DE19531253A1 - Fortbewegungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Menschen beherrschen bekanntlich nur zwei primäre Fortbewe­ gungsarten, nämlich Schwimmen und Laufen. Entsprechend dem Guinness-Buch der Rekorde 1994 liegt der in Nashville Tennessee/USA, 1990 von Tom Jager/USA über 50 m aufgestell­ te Schwimm-Weltrekord bei etwa 8,25 km/h, während der von Carel Lewis/USA 1991 in Tokyo/Japan aufgestellte Lauf-Welt­ rekord über 100 m einer Geschwindigkeit von 36,51 km/h ent­ spricht.

Da derartige Schwimm- und Laufgeschwindigkeiten keineswegs als sehr groß erscheinen, besteht seit jeher der Wunsch bei uns Menschen, unter Einsatz von technischen Geräten höhere Fortbewegungsgeschwindigkeiten erreichen zu können.

Tabellarisch ergibt sich dabei in etwa die folgende Situation:

Anhand obiger Tabelle ist sehr-gut erkennbar, daß der Wunsch des Menschen, auf ebenen Gelände unter Einsatz technischer Geräte und der eigenen Muskelkraft den Ge­ schwindigkeitswert von 100/h erreichen zu können, weit­ gehend utopisch erscheint. Allein unter Einsatz eines mit einer stromlinienförmigen Ummantelung versehenen Fahrrades konnte dieser Wert von Fred Marham am 11. Mai 1986 auf dem High Way 120 in Kalifornien auf einer 200 m-Strecke über­ boten werden, indem er damals eine Geschwindigkeit von 105,386 km/h erreichte.

Unter Berücksichtigung des bisher bekannten Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sehr einfach gebautes Fortbewegungsgerät zu schaffen, mit wel­ chem unter Verzicht auf eine stromlinienförmige Ummantelung auf ebenen Gelände mit Muskelkraft Fortbewegungsgeschwin­ digkeiten im Bereich von 100 km/h möglich erscheinen.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruch 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich an­ hand der Unteransprüche 2 bis 8.

Im Rahmen von Vorversuchen, welche auf einer 800 m-Leicht­ athletik-Bahn mit einem Teerbelag unter keineswegs opti­ malen Bedingungen durchgeführt wurden, konnte mit Hilfe des erfindungsgemäßen Fortbewegungsgerätes eine maximale Ge­ schwindigkeit von 86 km/h erzielt werden. Anhand dieses Umstandes ist erkennbar, daß bei Verwendung eines optimalen Geräts und günstigeren Bahnbedingungen kurzzeitig Fortbewegungs­ geschwindigkeiten von mehr als 100 km/h möglich erscheinen. Dies erscheint insoweit als sehr erstaunlich, weil der bisherige Geschwindigkeitsrekord mit einem Spezialfahrrad ohne aerodynamische Vollummantelung nur bei 71,29 km/h liegt. Anhand dieses Umstandes kann eigentlich nur ge­ schlossen werden, daß die bei einem Fahrrad zu erzielende Kraftumsetzung im Bereich der Tretpedale sehr zu wünschen übrigläßt, was wohl dadurch bedingt ist, daß eine optimale Kraftumsetzung nur dann zustande kommt, solange die Tret­ pedale eine in etwa horizontale Position einnehmen.

Im Vergleich zu einem Fahrrad mit einem Tretpedalantrieb zeichnet sich das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät da­ durch aus, daß im Rahmen eines stattfindenden Schlittschuh­ schritts über dem gesamten Bewegungsbereich der Beine hin­ weg ein im wesentlichen konstanter Vorantrieb der das je­ weilige Fortbewegungsgerät bedienenden Person zu erzielen ist. Als relativ günstig erweist sich dabei noch der Um­ stand, daß durch die Anordnung der Sohlen des Sportschuhs etwas unterhalb der Radachse in indirekter Weise eine Verlängerung der Beinlänge erreicht wird, was bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Fortbewegungsgerätes eine sehr große Schrittlänge zuläßt. Dies erweist sich auch im Vergleich dem Bewegungsablauf bei In-Line-Rollschuh- und Eisschnelläufern als sehr vorteilhaft, bei welchen nur in geringem Maße eine Schrittlängenvergrößerung zu erreichen ist.

Die vorliegende Erfindung soll nunmehr anhand eines Aus­ führungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der einen Hälfte eines Fortbewegungsgerätes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische An­ sicht von gewissen Teilen des Fortbewegungsgerätes von Fig. 1,

Fig. 3 die Darstellung einer Person, welche unbe­ weglich auf einem Fortbewegungsgerät gemäß Fig. 1 steht,

Fig. 4 eine seitliche Darstellung der in Fig. 3 dar­ gestellten Person bei Bewegung in der Fortbewegungsrichtung und

Fig. 5 eine Darstellung der in Fig. 3 dargestellten Position beim Abbremsen des Fortbewegungsgerätes.

Das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät besteht aus spie­ gelsymmetrisch ausgebildeten Geräteteilen, von welchen in Fig. 1 nur das linke Geräteteil 1 dargestellt ist. Dieses Geräteteil 1 besteht dabei aus einem gewöhnlichen Fahrrad­ rad 2, in dessen Nabe 3 unter Einsatz von entsprechenden Kugellagern eine entsprechende Achse 4 drehbar gelagert. An dieser Achse 4 ist unter Einsatz einer entsprechenden Mut­ ter ein Verbindungsbügel 5 befestigt, welcher nach unten hin in eine Bodenplatte übergeht, die mittels entspre­ chender Schrauben an der Sohle eines bis über den Knö­ chelbereich nach oben gezogenen, stiefelförmigen Sport­ schuhs 6 befestigt ist. Der Verbindungsbügel 5 ist dabei derart ausgebildet, daß die Sohle des Sportschuhs 6 etwas unterhalb der Achse 4 des Fahrradrades 2 zu liegen gelangt. Der Verbindungsbügel 5 ist fernerhin derart gebogen, daß die Achse 4 des Fahrradrades 2 einen gewissen Winkel gegen­ über der Sohle des Sportschuhs 6 einnimmt, so daß die mit dem Fußbodenbelag in Berührung gelangende Auflagefläche des Außenmantels 7 des Fahrradrades 2 genau in Verlängerung der Längsachse des jeweiligen Beines der das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät benutzenden Person liegt.

Auf der dem Sportschuh 6 zugekehrten Seite der Achse 4 des Fahrradrades 2 ist an der Nabe 3 ein Zahnrad 8 befestigt, in dessen Zähnen eine von einer Feder beaufschlagte Klinke 9 in Eingriff gelangt. Diese Klinke 9 ist dabei an einem nach oben geführten Ansatz 10 des Verbindungsbügels 5 der­ art gelagert, daß das Fahrradrad 2 entsprechend Fig. 1 nur im Uhrzeigersinn in Bezug auf den stationär gehaltenen Sportschuh 6 drehbar ist, während in entgegengesetzter Drehrichtung eine Rotationssperrung erfolgt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die den betreffenden Sport­ schuh 6 tragende Person im Rahmen einer normalen Gehbe­ wegung das jeweilige Bein in der Vorwärtsrichtung bewegen kann, was eine Drehung des Fahrrades 2 zuläßt, während bei einer Rückwärtsbewegung des Beines eine selbsttätige Sperrung stattfindet, so daß die betreffende Person sich gegenüber dem Fußbodenbelag abstoßen kann.

Der Verbindungsbügel 5 ist nach unten hin mit einem weite­ ren Ansatz 11 versehen, an welchem eine Längsstange 12 drehbar gelagert ist. An dem freien Ende dieser Längsstange 12 ist unter Einsatz einer Achse 13 ein relativ klein dimensioniertes Bremsrad 14 drehbar gelagert. Die Halterung des Bremsrades 14 mit Hilfe des Ansatzes 11 und der Längs­ stange 12 ist dabei derart gewählt, daß in der normalen Laufposition das Bremsrad 14 gegenüber dem Fahrradrad 2 frei drehbar ist. Beim Rückwärtsschwenken des Sportschuhs 6 wird das Bremsrad 14 jedoch in Richtung des äußeren Mantels 7 des Fahrradrades 2 gezogen, so daß es zu einer gegensei­ tigen Berührung zwischen diesen beiden Rädern 2 und 14 kommt, was aufgrund der gegenläufig bewegten Außenflächen zu einem entsprechenden Bremsvorgang führt.

Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der einzel­ nen Elemente des Verbindungsbügels 5, wobei allerdings in dieser Figur das Fahrradrad 2 mit seiner Nabe 3 und der darin gelagerten Achse 4 sowie das Bremsrad 14 mit seiner Achse 13 nicht dargestellt sind. Gemäß dieser Figur ist der Verbindungsbügel 5 zweiteilig ausgebildet, indem derselbe aus einem im wesentlichen vertikal verlaufenden Flachstab 15 und einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Boden­ platte 16 besteht. Sowohl der Flachstab 15 als auch die Bodenplatte 16 sind dabei mit je einer Verdickung 17 bzw. 18 versehen. Diese beiden Verdickungen 17 und 18 weisen jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung 19 auf, durch welche eine Schraube 20 hindurchgeführt ist, auf deren Ende eine Flügelmutter 21 aufschraubbar ist. Im Berührungsbereich der beiden Verdickungen 17 und 18 sind Rastelemente 22 und 23 vorgesehen, welche beim Festspannen der Flügelmutter 21 gegeneinander zum Verrasten gelangen, so daß auf diese Weise die Winkellage der im wesentlichen horizontal verlaufenden Bodenplatte 16 in Bezug auf den vertikal verlaufenden Flachstab 15 beliebig eingestellt werden kann.

Im oberen Bereich des Flachstabes 15 ist eine Bohrung 24 vorgesehen, durch welche die Achse 4 des Fahrradrades 2 hindurchgeführt ist, die mit Hilfe einer entsprechenden Mutter 25 zur Befestigung gelangt. Nach oben hin bildet dieser Flachstab 15 den bereits erwähnten Ansatz 10, durch welchen eine weitere Bohrung 26 hindurchgeführt ist. Mit Hilfe dieser Bohrung 26 erfolgt unter Einsatz einer Mutter 27 die Positionierung einer Schraube 28, auf deren Schaft die Klinke 9 schwenkbar gelagert ist. Diese Klinke 9 wird dabei mit Hilfe einer Feder 29 in Richtung der seitlich an der Nabe 3 des Fahrradrades 2 vorgesehenen Zahnrades 8 gedrückt.

Nach unten hin weist der Flachstab 15 den bereits erwähnten Ansatz 11 auf, durch welchen eine Bohrung 30 geführt ist. Unter Einsatz einer Schraube 31 und einer Mutter 32 erfolgt somit eine schwenkbare Lagerung der mit einer entsprechen­ den Bohrung 33 versehenen Längsstange 12. Im Bereich ihres freien Endes weist die Längsstange 12 eine weitere Bohrung 34 auf, durch welche die Achse 13 des Bremsrades 14 hin­ durchgeführt ist, wobei die Befestigung dieser Achse 13 mit Hilfe einer weiteren Mutter 35 erfolgt.

Anhand von Fig. 2 ist schließlich noch erkennbar, daß die Bodenplatte 16 mit entsprechenden Bohrungen 36 versehen ist, durch welche entsprechende Schrauben 37 geführt sind, mit denen die Bodenplatte 16 an der Sohle des Sportschuhs 6 befestigt ist.

Fig. 3 zeigt eine einen Sturzhelm 38, Ellenbogenschützer 39 sowie Schutzhandschuhe 40 tragende Person, welche auf dem erfindungsgemäßen Fortbewegungsgerät mit seinen beiden Geräteteilen 1 steht. Auch im Ruhezustand des Fortbewe­ gungsgerätes kann dabei eine stabile Position eingehalten werden, weil die Sohlen der Sportschuhe 6 unterhalb der Achsen 4 der beiden Fahrradräder 2 zu liegen gelangen. Durch eine geringfügige V-Stellung, d. h. Neigung der beiden Fahrradräder 2 in der Vorwärtsrichtung kann dabei erreicht werden, daß das Fortbewegungsgerät weder in der Vorwärts­ noch in der Rückwärtsrichtung rollt.

Wenn nun das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät in Betrieb genommen wird, dann muß gemäß Fig. 4 die das jeweilige Gerät bedienende Person in Längsrichtung verlaufende Schrittbewegungen durchführen. Während der Vorwärtsbewegung der Beine erfolgt dabei eine Freigabe der durch das Zahnrad 8 und die Klinke 9 gebildeten Rücklaufsperre, während bei einer nach hinten Bewegung der Beine eine Sperrung dieser Rücklaufsperre stattfindet, so daß sich die betreffende Person über das Fortbewegungsgerät hinweg am Erdboden ab­ stoßen kann. Bei Erreichung einer gewissen Geschwindigkeit geht dann die jeweilige Person, ähnlich wie ein Eis­ schnelläufer, in einen Grätschenschritt über, indem das jeweilige Fahrradrad 2 unter geringfügiger Schrägstellung nach außen gedrückt wird, was dem Fortbewegungsgerät den eigentlichen Vorschub in der Vorwärtsrichtung verleiht. Da bei Verwendung relativ groß dimensionierter Fahrradräder 2 der sich ergebende Rollwiderstand sehr klein gehalten wer­ den kann, lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gerätes sehr hohe Fortbewegungsgeschwindigkeiten in der Vorwärtsrichtung erzielen.

Eine Abbremsung des erfindungsgemäßen Fortbewegungsgerätes läßt sich auf dreierlei Weise erreichen:

• 1. Durch Rückwärtsschwenkung des Körpers, wodurch die je­ weiligen Bremsräder 14 in Berührung mit dem Außenmantel 7 des jeweiligen Fahrrades 2 gebracht werden, was gemäß Fig. 5 zu einer Abbremsung des Fortbewegungsgerätes führt.
• 2. V-förmige Schrägstellung der Fahrradräder 2 der beiden Geräteteile 1, wodurch die Fahrradräder 2 gegeneinander gedrückt werden, was ähnlich wie beim Eis lauf oder beim Skifahren zu einem Abbremsvorgang führt und
• 3. durch Hockestellung der das jeweilige Fortbewegungs­ gerät bedienenden Person können schließlich noch mit Hilfe der Schutzhandschuhe 40 die Außenmäntel der jeweiligen Fahrradräder 2 erfaßt werden, wodurch ebenfalls ein Abbremsvorgang zur Auslösung gelangt. In diesem Fall sollten die beiden Fahrradräder 2 in Form von Scheibenrädern ausgebildet sein, weil die sich ergebende Verletzungsgefahr der Finger an den Speichen der Fahrradräder 2 dadurch eliminiert wird.

Es ist einleuchtend, daß anstelle der in Fig. 1 dar­ gestellten Rücklaufsperre mit dem Zahnrad 8 und der Klinke 9 ebenfalls andere Rücklaufsperren, beispielsweise in Form von abgekapselten Klinkensperren oder eines rücklaufge­ sperrten Nadellagers verwendbar sind. Anstelle eines durch die Element 17 bis 23 gebildeten Schnellverschlusses können ebenfalls beliebige andere Schnellverschlüsse zum Einsatz gelangen, mit welchen eine möglichst rasch herzustellende, zuverlässig wirkende mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Sportschuh 6 und der Achse 4 des Fahrradrades 2 herstellbar ist. Aufgrund der erforderlichen Schrägstellung der beiden Fahrradräder 2 in bezug auf die Längsachse der Beine der betreffenden Person erscheint es schließlich noch zweckmäßig, wenn die beiden Fahrradräder 2 mit einer ent­ sprechend asymmetrisch ausgebildeten Felge und/oder einer entsprechend asymmetrisch ausgebildeten Lauffläche des Außenmantels 7 versehen sind.

Das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät läßt sich in vier verschiedenen Anwendungsbereichen zum Einsatz bringen:

• 1. Verwendung als Wettbewerbsgerät zur Erzielung möglichst hoher Fortbewegungsgeschwindigkeiten, welche oberhalb der Geschwindigkeiten von normalen Fahrrädern liegen. Bei einem derartigen Einsatz sollte das erfindungsge­ mäße Fortbewegungsgerät mit relativ groß dimen­ sionierten Fahrradrädern 2, vorzugsweise in Form von Scheibenrädern versehen sein, welche möglichst leicht gebaut sind und eine möglichst schmale Lauffläche aufweisen. Die dabei zum Einsatz gelangenden Außen­ mäntel 7 sollten dabei ein Längsrillenprofil aufweisen, um auf diese Weise bei geringem Rollwider­ stand hohe Querkräfte auf den Bodenbelag ausüben zu können. Auf das Vorsehen von besonderen Bremsrädern 14, kann in diesem Fall verzichtet werden, weil Profisport­ ler eine Abbremsung des Fortbewegungsgeräts auch auf andere Weise erreichen können.
• 2. Verwendung als interurbanes Transportmittel, um größere Strecken innerhalb von Städten mit geringen Anstren­ gungen überwinden zu können. Derartige Geräte sollten dabei mit etwas kleiner dimensionierten Fahrradrädern 2 und dickeren Außenmänteln 7 versehen sein, mit welchen Bodenunebenheiten stoßfreier überwunden werden können.
• 3. Verwendung als Fortbewegungsgerät in unwegsamem Ge­ lände, in welchem Fall sich die Möglichkeit ergibt, daß das erfindungsgemäße Fortbewegungsgerät gelegentlich nicht im rollenden Zustand, sondern in der Art eines Stelzengerätes zum Einsatz gelangt, um auf diese Weise Schlammpassagen und dgl. überwinden zu können. Das Fortbewegungsgerät sollte in diesem Fall mit Fahrrad­ rädern 2 versehen sein, welche relativ breite und dicke Außenmäntel 7 tragen. Diese Außenmäntel 7 sollten dar­ über hinaus noch in der Art eines Bergfahrrads mit einem dicken Stollenprofil versehen sein.
• 4. Verwendung als Fortbewegungsgerät am Strand, um bei­ spielsweise im Verbindung mit einem Rückensegel als Strandsegelgerät zum Einsatz zu gelangen.

Es ist einleuchtend, daß das erfindungsgemäße Fortbewe­ gungsgerät im Vergleich zu normalen Fahrrädern erhebliche Vorteile besitzt, weil auf diese Weise nicht nur höhere Geschwindigkeiten zu erzielen sind, sondern darüber hinaus auch noch die Möglichkeit besteht, daß das Fortbewegungs­ gerät bei Nichtgebrauch sehr leicht in dem Kofferraum eines Kraftfahrzeugs und/oder in der Wohnung des Benutzers unter­ gebracht werden kann, was bei normalen Fahrrädern nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich erscheint.

Claims (8)

1. Fortbewegungsgerät mit Hilfe von gummibereiften Rädern unter Einsatz der Muskelkraft des menschlichen Kör­ pers, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe aus zwei spiegelsymmetrisch ausgebildeten Geräteteilen (1) besteht, bei welchen jeweils ein einen Durchmesser im Bereich zwischen 20 und 80 cm aufweisendes Rad (2) mit Hilfe eines Verbindungsbügels (5) an der Außenseite eines bis über den Knöchelbereich hochgezogenen Sportschuhs (6) derart befestigt ist, daß die Sohlen­ fläche des Sportschuhs (6) unterhalb der Achse (4) des jeweiligen gummibereiften Rades (2) zu liegen gelangt, während das gummibereifte Rad (2) nach innen hin eine derartige Neigung aufweist, daß der Auflagepunkt des gummibereiften Rades (2) auf den Bodenbelag in etwa mit der nach unten verlängerten Längsachse der Beine der das Fortbewegungsgerät benutzenden Person zusammenfällt.

2. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 1, dadurch geken­ nzeichnet, daß die gummibereiften Räder (2) Fahr­ radräder, vorzugsweise verwindungsfreie Scheibenräder sind.

3. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummibereiften Räder (2) jeweils im Bereich der Nabe (3) eine Rücklauf­ sperre in Form einer Zahnkranzsperre (8,9) oder eines rücklaufgesperrten Nadellagers aufweisen.

4. Fortbewegungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gummibereiften Räder (2) eine die Schräglage kompensierende asymme­ trische Felge und/oder einen Außenmantel (7) mit einer entsprechend asymmetrisch ausgebildeten Lauffläche aufweisen.

5. Fortbewegungsgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innen- oder Außenseite der Nabe (3) des gummibereiften Rades (2) jeweils unter Einsatz einer Längsstange (12) ein freilaufendes Bremsrad (14) angelenkt ist, welches unter Einsatz einer Feder gegen den Bodenbelag gedrückt ist, und daß diese Längsstange (12) gegenüber der Nabe (3) des Fahrradrades (2) derart gelagert ist, daß bei einem kontrollierten Rückwärtsschwenken des Sportschuhs (6) die Lauf fläche des gummibereiften Rades (2) mit der Außenfläche des Bremsrades (14) in Berührung gelangt.

6. Fortbewegungsgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Verbindungsbügels (5) ein lösbarer Schnellverschluß (17-23) vorgesehen ist.

7. Fortbewegungsgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbügel (5) derart ausgebildet ist, daß der Abstand zwischen der Achse (4) des gummibereiften Rades (2) und der Sohle des Sportschuhs (6) und/oder die Schräglage der durch das gummibereifte Rad (2) gebildeten Ebene gegenüber der Längsachse des mensch­ lichen Beines einstellbar sind.

8. Fortbewegungsgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Ausrüstung zusätzlich noch ein Sturzhelm (38), Ellen­ bogenschützer (39), Bremshandschuhe (40) sowie even­ tuell noch Knieschutzelemente gehören.