3 is a driving element 1 rotatable about a vertical axis in a pivot bearing 10. A control arm 5 is connected to the driving element 1 so that a rotation of the steering arm 5 results in a corresponding rotation of the driving element 1. A steering driving element 2 is arranged on each side of the vehicle's center plane and at a distance from it. The steering drive elements 2 are connected to each other with a transverse shaft 8 and are pressed by spring devices 6 down against the base 11. The longitudinal shaft 7 is preferably arranged closer to the base 11 than the control arm 5. A pivot arm 9 is attached at one end to the longitudinal shaft 7 and its other end is vertically displaceably articulated with the projecting end of the control arm 5. A rotation of the longitudinal shaft 7 will thus turn the pivot arm 9 which, via the joint connection, or the flexible connection, will likewise turn the projecting end of the steering arm 5 from the center plane of the vehicle 3 and thus also set the driving element 1 at an angle in relation to the longitudinal direction of the vehicle.

Styrekjøreelementene 2 kan være dreibart festet til den tverrgående aksel 8 som er forbundet med den langsgående aksel 7, direkte som vist på fig. 1, eller indirekte som vist på fig. 2. I begge tilfeller kan styrekjøreelementene 2 ved hensiktsmessige fjærer 6 beveges vertikalt i forhold til kjøretøyet 3 for på denne måte med sikkerhet å ligge an mot underlaget 11 og også å kunne oppta høydeforskjeller som måtte oppstå ved skråstilling av kjøretøyet 3, avhengig av de kjøreelementer 1 som benyttes. The steering drive elements 2 can be rotatably attached to the transverse shaft 8 which is connected to the longitudinal shaft 7, directly as shown in fig. 1, or indirectly as shown in fig. 2. In both cases, the steering driving elements 2 can be moved vertically with appropriate springs 6 in relation to the vehicle 3 in order in this way to safely rest against the base 11 and also to be able to accommodate height differences that may occur when the vehicle 3 is tilted, depending on the driving elements 1 which is used.

Ved at kjøretøyet 3 av brukerens vektforskyvning bringes til en skråstilling i forhold til det vertikale plan, vil dreielagret 10 likeledes beveges ut fra dette plan mens styrearmens 5 leddforbindelse med dreiearmen 9 vil medføre at kjøreelementet 1 dreies i forhold til kjøretøyets 3 lengderetning slik at kjøretøyet 3 vil bevege seg i en buet bane og i en sirkelbane dersom kjøretøyets 3 stilling holdes. Akselens 8 akse og kjøreelementets 1 akse vil skjære hverandre i sirkelens sentrum. As the vehicle 3 is brought to an inclined position in relation to the vertical plane by the user's weight shift, the pivot bearing 10 will likewise be moved out of this plane, while the steering arm 5 joint connection with the pivot arm 9 will cause the driving element 1 to be rotated in relation to the longitudinal direction of the vehicle 3 so that the vehicle 3 will move in a curved path and in a circular path if the vehicle's 3 position is held. The axis 8 of the axle and the axis 1 of the driving element will intersect in the center of the circle.

Dersom kjøretøyet har to styrbare kjøreelementer 1, et foran og et bak styrekjøreelementene 2, vil kjøreelementenes 1 bevegelser være symmetrisk om akselen 8 og også i dette tilfelle vil kjøreelementenes 1 akser og akselens 8 akse skjære hverandre i sirkelens sentrum. If the vehicle has two steerable driving elements 1, one in front and one behind the steering driving elements 2, the movements of the driving elements 1 will be symmetrical about the axle 8 and also in this case the axes of the driving elements 1 and the axis of the axle 8 will intersect in the center of the circle.

Fig. 2 viser et kjøretøy med fremre og bakre kjøreelementer 1 samt to styrekjøreelementer 2, hvor styringen kan gjennomføres ved vektforskyvning eller ved påvirkning av en styrespak 12. Den langsgående aksel 7 er dreibart opplagret til kjøretøyet 3 (ikke vist), men kan ved en egen låsespak 13 låses fast i nøytral stilling slik at brukeren ved vektforskyvning på kjøretøyet vil kunne oppnå styring på den ovenfor beskrevne måte. Ved frigjøring av låsespaken 13 vil imidlertid den langsgående aksel 7 være dreibar i forhold til kjøretøyet. Når brukeren påvirker styrespaken 12 mot eksempelvis venstre på fig. 2, vil dreiearmene 9 beveges mot høyre og samtidig føre styrearmene 5 mot høyre slik at det fremre kjøreelement 1 vendes mot venstre og det bakre kjøreelement mot høyre og kjøretøyet dermed vil svinge i en sirkelbane dersom styrespaken 12 holdes fast i denne stilling. Fig. 2 shows a vehicle with front and rear driving elements 1 and two steering driving elements 2, where the steering can be carried out by weight displacement or by the action of a control lever 12. The longitudinal axle 7 is rotatably supported to the vehicle 3 (not shown), but can by a separate locking lever 13 is locked in the neutral position so that the user will be able to control the vehicle in the manner described above when the weight shifts on the vehicle. When the locking lever 13 is released, however, the longitudinal axle 7 will be rotatable in relation to the vehicle. When the user influences the control lever 12 towards, for example, the left in fig. 2, the pivot arms 9 will be moved to the right and at the same time guide the control arms 5 to the right so that the front driving element 1 is turned to the left and the rear driving element to the right and the vehicle will thus turn in a circular path if the control lever 12 is held firmly in this position.

Fig. 3-5 viser rulleskøyter hvor hvert kjøreelement 1 kan bestå av ett eller to hjul. På fig. 3 er et fremre kjøreelement faststående, på fig. 4 er et bakre kjøreelement faststående, mens fig. 5 viser en utførelse hvor både fremre og bakre kjøreelement styres av styrekjøreelementene 2 på samme måte som ovenfor beskrevet. Fig. 3-5 shows roller skates where each driving element 1 can consist of one or two wheels. In fig. 3 is a front driving element fixed, in fig. 4, a rear driving element is fixed, while fig. 5 shows an embodiment where both the front and rear driving elements are controlled by the steering driving elements 2 in the same way as described above.

Som vist på fig. 6 og 7 kan styrekjøreelementene 2 utføres lik kjøreelementene 1. Som vist på fig. 7 er ved denne utførelse den langsgående aksel 7 ikke festet direkte til den tverrgående aksel 8, men til en vertikal dreiearms 9 øvre ende, mens den tverrgående aksel 8 er festet til dreiearmens 9 nedre ende. Dreiing av kjøreelementene 1 i forhold til kjøretøyet 3 vil imidlertid oppnås på samme måte som ovenfor beskrevet. Fig. 13 viser skjematisk og perspektivisk rulleskøyten på fig. 6 og 7. As shown in fig. 6 and 7, the steering driving elements 2 can be made similar to the driving elements 1. As shown in fig. 7, in this embodiment the longitudinal shaft 7 is not attached directly to the transverse shaft 8, but to the upper end of a vertical pivot arm 9, while the transverse shaft 8 is attached to the lower end of the pivot arm 9. Rotation of the driving elements 1 in relation to the vehicle 3 will, however, be achieved in the same way as described above. Fig. 13 shows schematically and in perspective the roller skate in fig. 6 and 7.

I overveiende del er rulleskøyter idag oppbygget med to rullepar som er slik opplagret med deres aksler i gummi-opphengninger av rullene tvinges til svinging ved skråstilling av foten. Med styringssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse foreligger mulighet til å benytte seks hjul som beskrevet ovenfor. I tillegg til flessporede utførelser foreligger imidlertid muligheten til en blanding med eksempelvis ,ett hjul foran eller bak. Most roller skates today are built with two pairs of rollers, which are thus stored with their axles in rubber suspensions, the rollers are forced to swing when the foot is tilted. With the steering system according to the present invention, it is possible to use six wheels as described above. In addition to multi-track designs, however, there is the possibility of a mixture with, for example, one wheel at the front or rear.

Styringssystemet ifølge oppfinnelsen gir muligheter innenfor flere bruksområder med kombinasjonen hjul, belter, meier etc, med ett eller to spor, med styring ved hjelp av en i styrespak eller kun ved vektforskyvning. Det vil således også foreligge rimelige enkle løsninger for funksjonshemmede for styring av av kjøretøyer med styresystemet ifølge oppfinnelsen. Imidlertid kan kjøretøyer med styresystemet ifølge oppfinnelsen bygges som beltekjøretøyer til meget lave kostnader, idet kjøretøyene er enkle å betjene og de også kan utføres som amfibiekonstruksjoner. I motsetning til kjente beltegående konstruksjoner hvor beltene utsettes for sterk slitasje ved manøvreringen, vil tilsvarende kjøretøyer oppbygget med styresystemet ifølge oppfinnelsen få en betydelig mindre The steering system according to the invention offers possibilities within several areas of use with the combination of wheels, belts, screed etc., with one or two tracks, with steering using a control lever or only by weight displacement. There will thus also be reasonably simple solutions for the disabled for controlling vehicles with the control system according to the invention. However, vehicles with the steering system according to the invention can be built as tracked vehicles at very low costs, since the vehicles are easy to operate and they can also be made as amphibious constructions. In contrast to known tracked constructions where the tracks are exposed to strong wear during manoeuvring, corresponding vehicles built with the steering system according to the invention will have a significantly smaller

slitasje, større kjøresikkerhet og manøvrerbarhet. wear, greater driving safety and manoeuvrability.

Fig. 8a og d og fig. 9 viser en mulig utforming av et seilbrett på hjul, oppbygget med styresystemet ifølge oppfinnelsen. På tilsvarende måte kan, som vist på fig. 8b, c og fig. 10 en strandseiler med fast mast bygges med det samme styrings-system. Fig. 11 og 12 viser den prinsippielle oppbygning av rulleski for utforkjøring hvor det idag benyttes fremre og bakre belter og hvor rulleskiene med styringssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse vil kunne bygges meget lave og på en enkel måte kunne styres ved tilsvarende plassering av brukerens vekt. Rulleskiene kan oppbygges som vist på fig. 12 med to parallelle belter, en foran og to parallele belter bak. Fig. 8a and d and fig. 9 shows a possible design of a sailboard on wheels, constructed with the control system according to the invention. In a similar way, as shown in fig. 8b, c and fig. 10 a shore sailer with a fixed mast is built with the same steering system. Fig. 11 and 12 show the principle structure of downhill roller skis where front and rear belts are currently used and where the roller skis with the control system according to the present invention can be built very low and can be controlled in a simple way by corresponding placement of the user's weight. The roller skis can be constructed as shown in fig. 12 with two parallel belts, one at the front and two parallel belts at the back.

Bruken av skateboards tiltar i vesentlig grad og fig. 14 viser en utførelse av skateboard med styringssystemet ifølge oppfinnelsen. Skateboardet kan utføres med to eller eventuelt tre ruller for kjøreelementene foran og bak og ellers tilsvarende det ovenfor beskrevne prinsipp. Kjente skateboards har akselopphengninger i fremre og bakre ende av fotplaten, noe som medfører fare for at brukeren, i et ønske om stor manøvrer-barhet, plasserer vekten på fremre eller bakre del av brettet og dermed foran eller bak skateboardets tverrgående midtlinje, noe som medfører en tydelig sikkerhetsrisiko. Ved bruk av skateboardstyringen ifølge oppfinnelsen, har brukeren fullsten-dig herredømme over skateboardets styring fra alle steder på skateboardet og faren for at brukeren dermed skal forflytte vekten til fremre eller bakre del av brettet minsker således da dette ikke bringer noen fordeler. På grunn av seks, ni hjul, oppnås en kurvesikkerhet spesielt da alle ruller beveges på bane med samme midtpunkt. Fig. 15 viser en monoski med fremre og bakre kjøreelementer 1 i form av ski eller meier og hvor likeledes styrekjøreelementene 2 er utformet som ski eller meier. Opplagring og virkemåte tilsvarer konstruksjonen på fig. 1. Fig. 16 viser prinsippet for oppbygning av en snescooter med drift i bakre kjøreelement 1 som er utformet med belte og en motor anordnet i beltets indre. Konstruksjonen er ellers oppbygget tilsvarende fig. 2, med mulighet til styring ved hjelp av en styrespak 12, eller, ved betjening av låse- The use of skateboards is increasing significantly and fig. 14 shows an embodiment of a skateboard with the control system according to the invention. The skateboard can be made with two or possibly three rollers for the driving elements at the front and back and otherwise corresponding to the principle described above. Known skateboards have axle suspensions at the front and rear end of the footplate, which entails the danger that the user, in a desire for great manoeuvrability, places the weight on the front or rear part of the board and thus in front of or behind the skateboard's transverse center line, which entails a clear security risk. When using the skateboard steering according to the invention, the user has complete control over the skateboard's steering from all places on the skateboard and the danger of the user thus transferring the weight to the front or rear part of the board is thus reduced as this does not bring any advantages. Due to six, nine wheels, a curve safety is achieved especially as all rollers move on a path with the same center point. Fig. 15 shows a monoski with front and rear driving elements 1 in the form of skis or skids and where the steering driving elements 2 are likewise designed as skis or skids. Storage and operation correspond to the construction in fig. 1. Fig. 16 shows the principle for building a snowmobile with operation in the rear driving element 1 which is designed with a belt and a motor arranged inside the belt. The construction is otherwise structured similarly to fig. 2, with the possibility of control using a control lever 12, or, by operating the locking

spaken 13, ved vektforskyvning. the lever 13, by weight displacement.

Claims

1. Control system for controlling driving element (1) in a vehicle (3), with front and rear driving elements (1), of which at least one is steerable, where each steerable driving element (1) is mounted rotatably about a vertical axis to the underside of the vehicle with a pivot bearing (10), CHARACTERIZED IN THAT steering driving elements (2) is arranged to be rotatable about a transverse axis and symmetrically to an axis common to the driving elements, through the vehicle's center line between the driving elements (1) and is arranged to, by vertical movement, influence a longitudinal axis (7) arranged in the longitudinal direction, between the driving elements (1), that an arm (5) is arranged closer to the underside of the vehicle (3) than the axis of rotation of the steering drive elements (2) and projects towards the steering drive elements (2), the outer end of the arm (5) having a flexible coupling (4) which is designed to bring the drive meant (1) to turn when the axis of the steering elements (2) is turned via a pivot arm (9) between the shaft (7) and the coupling (4), so that the drive element (1) turns a predetermined angle about the pivot bearing (10) when the vehicle (3) is inclined, depending on the axis position of the steering drive elements (2) and the influence of the pivot arm (9) on the arm (5) of the drive element (1), that the drive elements (1 ) and the axes of the steering driving elements (2) intersect in the center of the path the vehicle (3) moves and that the longitudinal axle (7) is firmly connected to an axle (8) for the steering driving elements (2) and the pivot arm (9) which affects the driving element ment's (1) arm (5), and that the steering elements (2) are spring-loaded on the vehicle (3).

2. Control system according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the coupling (4) allows vertical movement of the pivot arm (9) in relation to the arm (5) of the driving element (1).

3. Control system according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the longitudinal shaft (7) is flexibly connected to the outer end of the arm (5).

4. Steering system according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT each steering travel element (2) comprises a wheel and that all wheels are essentially the same size.

5. Steering system according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT each steering drive element (2) comprises a belt or a ski.

6. Steering system according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT each steering drive element (2) comprises a ski, scythe or the like.