DE20010056U1

DE20010056U1 - Fortbewegungsgerät mit Positionsstabilisator

Info

Publication number: DE20010056U1
Application number: DE20010056U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2010-06-06

Description

TIEDTKE - BÜHLING - KINNE & PARTNER(GbR)

Dipl.-Ing. Harro Tiedtke Dipl.-Chem. Gerhard Bühling Dipl.-Ing. Reinhard Kinne Dipl.-Ing. Hans-Bernd Pellmann Dipl.-Ing. Klaus Grams Dipl.-Ing. Aurel Vollnhals Dipl.-Ing. Thomas J.A. Leson Dipl.-Ing. Dr. Georgi Chivarov Dipl.-Ing. Matthias Grill Dipl.-Ing. Hans-Ludwig Trösch Dipl.-Ing. Alexander Kühn Dipl.-Chem. Dr. Andreas Oser Dipl.-Ing. Rainer Böckelen Dipl.-Ing. Olaf Ungerer Dipl.-Ing. Jürgen Feldmeier Dipl.-Ing. Stefan Klingele Dipl.-Chem. Stefan Bühling

5. Juni 2000

Michael Wörl

80807 München, Deutschland

DE 27059

FORTBEWEGUNGSGERÄT MIT POSITIONSSTABILISATOR

Deutsche Bank München Kto. 2861060 BLZ 700 70010 Telefon: +49 89 544690

Dresdner Bank München «to/3939 844 «BLZfOp 800.00 .: .··. .··. '."' ." '. ^eIeSTaX(GS): +49 89 532611

Postbank München Woj S7843 804 bB700 J00;80 : ; ; : :·".:". : Tel^ax(G3+G4): +49 89 5329095

DaWchi-Kangyo Bank München ktd.51042 «BLS 700 &Egr;07·00 ·.·..· ·..·...*·..· *..t-M^: postoffice@tbk-patent.de

Sanwa Bank Düsseldorf XIb. 500&Idigr;&Mgr;7 "BLZ 301 3ö> 00 Internet:. http://www.tbk-batent.de

_/18 Bavariaring 4-6, 80336 München

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fortbewegungsgerät, welches die Simulation eines dem Surfen ähnlichen Bewegungsablaufes ermöglicht.

Aus dem Stand der Technik gemäß den deutschen Gebrauchsmustern Nr. 29 720 773.6 und Nr. 29 910 061.08 sind Fortbewegungsgeräte dieser Gattung, sogenannte Wippsurfer, bekannt. Diese Wippsurfer sind in Form eines Einspurfahrzeugs ausgebildet und umfassen drei in einer'Linie hintereinander angeordnete Räder, von denen das mittlere Rad bezüglich der beiden äußeren Räder tiefer gelegt ist, so daß immer nur zwei Räder auf einem Untergrund aufliegen. Durch diese Ausgestaltung ist ein Hin- und Herkippen des Fahrzeuges vom vorderen Rad auf das hintere Rad mit dem mittleren Rad als Kipppunkt möglich, wenn der Fahrer seinen Schwerpunkt in Richtung des Fahrzeughecks verlagert. Das mittlere Rad kann dabei ein Antriebsrad . ■''■-,: darstellen, das beispielsweise über einen Wippantriebsmechanismus vom Fahrer angetrieben werden kann.

Zur Stabilisierung seiner Position auf dem Wippsurfer stehen dem Fahrer die Trittplatten bzw. Pedale sowie, falls vorhanden, ein Lenker des Wippsurfers zur Verfügung. Der Fahrer muß somit, ähnlich wie im Wiegetritt bei einem Fahrrad, in stehender Haltung eine Antriebskraft auf den Antriebsmechanismus des Wippsurfers aufbringen. Bedingt durch die stehende Haltung wird die Bein- und Fußmuskulatur des Fahrers kaum entlastet, während der auf den Antriebsmechanismus, d.h. auf eine Kurbel oder auf eine Wippe, aufzubringende Fußdruck relativ gering ist.

Speziell bei einem Wippantrieb ist die Kraftausübung des Fahrers auf die Wippe insbesondere dann schwierig, wenn aus einer beschleunigenden Fahrt heraus der Fahrer entgegen der Beschleunigungskraft in Fahrtrichtung wippen soll. In einem solchen Fall muß nämlich der Fahrer gegen die Beschleunigungskraft arbeiten, um die Wipp-Bewegung in

Fahrtrichtung durchzuführen. Dies ist anstrengend für den Fahrer und macht die Position des Fahrers instabil.

Angesichts dieser Problematik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das oben erwähnte Fortbewegungsgerät derart weiter zu entwickeln, daß die Fahrer-Position stabilisiert, und das Fortbewegungsgerät fahrtechnisch kontrollierbarer wird.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist das oben erwähnte Fortbewegungsgerät mit einer als ein Positionsstabilisator wirkenden Gegenstütze zur Abstützung des Fahrers ausgestattet, die dem Fahrer die Möglichkeit verschafft, sich während der Fahrt abzustützen und, geführt durch den Positionsstabilisator, seinen!Schwerpunkt ^! . : wahlweise ins Fahrzeugheck oder entgegengesetzt'kontrolliert' zu¹ verlagern, damit gegebenenfalls das Fortbewegungsgerät hin und her kippen kann.

Bevorzugt ist der Positionsstabilisator elastisch ausgebildet. Wenn somit vom Fahrer eine Vorspannkraft auf den Positionsstabilisator ausgeübt wird, beispielsweise indem sich der Fahrer vom Lenker wegdrückt, verstellt sich der Positionsstabilisator elastisch, wodurch sich automatisch auch der Schwerpunkt des Fahrers verlagert. Der elastische Positionsstabilisator stellt sich selbsttätig in seine Ausgangslage zurück, sobald die aufgebrachte Vorspannung wieder gelöst wird.

Insbesondere bei einem Wippantrieb kann der elastisch ausgebildete Positionsstabilisator aber auch dadurch mit einer Vorspannkraft beaufschlagt werden, daß die Vorspannkraft bei einer rückwärtigen Wippbewegung in Richtung des Fahrzeughecks unter Ausnutzung der Beschleunigung des Fahrzeugs eine

Vorspannkraft auf den Positionsstabilisator aufgebracht wird, welche Vorspannkraft eine vorwärts gerichtete Wippbewegung unterstützt, in der der Fahrer gegen die Beschleunigungskraft arbeiten muß.
5

In einer speziellen Ausgestaltung ist der Positionsstabilisator über eine Gegenstütze am Fahrzeug-Grundrahmen angelenkt, die wiederum auf einer elastischen Verstelleinrichtung abgestützt ist. Bei einer Kraftbeaufschlagung des Fahrers auf den Positionsstabilisator kann dieser somit entgegen der Federkraft der Verstelleinrichtung elastisch verstellt werden. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise eine Gasfeder sein, die eine an der Unterseite des Stabilisators angelenkte Stellstange hat, die in einen am Fahrzeugrahmen angelenkten Gasfeder-Kolben eintaucht.

In einer weiteren speziellen Ausgestaltung kann der Positionsstabilisator lediglich aus einer am Grundrahmen ■ ' befestigten federnden Kunststoff-Stange bestehen, an der sich der Fahrer abstützen kann.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wippsurfers mit einem Positionsstabilisator; und

Figur 2 eine Seitenansicht eine Wippsurfers, in dem der Antriebsmechanismus des in Figur 1 gezeigten Wippsurfers modifiziert worden ist.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Fortbewegungsgerät (nachstehend als Wippsurfer bezeichnet) gezeigt, der einen Fahrzeug-Grundrahmen 1 mit einem vorderen nach unten ausgebauchten Rohr 2 hat, an dessen vorderem Ende eine Lenkkopflagerbuchse 3 angeschweißt ist. In dieser Lenkkopflagerbuchse 3 ist eine Lenkerstange 4 drehbar gelagert,

an deren einem Ende sich ein Lenker 5 befindet und an deren anderem Ende ein manuell lenkbares Vorderrad 6 drehbar montiert ist. An dem hinteren Ende des vorderen Rohres 2 ist eine Lagerbuchse 7 für die Lagerung einer Antriebswelle 13 angeschweißt, an die wiederum ein Flachstahlrahmen 9 angeschweißt ist. Dieser Flachstahlrahmen 9 besteht aus zwei seitlich auseinander gebogenen Flachstählen 10, die in Fahrzeugquerrichtung voneinander parallel beabstandet sind.

An den hinteren freien Enden der beiden Flachstähle 10 ist eine Lagerbuchse 31 einer hinteren Antriebswelle 32 angeschweißt, an der ein hinteres Antriebszahnrad 25 montiert ist. An die Lagerbuchse 31 schließt sich ein hinteres, nach unten ausgebauchtes Rohr 16 an, an dessen hinterem freien Ende eine weitere im wesentlichen vertikal verlaufende Lenkkopflagerbuchse 17 zur Lagerung eines hinteren Rades 18 angeschweißt ist.

Damit das hintere Lenkrad 18 durch ein Lenkmanöver des vorderen Rades 6 mitgedreht wird und somit den gleichen Lenkwinkel

einnimmt, ist das hintere Lenkrad 18 über Bowdenzüge steuerbar. Für diesen Zweck ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen der Lenkstange 4 und dem hinteren Lenkrad 18 ein solcher Bowdenzug 8 zwischengeschaltet. 25

In einem Mittenabschnitt des Flachstahlrahmens 9 ist eine Radachse 19 montiert, welche ein großdurchmessriges Antriebsrad 20 trägt, das zwischen den beiden in Fahrzeugquerrichtung beabstandeten Flachstählen 10 einfügt ist. Im Anschluss an das Antriebsrad 20 hat die Radachse 19 an einer Endseite ein, in der Figur 1 nicht sichtbares Antriebsritzel mit einem Freilauf im Uhrzeigersinn, welches zwischen dem Antriebsrad 20 und einem Flachstahl 10 angeordnet ist.

Ferner haben die beiden vorderen und hinteren Beiräder 6, 18 einen kleineren Durchmesser als das Antriebsrad 20, wobei deren Radaufstandspektrum oberhalb dem des Antriebsrades 20 liegt.

• *

• · · t

Wie bereits oben erwähnt, ist in der an den vorderen Enden des Flachstahlrahmens 9 angeschweißten Lagerbuchse 7 die Antriebswelle 13 drehbar montiert, die an einem Ende ein großes Antriebszahnrad 21 trägt, welches über eine Kette 23 mit dem nicht gezeigten Antriebsritzel des Antriebsrades 20 wirkverbunden ist. An dem gegenüberliegenden Ende der Antriebswelle 13 ist zusätzlich ein kleines Antriebszahnrad 24 gelagert, derart, daß es in gleicher Drehrichtung (wirkende Kraftübertragung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn) wie das große Antriebszahnrad 21 arbeiten und über eine Kette 28 mit einem hinteren kleinen Antriebszahnrad 25 wirkverbunden ist, das an der hinteren Antriebswelle 32 drehfest montiert ist und gleich groß ist wie das vordere kleine Antriebszahnrad 24. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kette 28 durch einen, an einem Flachstahl 10 montierten Kettenspanner 34 geeignet vorgespannt.

Sowohl die vordere Antriebswelle 13 als auch die hintere Antriebswelle 32 sind mit einem Kurbelantrieb versehen. Genauer gesagt hat gemäß der Figur 1 die vordere Antriebswelle 13 an ihren beiden äußersten Enden drehfest montierte Kurbeln 26 und 27, die sich jeweils an das kleine Antriebszahnrad 24 sowie das große Antriebszahnrad 21 anschließen. An den freien Enden der Kurbeln 26, 27 sind eine Trittplatte bzw. ein Pedal 29, 30 montiert. Demgegenüber ist der Kurbelantrieb der hinteren Antriebswelle 32 nur mit einer drehfest mit der Antriebswelle 32 montierten Kurbel 33 (in Figur 1 die hintere rechte Kurbel) versehen, wobei die an die vordere rechte Kurbel 27 montierte Trittplatte 30 mit dem freien Ende der hinteren Kurbel 33 verbunden ist, so daß die in der Figur 1 hintere Kurbel 33 phasengleich mit der vorderen rechten Kurbel 27 dreht. Eine Verlängerung 35 der Trittplatte 30 erstreckt sich dabei über das freie Ende der hinteren Kurbel 33 hinaus und ist leicht nach oben gebogen.

Der erfindungsgemäße Wippsurfer ist weiterhin mit einer Gegenstütze 40 zur Abstützung eines Fahrers (nachstehend als Positionsstabilisator bezeichnet) ausgerüstet, an der sich der Fahrer in nahezu stehender Haltung, d.h. in seiner Fahrposition, abstützen kann. Der Zweck des Positionsstabilisators besteht darin, daß der Fahrer den Schwerpunkt des Wippsurfers kontrolliert verlagern kann, um das Fortbewegungsgerät hin und her zu kippen, und zugleich seine Bein- und Fußmuskulatur entlasten kann.

Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, geht der Positionsstabilisator 40 einstückig in eine am Grundrahmen 1 angelenkte Stütze 39 über, die wiederum an der Lagerbuchse 7 für die vordere Antriebswelle 13 angelenkt ist. Zur Verstellung seiner Position ist der Positionsstabilisator 40 ferner mit einer Verstelleinrichtung versehen, mit deren Hilfe der Positionsstabilisator 40 um seinen Anlenkpunkt schwenkbar und befestigbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinrichtung als eine Gasfeder 43 ausgebildet, die· eine Stellstange 41 hat, die über eine Lageröse 44 an der Unterseite des Positionsstabilisators angelenkt ist. Die Stellstange 41 ragt wiederum in einen Stellkolben 42 der Gasfeder 43, der am Grundrahmen 1, genauer gesagt an der Lagerbuchse 31 für das hintere Antriebszahnrad 25, schwenkbar angebracht ist.

Die Anlenkpunkte der Stütze 39 und des Stellkolbens 42 des Positionsstabilisators 40 am Grundrahmen 1 sind so ausgestaltet, daß dieser wahlweise auch vom Grundrahmen 1 abgenommen werden kann.

Wenn sich der Fahrer daher vom Lenker 5 wegdrückt, kann eine zusätzliche Kraft auf den elastisch abgestützten Positionsstabilisator 40 ausgeübt werden, so daß entsprechend die Stellstange 41 entgegen der Federkraft der Gasfeder 43 in den Stellkolben 42 eintaucht und der Positionsstabilisator um seinen Anlenkpunkt verschwenkt wird. Hieraus ergibt sich die erwünschte Schwerpunktsverlagerung des Fahrers in Richtung auf

das Fahrzeugheck, so daß der Wippsurfer auf das Hinterrad 18 in seinen Surfmodus kippen kann. Umgekehrt kann bei Wegfall der
Vorspannkraft, d.h. der Fahrer drückt sich nicht mehr vom
Lenker 5 weg, der Positionsstabilisator 40 wieder in seine
Ausgangslage zurückgestellt werden.

Die Wirkungsweise des Positionsstabilisators 40 im Fahrbetrieb ist nachstehend erläutert:

In einem normalen Fahrbetrieb, d.h. eine Fahrt auf den vorderen beiden Rädern 6 und 20, ist der Positionsstabilisator 40 derart eingestellt, dass sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs zwischen dem vorderen Rad 6 und dem Antriebsrad 20 befindet. In diesem Fall kann der Wippsurfers als normaler Roller unter Anwendung des vorderen Kurbelantriebs (d.h. die Kurbeln 26 und 27)

verwendet werden, wonach ein Fuß des Fahrers auf dem Pedal 29 und der andere Fuß auf der Trittplatte 30 platziert ist. Will der auf dem Positionsstabilisator 40 abgestützte Fahrer von
diesem Normalbetrieb in einen Surfmodus übergehen, d.h. vom

vorderen Lenkrad 6 über das, den Kipppunkt darstellende

Antriebsrad 20 auf das hintere Lenkrad 18 kippen, so drückt er sich, wie bereits oben beschrieben, vom Lenker 5 weg, wodurch der Schwerpunkt des Wippsurfers zwischen das Antriebsrad 20 und das hintere Lenkrad 18 verlagert wird und sich der erwünschte Surfmodus einstellt.

Der Positionsstabilisator kann über den gesamten Federweg der Gasfeder 43 bis maximal zum Anschlag der Gasfeder 43 verstellt werden, wodurch Körperverlagerungen in Richtung des

Heckbereiches des Wippsurfers durch den Aktionsradius der
Gasfeder 43 beschränkt sind. Aufgrund dieser Beschränkung
können unbeabsichtigte oder extreme Körperverlagerungen des
Fahrers, die zu einer instabilen Fahrerposition führen,
vermieden werden.

Die durch den Positionsstabilisator 40 verschaffte Abstützung für den Fahrer verbessert daher das Handling des Fahrzeugs und

entlastet gleichzeitig den Fahrer. Darüber hinaus kann der Fahrer nicht nur über den Lenker 5 und die Trittplatte 30 bzw. das Pedal 29, sondern auch über den erfindungsgemäßen Positionsstabilisator 40 Einfluss auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs nehmen, so daß die Fahrsicherheit beträchtlich erhöht wird.

Bei Bedarf kann der Positionsstabilisator 40 auch eingeklappt oder gänzlich vom Grundrahmen 1 abgenommen werden, so daß der Fahrer den Wippsurfer alternativ auch in einer ungestützten stehenden Haltung betreiben kann.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 gleicht grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß auf eine ausführliche Beschreibung der Bauteile, die denen des ersten Ausführungsbeispiels gleichen, verzichtet wird. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist allerdings die in der Figur 2 gezeigte vordere rechte Kurbel 27 nicht über die- Trittplatte 30 mit der hinteren Kurbel 33 verbunden, sondern haben gemäß Figur 2 sowohl die linke hintere als auch die linke vordere Kurbel 27 und 33 jeweils ein eigenes Pedal 36 und 37. Eine weitere Modifikation gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel betrifft die Kettenführung der Kette 28 zwischen dem vorderen kleinen Antriebszahnrad 24 und dem hinteren kleinen Antriebszahnrad 25: Wie in Figur 2 dargestellt, verläuft nämlich die Kette 28 geschwungen in Form einer "Acht" zwischen dem vorderen kleinen Antriebszahnrad 21 und dem hinteren kleinen Antriebszahnrad 25, während die in der Figur gezeigte hintere rechte Kurbel 33 gegenüber der vorderen linken Kurbel 26 um 180° phasenversetzt ist.

Mittels dieser Wirkverbindung der Kette 28 zwischen dem vorderen und hinteren kleinen Antriebszahnrädern 24, 25 kann der im folgenden beschriebene Wippantrieb des Fahrzeugs erzielt werden, wonach der Fahrer mit einem Fuß auf dem in der Figur vorderen linken Pedal 29 und mit dem anderen Fuß auf dem hinteren rechten Pedal 37 platziert ist. Ausgehend von dem in

: :9

Figur 2 gezeigten oberen Totpunkt der vorderen linken Kurbel 26 kann nunmehr die Kurbel 26 in Antriebsrichtung im Gegenuhrzeigersinn in einer 180°-Drehung, d.h. in einer ersten Wipp-Bewegung, zu ihrem unteren Totpunkt gedrückt werden, wodurch eine Antriebskraft von der Kurbel 26 auf das kleine Antriebszahnrad 24 ausgeübt wird. Zugleich wird in dieser ersten Wipp-Bewegung aufgrund der besonderen Kettenführung der Kette 28 die hintere rechte Kurbel 33 im Uhrzeigersinn von ihrem, in der Figur gezeigten unteren Totpunkt um 180° in ihren oberen Totpunkt gebracht. In einer darauffolgenden zweiten Wipp-Bewegung kann sodann die in ihrem oberen Totpunkt befindliche Kurbel 33 vom Fahrer in einer weiteren 180°-Drehung im Uhrzeigersinn wieder in ihren unteren Totpunkt gedrückt werden, wodurch eine Antriebskraft von der hinteren Kurbel 33 über die Kette 28 auf das vordere kleine Antriebzahnrad 24 übertragen wird. Gleichzeitig wird während dieser zweiten Wipp-Bewegung die vordere linke Kurbel 26 von ihrem unteren Totpunkt wieder in ihren oberen Totpunkt gebracht, woraufhin der Antrieb mittels der ersten Wipp-Bewegung fortgesetzt werden kann.

Claims

1. Fortbewegungsgerät in Form eines Einspurfahrzeugs, mit drei in einer Linie hintereinander angeordneten Rädern (6, 20, 18), von denen das mittlere Rad (20) bezüglich der beiden äußeren Räder (6, 18) tiefer gelegt ist, so daß immer nur zwei Räder auf einem Untergrund aufliegen und ein Hin- und Herkippen des Fahrzeugs vom vorderen Rad (6) auf das hintere Rad (18) um das mittlere Rad (20) ermöglicht ist, gekennzeichnet durch eine als Positionsstabilisator wirkende Gegenstütze (40), an der ein Fahrer abstützbar ist und die zur Schwerpunktsverlagerung des Fahrers bewegbar ist, um das Hin- und Herkippen des Fahrzeugs zu ermöglichen.

2. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze (40) als Sattel ausgebildet ist, dessen Sattelstütze (39) an einem Grundrahmen (1) des Fahrzeugs angelenkt ist.

3. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze (40) eine Verstelleinrichtung (43) aufweist, mit der die Gegenstütze (40) bei Kraftbeaufschlagung durch den Fahrer verstellbar ist.

4. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (43) als eine zwischen der Gegenstütze (40) und dem Grundrahmen (1) angeordnete elastische Abstützung ausgebildet ist.

5. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützung eine Gasfeder ist.

6. Fortbewegungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze eine am Fahrzeuggrundrahmen (1) befestigte, biegeelastische Stange, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, ist.

7. Fortbewegungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze auf den Grundrahmen (1) klappbar ist.

8. Fortbewegungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze von dem Grundrahmen (1) abnehmbar ist.

9. Fortbewegungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstütze (40) in einer bestimmbaren Position feststellbar ist.

10. Fortbewegungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Antriebsmechanismus, der als Kurbelantrieb mit zwei Pedalen ausgebildet ist.