[0001] Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für Sport- und Freizeitzwecke, insbesondere zur
Benutzung durch Personen für Berghangabfahrten.
[0002] Bekannte einrädrige Fahrzeuge, auch Einräder genannt, stützen sich über das Fahrwerk
in der Regel mittels luftgestützter Räder am Untergrund bzw. der Fahrbahn ab. Üblicherweise
ist am Fahrwerk ein Sitz zur Aufnahme einer Person angebracht, wobei der Antrieb,
Bremswirkung sowie das Gleichgewicht um die Rotationsachse des Rades mittels fußbetätigtem
Kurbelantrieb erzielt wird. Ausführungen mit separater handbetätigter Bremseinrichtung
sind ebenfalls bekannt. Das einzige bekannte antriebslose einrädrige Fahrzeug auch
"impossible wheel" genannt weist ein einziges, ungebremstes Rad auf, an dessen Drehachse
mittels einer geeigneten Lagerung eine Personenaufnahme in Form von zwei Standflächen
angebracht ist.
[0003] Bei den bekannten einrädrigen Fahrzeugen besteht ein Nachteil darin, dass diese um
die Rotationsachse des Rades instabil sind und nur durch aktive Betätigung des Kurbelantriebes
und/oder Gewichtsverlagerung im Gleichgewicht gehalten werden können. Insbesondere
für schnellere Bergabfahrten sind diese einrädrigen Fahrzeuge wenig geeignet. Bei
Betätigung einer ggf. vorhandenen handbetätigten Bremseinrichtung muss immer durch
aktive Gewichtsverlagerung dem Bremsmoment entgegengewirkt werden um einen Sturz zu
vermeiden. Im Falle des "impossible wheel" ist sogar nur eine kurze extrem labile
Fahrt möglich.
[0004] Außerdem ist ein zweirädriges, angetriebenes Fahrzeug "Sagway" bekannt, bei dem die
Räder nebeneinander angeordnet sind und eine Person dazwischen auf einer Standfläche
steht. Dieses Fahrzeug wird jedoch durch eine elektronische Regelung im Gleichgewicht
gehalten und ist durch den Antrieb schwer und unhandlich.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein antriebsloses Fahrzeug bereitzustellen,
das bei Bergabfahrten eine erzielbare Eigenstabilität durch Schwerpunktverlagerung
um die Rotationsachse des Rades und damit eine höhere Fahrstabilität aufweist.
[0006] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0007] Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ein antriebsloses Fahrwerk zur Fortbewegung des
Fahrzeugs und einer Personenaufnahme auf, wobei das Fahrwerk vorzugsweise nur ein
einziges Rad 2 aufweist. Ferner verfügt das Fahrwerk über eine Bremseinrichtung 6,
die auf das Rad 2 wirkt und gleichzeitig die Gleichgewichtslage des Fahrzeugs inklusive
der fahrenden Person um die Rotationsachse des Rades 2 stabilisiert. Zur Aufnahme
einer Person dienen vorzugsweise zwei Standflächen 7. Bei einer Weiterbildung der
Erfindung umfasst das Fahrzeug zwei Fahrwerke mit einer dazwischen liegenden Personenstandfläche
7.
[0008] Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 wenigstens ein antriebsloses
Fahrwerk mit einem einzigen auf den Untergrund aufliegendem Rad 2, einem Gehäuse 3
mit wenigstens einer an diesem angeordneten Personenstandfläche 7 und mit einer Bremseinrichtung
6 auf, wobei das Rad 2 durch auf seiner Innenseite angeordnete Rollen 4, 5 drehbar
gelagert ist. Bei diesen Rollen handelt es sich um wenigstens eine im wesentlichen
das Gewicht der fahrenden Person aufnehmende, Last tragende Rolle 4 sowie um wenigstens
eine Führungsrolle 5. Vorzugweise ist die Bremseinrichtung 6 zum Abbremsen und/oder
zum Stabilisieren des Fahrzeugs am Gehäuse 3 befestigt.
[0009] Diese Bremseinrichtung 6 wirkt vorzugsweise von der Innenseite des Rades 2 aus auf
den Felgenabschnitt 8 des Rades 2 und ist so ausgeführt, dass sie die Gleichgewichtslage
des Fahrzeugs 10 inklusive der fahrenden Person um die Rotationsachse des Fahrzeugs
10 stabilisiert und zwar in der Weise, dass die Bremseinrichtung 6 des Fahrzeugs 10
abhängig von der Kipplage des Fahrzeugs 10 an der Innenseite des Felgenabschnitts
8 des Rades angreift. So wird eine Bremswirkung erzeugt, die stets der Kipplage des
Fahrzeugs 10 entgegenwirkt, wobei die Bremseinrichtung 6 so ausgeführt ist, dass die
Bremskraft beim Kippen des Fahrzeugs nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung
verstärkt wird, und entsprechend beim Kippen des Fahrzeugs nach vorne, also in Fahrtrichtung
reduziert wird.
[0010] Erfindungsgemäß ist unter einem antriebslosen Fahrwerk ein solches Fahrzeug zu verstehen,
das keinen Antriebsstrang der üblicherweise beispielsweise durch eine Motor-Getriebe-Kombination
wie auch durch einen fußbetätigten Kurbeltrieb realisierbar ist, aufweist. Für den
Antrieb nutzt das erfindungsgemäße Fahrzeug eine parallel zum Bergabhang wirkende
Komponente der Gewichtskraft, die das erfindungsgemäße Fahrzeug beschleunigt. Erfindungsgemäß
ermöglicht das Fahrzeug, dass die fahrende Person auf den am Gehäuse 3 angebrachten
Standflächen 7 stehend, bei Bergabfahrten die Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs
durch einfache Gewichtsverlagerung nach vorne bzw. nach hinten steuern kann. Durch
die im vorigen Absatz beschriebene Lagerung wird die Bremseinrichtung 6 bei Gewichtsverlagerung
nach vorne gelöst und das erfindungsgemäße Fahrzeug beschleunigt. Bei Gewichtsverlagerung
nach hinten greift die Bremseinrichtung 6 und das Fahrzeug verzögert. Da die Trägheit
der fahrenden Person und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs beim Bremsvorgang ein die
Bremseinrichtung 6 lösendes Drehmoment auf das Fahrzeug ausübt, ergibt sich eine die
Fahrt stabilisierende Wirkung.
[0011] Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass das Fahrzeug 10 durch die Wahl
nur eines einzigen Rades und die einfache Anordnung der Komponenten sehr kompakt,
Platz sparend und mit geringem Gewicht ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht den
einfachen Transport in Tragetaschen, Rucksäcken o.ä. an den Einsatzort, der sich üblicherweise
auf oder an Bergen befindet.
[0012] Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass für die Stabilisierung des Gleichgewichts
keine elektrischen und/oder elektronischen Komponenten notwendig sind, die ein höheres
Gewicht des Fahrzeugs 10 bewirken würden und zudem störanfällig sind. Das erfindungsgemäße
Fahrzeug erfordert rein mechanische Komponenten und wird dadurch sehr robust gegen
äußere Einflüsse wie Witterung, Erschütterungen und Krafteinwirkung.
[0013] Die seitliche Stabilität des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 ergibt sich während der
Fahrt durch die wirkenden Kreiselkräfte wie vom Fahrrad oder Motorrad her bekannt.
Die Kurvenfahrt des erfindungsgemäßen Fahrzeugs wird durch einfache seitliche Gewichtsverlagerung
erreicht, wodurch sich ebenfalls wie vom Fahrrad her bekannt das Rad 2 in die gewünschte
Richtung dreht und so die Kurvenfahrt einleitet.
[0014] Unter Personenstandfläche im Sinne der vorliegenden Erfindungen werden Vorrichtungen
verstanden, welche dazu geeignet sind, dass sich eine Person darauf stellen kann.
Dies umfasst sowohl fest installierte Vorrichtung sowie ansteckbare, mittels entsprechender
Gelenke klappbare oder ausziehbare Vorrichtungen.
[0015] Unter Rad im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein kreisrundes Element verstanden,
welche sich um eine Rotationsachse drehen kann. Ein Rad im Sinne der Vorliegenden
Erfindung setzt sich aus einem Felgenabschnitt, kurz Felge, sowie einem Reifenabschnitt,
kurz Reifen zusammen. Diese beiden Abschnitte können im Sinne der vorliegenden Erfindung
in einem einzigen Element verwirklich sein oder aber einzelne Komponenten darstellen,
die zusammengesetzt das Rad ergeben.
[0016] Unter Reifen im Sinne der vorliegenden Erfindung wir die Lauffläche des Rades, also
der Bereich des Rades, welcher mit dem Untergrund in Kontakt tritt verstanden. Der
Reifen kann den äußeren Abschnitt des Rades bilden. Unter Felge im Sinne der vorliegenden
Erfindung wird der innere Abschnitt des Rades verstanden, über welchen die Verbindung
des Rades zum Rest des Fahrzeuges erfolgt, wobei diese Verbindung die Drehung das
Rades um seine Rotationsachse und damit bezüglich des restlichen Fahrzeugs ermöglicht.
Die Felge kann sowohl als frei tragender Ring ausgestaltet sein als auch mit zusätzlichen
Komponenten wie Speichen oder einer Scheibe, wodurch der Verbindungsbereich für die
Verbindung mit dem Rest des Fahrzeuges variiert werden kann.
[0017] Unter Bremseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
verstanden, welche geeignet ist, die Geschwindigkeit der Drehung des Rades um seine
Rotationsachse zu reduzieren, also die Bewegung des Fahrzeugs zu verzögern. Darüber
hinaus wird die Bremseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung auch zur Stabilisation
des Fahrzeugs verwendet.
[0018] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 weist die wenigstens eine Bremseinrichtung 6 wenigstens einen Bremskörper auf,
wobei dieser Bremskörper an der Felge 8 des Rades 2 in Fahrtrichtung hinter der wenigstens
einen Last tragenden Rolle 4 angeordnet ist.
[0019] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform sind die wenigstens eine Bremseinrichtung
6 und die wenigstens eine Last tragende Rolle 4 in der unteren Hälfte des Rades 2
angeordnet und wirken auf die Innenseite der Felge 8.
[0020] Weitere bevorzugten Ausführungsformen betreffen die Ausgestaltung der Felge 8. Diese
weist entweder nach innen überstehende Ränder auf, die zur seitlichen Führung in Kontakt
mit der wenigstens einen Last tragenden Rolle, der wenigstens einen Führungsrolle
und dem wenigstens einen Bremskörper stehen, oder die Felge weist eine konkave oder
konvexe Kontur auf, welche zu seitlichen Führung in Kontakt mit der wenigstens einen
Last tragenden Rolle, der wenigstens einen Führungsrolle und dem wenigstens einen
Bremskörper stehen, oder die Felge ist so gestaltet, dass sie zur seitlichen Führung
in gleitendem Kontakt mit dem Gehäuse steht.
[0021] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungemäßen Fahrzeugs 10
ist zwischen der wenigstens einen Last tragenden Rolle 4, der wenigstens einen Führungsrolle
5 und der wenigstens einen Bremseinrichtung 6 im unbelasteten Zustand des Fahrzeugs
ein nahezu reibungsfreier Minimalspalt zur Felge vorhanden.
[0022] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 umgibt das Gehäuse 3 das Rad 2 sowie die Rollen 4, 5 und die wenigstens eine Bremseinrichtung
6.
[0023] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 bilden die wenigstens eine Last tragende Rolle 4 und die wenigstens eine Führungsrolle
5 mit der Rotationsachse des Rades 2 einen in Fahrtrichtung geöffneten Winkel von
kleiner oder gleich 180°, oder alternativ dazu weisen die wenigstens eine Last tragende
Rolle 4 und die wenigstens eine Führungsrolle 5 eine elastische Verbindung zum Gehäuse
3 auf, um in beiden Fällen eine Kippebewegung des Rades 2 relativ zum Gehäuse 3 um
die wenigstens eine Last tragende Rolle 4 in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung
zu ermöglichen.
[0024] Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 ist das Rad 2 als Scheiben- oder Speichenrad ausgeführt, welches über eine mechanische
oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse gebremst wird, wobei die mechanische
oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse über einen Bremshebel betätigbar ist,
welcher an wenigstens einer Standfläche 7 angeordnet ist und durch Gewichtsverlagerung
des Fahrers nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung, betätigt wird.
[0025] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 weist die Bremseinrichtung 6 einen bogenförmigen, innen an der Felge 8 anliegenden
Bremsbelag 17 auf, wobei eine erste Seite des Bremsbelags 17 nahe hinter der Last
tragenden Rolle 4 drehbar mit dem Gehäuse 3 verbunden ist und eine zweite Seite des
Bremsbelags 17 weiter hinten durch ein elastische Element 26 gegen die Felge 8 gedrückt
wird, so dass sich eine von der Kipplage des Gehäuses 3 relativ zum Rad 2 abhängige
Position des Kontaktpunktes bzw. der Kontaktfläche 28 zwischen Felge 8 und Bremsbelag
17 ergibt.
[0026] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
10 weist diese zwei nebeneinander angeordnete Fahrwerke der erfindungsgemäßen Art
auf, welche mit einer Standfläche 20 zur Aufnahme einer Person gelenkig oder elastisch
miteinander verbunden sind.
[0027] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den
Ansprüchen. Es zeigt:
- Fig.1
- ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer prinzipiellen Schnittansicht
längs der Linie A-A der Fig. 2;
- Fig.2
- eine Frontalansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs gemäß Fig. 1;
- Fig.3
- einen Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 1, wobei die Schnittebene senkrecht zur
Zeichenebene der Fig. 1 und durch die gedachte senkrechte Mittellinie der Fig. 1 verläuft;
- Fig.4
- eine seitliche Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs inklusive einer
Person, wobei sich das Fahrzeug mit der Person in Stillstand auf waagerechtem oder
geneigtem Untergrund befindet;
- Fig.5
- eine Prinzipdarstellung gemäß Fig.4, wobei sich das Fahrzeug mit der Person in der
Beschleunigungsphase befindet;
- Fig.6
- eine Prinzipdarstellung gemäß Fig.4, wobei sich das Fahrzeug mit der Person in der
Verzögerungsphase bzw. Bremsphase befindet;
- Fig.7
- eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit zwei nebeneinander liegenden Fahrwerken,
die mit einer Standfläche zur Aufnahme einer Person miteinander verbunden sind;
- Fig.8
- eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die innen liegende Lagerung und
Bremseinrichtung durch eine mechanische oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse
ausgeführt ist;
- Fig.9
- eine Ausführungsform der Bremseinrichtung bei schwacher Bremswirkung links und bei
starker Bremswirkung rechts.
[0028] In den Figuren sind gleiche oder sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
[0029] Das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 besteht aus wenigstens einem antriebslosen Fahrwerk
zur Fortbewegung des Fahrzeugs 10 und einer Personenaufnahme, wobei das Fahrwerk vorzugsweise
nur ein einziges Rad 2 aufweist. Ferner umfasst das Fahrwerk eine Bremseinrichtung
6, die auf das Rad 2 wirkt und gleichzeitig die Gleichgewichtslage des Fahrzeugs inklusive
der fahrenden Person um die Rotationsachse des Rades 2 stabilisiert. Zur Aufnahme
einer Person dienen vorzugsweise zwei Standflächen 7. Eine Weiterbildung der Erfindung
umfasst zwei Fahrwerke mit einer dazwischen liegenden Standfläche 7.
[0030] Vorteilhafterweise wird die Lagerung des Rades 2 und die Bremseinrichtung 6 auf der
Innenseite des Rades 2 angebracht. Die Lagerung des Rades 2 erfolgt dabei nicht wie
üblich über Speichen, eine Nabe und eine feste Achse, sondern über Rollen 4, 5, die
auf der Innenseite des speichenlosen Rades 2 laufen, insbesondere eine Last tragende
Rolle 4 und wenigstens eine Führungsrolle 5. Seitlich des Rades 2 verlaufen Gehäusewände,
in denen die Rollen 4, 5 drehbar gelagert sind. Die wenigstens eine Führungsrolle
5 ist so angeordnet, dass das Gehäuse 3 um die unten liegende Last tragende Rolle
4 relativ zum Rad 2 gekippt werden kann. Durch dieses Verkippen kommt der ebenfalls
am Gehäuse 3 hinter der Last tragenden Rolle 4 angebrachte Bremsklotz mit Bremsbelag
in Kontakt mit der Innenseite des Rades und bewirkt dadurch eine Verzögerung des erfindungsgemäßen
Fahrzeugs.
[0031] Das Fahrzeug 10 gemäß Fig. 1 verfügt über ein antriebsloses Fahrwerk, das zur Fortbewegung
des Fahrzeugs 10 dient. Das Fahrwerk umfasst ein einziges Rad 2, ein Gehäuse 3 zur
Befestigung aller Komponenten sowie innerhalb des Gehäuses 3 und des Rades 2 die Lagerung
des Rades 2, bestehend aus wenigstens einer Last tragenden Rolle 4, wenigstens einer
Führungsrolle 5 und wenigstens einer Bremseinrichtung 6. Die wenigstens eine Last
tragende Rolle 4, die wenigstens eine Führungsrolle 5 und die wenigstens eine Bremseinrichtung
6 sind mit dem Gehäuse 3 fest verbunden, wobei die Last tragende Rolle 4 und die Führungsrolle
5 um ihre Rotationsachsen drehbar gelagert sind. In Gebrauchsstellung sind bei einem
durch Eigengewicht und eine Person 15 belasteten Fahrzeug 10 die Last tragende Rolle
4 und die Bremseinrichtung 6 im unteren Bereich des Gehäuses 3 und des Rades 2 angebracht,
während die Führungsrolle 5 oberhalb dieser Komponenten angeordnet ist. Die Bremseinrichtung
6 liegt in Fahrtrichtung hinter der Last tragenden Rolle 4 und weist bei unbelastetem
sowie im Stillstand befindlichem Fahrzeug 10 keinen oder nur einen geringen Spalt
zum Rad 2 bzw. dessen Innenseite auf.
[0032] Bei dieser Anordnung ermöglichen die Last tragende Rolle 4 und die Führungsrolle
5 die Drehbarkeit des Rades 2 um seine Rotationsachse 12. Dabei erlaubt die Anordnung
der Last tragenden Rolle 4 und der Führungsrolle 5 ein geringes Verkippen des Gehäuses
3 relativ zum Rad 2 entgegen der Fahrtrichtung . Bei aufrechtem und durch das Eigengewicht
sowie eine Person 15 belastetem Fahrzeug 10 bewegt sich die Gesamtschwerpunktsachse
16 von der Drehachse 13.2 der Last tragenden Rolle 4 nach hinten weg. Die in Fahrtrichtung
hinter der Lasttragenden Rolle 4 liegende Bremseinrichtung 6 wird dabei mit zunehmendem
Kippwinkel relativ zum Rad 2 zunehmend gegen die Felge des Rades 2 gedrückt und bewirkt
die erwünschte Bremskraft. Die Führungsrolle 5 gewährleisten dabei den geraden Lauf
des Rades 2 und verhindern ein Herausspringen des Rades 2 aus der Lagerung.
[0033] Fig. 2 zeigt die Frontalansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 in aufrechter
Fahrposition. Innerhalb des Gehäuses 3 ist das Rad 2 mit der oben beschriebenen Lagerung
geführt. Seitlich am Gehäuse 3 sind Standflächen 7 zur Aufnahme einer Person angebracht.
Zur kompakteren und Platz sparenden Konfiguration, beispielsweise zum leichteren Transport,
sind die Standflächen 7 über Scharniere 14 am Gehäuse 3 befestigt. Das Gehäuse 3 dient
außerdem dem Schutz der Person vor Kontakt mit dem Rad 2 und damit vor Verletzungen
oder Verschmutzung. Das Gehäuse 3 hat einen ausreichend Abstand zum Untergrund 11,
um einen Kontakt zwischen Gehäuse 3 mit Standflächen 7 und Untergrund 11 und damit
unerwünschtes Fahrverhalten zu vermeiden. Bei Verlust der Gleichgewichtslage kann
die Person wegen der tiefen Lage der Standflächen 7 ohne Gefahr leicht absteigen.
Außerdem kann die Formgebung des Gehäuses 3 ergonomisch gestaltet sein, um ein angenehmeres
und besseres Fahrverhalten zu realisieren.
[0034] Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das Fahrzeug 10 sowie eine Ansicht auf
die Lagerung des Rades mit der Last tragenden Rolle 4 und der Führungsrolle 5. Beispielsweise
ist hier ein luftgestütztes Rad mit Felge 8 und Reifen 9 dargestellt. Die Innenseite
des Rades oder der Felge 8 ist dabei gleichzeitig Lauffläche für die Last tragende
Rolle und die Führungsrolle sowie die dahinter liegende und nicht dargestellte Kontakt-
und Bremsfläche der Bremseinrichtung 6.
[0035] Außerdem realisiert die Innenkontur des Rades oder der Felge 8 eine seitliche Führung
des Rades mit Hilfe der Last tragenden Rolle 4, der Führungsrolle 5 und der Bremseinrichtung
6.
[0036] Fig. 4, 5 und 6 sind schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10
mit einer dieses benutzenden Person 15 in Seitenansicht. Zum besseren Verständnis
der Funktionsweise der Erfindung wurde der Detaillierungsgrad der Fig. 4, 5 und 6
reduziert.
[0037] Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 mit einer Person 15 im Stillstand auf
waagerechtem oder geneigtem Untergrund 11. Der Gesamtschwerpunkt 16 von Fahrzeug 10
und Person 15 befindet sich über der Auflagefläche 19 vom Rad 2 auf dem Untergrund
11 und ungefähr mittig zwischen der Last tragenden Rolle und der Bremseinrichtung
6. Die Gewichtskraft von Fahrzeug 10 und Person 15 verteilt sich somit auf die Last
tragende Rolle 4 und die Bremseinrichtung 6, welche sich am Rad 2 und somit am Untergrund
11 abstützen. In dieser unbewegten Konfiguration befindet sich das Gesamtsystem, das
sich aus Fahrzeug 10 sowie Person 15 zusammensetzt, im labilen Gleichgewicht. Da keine
stabilisierenden Kräfte und Momente wirken, würde das Gesamtsystem bei Störungen von
außen um den Auflagepunkt kippen.
[0038] Fig. 5 zeigt das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 mit einer Person 15 in der Beschleunigungsphase
auf geneigtem Untergrund. Der Gesamtschwerpunkt 16 von Fahrzeug 10 und Person 15 liegt
vor der Auflagefläche 19 vom Rad 2 auf dem Untergrund 11. Die Gewichtskraft von Fahrzeug
10 und Person 15 verteilt sich somit stärker auf die Last tragende Rolle 4 und weniger
auf die Bremseinrichtung 6, wodurch die Bremskraft nachlässt und das Fahrzeug 10 mit
der Person 15 nach vorne, hangabwärts zu rollen beginnt.
[0039] Fig. 6 zeigt das erfindungsgemäße Fahrzeug 10 mit einer Person 15 in der Verzögerungsphase
auf geneigtem Untergrund. Der Gesamtschwerpunkt 16 von Fahrzeug und Person 15 befindet
sich hinter der Auflagefläche 19 vom Rad 2 auf dem Untergrund 11. Die Gewichtskraft
von Fahrzeug 10 und Person 15 verteilt sich somit stärker auf die Bremseinrichtung
6 und weniger auf die Last tragende Rolle 4, wodurch die Bremskraft zunimmt und das
Fahrzeug 10 mit der Person 15 abgebremst wird.
[0040] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit zwei
nebeneinander liegenden Fahrwerken, die mit einer Standfläche 20 zur Aufnahme einer
Person miteinander verbunden sind. Die Funktionsweise ist dabei grundsätzlich identisch
zum oben beschriebenen Fahrzeug, nur dass sich das Gewicht der Person hier auf zwei
Räder verteilt und so eine größere seitliche Stabilität gegeben ist. Eine Kurvenfahrt
wird dadurch ermöglicht, dass die Standfläche elastisch oder mit wenigstens einem
Gelenk ausgeführt ist, und somit unterschiedliche Bremskräfte auf die beiden Räder
ermöglicht.
[0041] Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, bei dem
die innen liegende Lagerung und Bremseinrichtung durch eine mechanische oder hydraulische
Scheiben- oder Felgenbremse ausgeführt ist. Hierbei kommt ein Scheiben- oder Speichenrad
2.1 zum Einsatz, an dessen Achse 25 seitlich je ein Gestell 21 mit den Standflächen
7 angebracht ist. Außerdem ist an der Nabe des Rades 2 eine Bremsscheibe 24 drehfest
montiert, auf die die Bremseinrichtung 6 wirkt. Abweichend von der Darstellung kann
der als Bremsfläche dienende Rand weiter außen liegen und dem Felgenlauf entsprechen.
Am hinteren Teil wenigstens einer Standfläche 7 befindet sich ein Hebelmechanismus
22, der über mechanische oder hydraulische Kraftübertragung z.B. Hydraulikleitung
23 die Bremseinrichtung 6 betätigt. Das zugrunde liegende Funktionsprinzip dieser
Ausführungsform ist sehr ähnlich zu dem der anderen Ausführungsformen, insbesondere
dadurch, dass Beschleunigung, Verzögerung und Fahrstabilität durch einfache Gewichtsverlagerung
nach vorn oder hinten erreicht wird wodurch sich automatisch das Gewicht der Person
von der Standfläche auf den Bremsmechanismus oder umgekehrt verteilt und so die Bremskraft
erhöht oder verringert wird.
[0042] Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Bremseinrichtung 6, die derart gestaltet ist,
dass die Fahreigenschaften des Freizeitfahrzeuges positiv beeinflusst werden, z.B.
zur Vermeidung von Fahrwerksschwingungen. Dies wird durch eine beweglich mit dem Gehäuse
verbundene Bremseinrichtung erreicht. Dabei weist die Bremseinrichtung einen bogenförmigen,
innen an der Felge 8 anliegenden Bremsbelag 17 auf, wobei eine erste, vordere Seite
des Bremsbelags 6 nahe hinter der Last tragenden Rolle 4 drehbar mittels eines Lagers
27 mit dem Gehäuse 3 verbunden ist und eine zweite, hintere Seite des Bremsbelags
17 weiter hinten durch ein elastisches Element 26 gegen die Felge 8 gedrückt wird.
Das elastische Element kann z.B. durch eine Feder, einen Druckluftzylinder oder ein
Polymerkissen gebildet sein und stützt sich am Gehäuse ab.
[0043] Abhängig von der Kipplage des Gehäuses 3 relativ zum Rad 2 ergibt sich so eine Position
des Kontaktpunktes 28 zwischen Felge 8 und Bremsbelag 17, die sich bei geringer Bremswirkung
weiter entfernt von der Last tragenden Rolle 4 befindet, also näher zur hinteren Seite
des Bremsbelags 17, und bei starker Bremswirkung näher bei der Last tragenden Rolle
4 befindet, also näher zur vorderen Seite des Bremsbelags 17. Somit wandert der Kontakt-
bzw. Reibepunkt 28 der Bremse in eine für die gewünschte Bremskraft jeweils günstige
Position und ermöglicht so eine schwingungsfreiere, stabile Fahrt bei geringer Bremswirkung
(Fig.9 links), sowie eine durch die Bauart bedingte maximale Bremskraftentfaltung
(Fig.9 rechts). Der Radius des bogenförmigen Bremsbelages 17 ist zweckmäßigerweise
kleiner oder gleich dem Innenradius der Felge, an dem er anliegt, um eine gleichmäßige,
stetige Verschiebung des Kontakt- bzw. Reibepunktes zu ermöglichen.
[0044] Das Prinzip einer derartigen Bremseinrichtung ähnelt dem einer Trommelbremse, jedoch
ergibt sich aufgrund der speziellen Lagerung die beschriebene Verlagerung des Kontaktpunktes
28. Außerdem existieren bei der beschriebenen Bremseinrichtung im Vergleich zu Trommelbremsen
keine aktiven mechanischen oder hydraulischen Komponenten zur Aktivierung der Bremse.
Anstatt einer mechanischen oder hydraulischen Komponente, die den Bremsbelag bei einer
Trommelbremse gegen die Trommel drückt, erfolgt das Anpressen des Bremsbelages 17
an die Felge 8 bei dieser Bremseinrichtung 6 einzig über die zunehmende Verlagerung
des Gewichtes des Fahrers und des Fahrzeugs von der Last tragenden Rolle 4 auf die
Bremseinrichtung 6.
[0045] Die das Gleichgewicht stabilisierende Wirkung des Fahrzeugs 10 kommt durch zwei unterschiedliche
Effekte zustande. Die seitliche Stabilität des erfindungsgemäßen Fahrzeugs wird durch
die vom Fahrrad bekannten Kreiseleffekte unterstützt. Die Stabilität gegen Kippen
des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kommt erst während der Fahrt zustande: Beim Kippen
nach hinten der Person auf dem erfindungsgemäßen Fahrzeugs erhöht sich sofort die
Bremskraft und die Trägheit der Person und des Fahrzeugs bewirkt ein Drehmoment um
den Auflagepunkt des Fahrzeugs auf dem Untergrund, das der Kippbewegung entgegenwirkt.
Umgekehrt bewirkt ein Kippen nach vorn eine Reduzierung der Bremskraft, wodurch das
Fahrzeug mit der Person in Hangrichtung beschleunigt. Die Trägheit von Fahrzeug und
Person bewirkt wiederum ein Drehmoment um den Auflagepunkt des Fahrzeugs auf dem Untergrund,
das der Kippbewegung entgegen wirkt.
[0046] Wie der Beschreibung und den Darstellungen in den Figuren zu entnehmen ist, sind
viele Ausführungsformen der Erfindung möglich. Damit ist die Erfindung nicht auf die
beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
[0047] Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet luftgefüllte
Reifen 9 für das Rad 2. Anstelle von luftgefüllten Reifen können jedoch auch Vollgummireifen,
Moosgummifüllungen, Kunststoffreifen, Metallreifen oder Reifen aus anderen Werkstoffen
zum Einsatz kommen.
[0048] Zur Kraftübertragung und beweglichen Lagerung des Rades 2 ist vereinfachend eine
Last tragende Rolle dargestellt und beschrieben. Anstelle einer einzelnen Last tragenden
Rolle können auch mehrere Rollen Anwendung finden. Außerdem können in anderen Ausführungsformen
die Last tragenden Rollen Feder-Dämpfer enthalten und/oder eine eigene Bremseinrichtung
aufweisen. Erfindungsgemäß können sowohl wälzgelagerte- wie auch gleitgelagerte Rollen
als Last tragende Rollen zum Einsatz kommen.
[0049] Zur Führung des Rades 2 ist vereinfachend eine Führungsrolle 5 dargestellt und beschrieben.
Die Führung des Rades 2 kann jedoch auch über mehrere Rollen oder Führungsschienen
an unterschiedlichen Positionen realisiert werden, die die beschriebene Funktion gewährleisten.
Außerdem kann die Führungsrolle oder das Führungssystem elastisch am Gehäuse angebracht
sein oder in Führungsschienen gelagert sein. Erfindungsgemäß können sowohl wälzgelagerte
wie auch gleitgelagerte Rollen als Führungsrollen zum Einsatz kommen. Zur seitlichen
Führung des Rades 2 kann ebenfalls eine Gleitführung zwischen der Felge 8 und einem
entsprechend eng toleriertem Teil des Gehäuses 3 Anwendung finden.
[0050] Die Bremseinrichtung 6 ist in dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgeführt, indem ein Bremskörper 17 auf die Innenseite der Felge 8 drückt und die
Bremskraft erzeugt. Andere Ausführungsformen der Erfindung können durch auswechselbare
Bremsbeläge, eine konturierte Kontaktfläche zwischen Felge 8 und Bremseinrichtung
6 zur Steigerung der Bremskraft, eine auf Feder-Dämpfer gelagerte Bremseinrichtung
6 zur Einstellung der Bremscharakteristik, oder mechanisch oder hydraulisch betätigte
Bremseinrichtungen 6 charakterisiert sein.
[0051] In dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein
einfaches Gehäuse mit metallischen Seitenwänden dargestellt, an denen die Komponenten
angebracht sind. Es ergeben sich jedoch für die Ausgestaltung des Gehäuses viele Gestaltungs-
und Realisierungsmöglichkeiten, die kaum alle beschrieben werden können. Das Gehäuse
kann aber beispielsweise auch als Gitterrahmen oder weitestgehend geschlossenes Gehäuse
ausgeführt werden. Weiterhin können Abdeckungen für den Transport vorgesehen sein.
Außerdem können die verschiedensten Werkstoffe wie Metalle, Kunststoffe, Leichtbauwerkstoffe,
Faserverbundwerkstoffe oder Holz zum Einsatz kommen. Die geometrische Gestaltung kann
ebenfalls weitere Funktionen wie eine ergonomische Formgebung, Anbringung weiterer
Komponenten wie Fangriemen oder Protektoren zur Vermeidung von Verlust oder Beschädigung,
Aerodynamik oder ansprechendes Design realisieren.
[0052] Die Personenaufnahme ist nicht auf eine stehende Körperhaltung ohne Beteiligung der
Hände beschränkt. Gleichfalls ist es möglich, dass der Fahrer durch eine geeignete
Personenaufnahme wie einem Sitz eine sitzende Position einnimmt. Außerdem ist die
Anbringung einer nach oben ragenden Verlängerung des Gehäuses, z.B. einer Haltestange,
möglich, um die Neigung des Fahrzeugs 10 und damit das Fahrverhalten mit einer Hand
oder beiden Händen zu beeinflussen. Alternativ kann eine Haltevorrichtung für Skistöcke
vorgesehen werden, die ohnehin häufig bei Bergtouren mitgeführt werden und als Haltestange
benutzt werden können.
1. Fahrzeug mit einem antriebslosen Fahrwerk für Sport- und Freizeitzwecke insbesondere
zur Nutzung für Hangabfahrten für Personen, wobei das Fahrwerk ein Gehäuse (3), vorzugsweise
ein einziges auf dem Untergrund (11) aufliegendes Rad (2), eine Personenstandfläche
(7) am Gehäuse (3) und wenigstens eine Bremseinrichtung (6) zum Abbremsen und Stabilisieren
des Fahrzeugs aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rad (2) durch auf der Innenseite der Felge (8) angeordnete Rollen, insbesondere
durch wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und wenigstens eine Führungsrolle (5)
drehbar gelagert ist, und
die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) vorzugsweise von der Innenseite des Rades
(2) aus auf dessen Felge (8) wirkt und die Gleichgewichtslage des Fahrzeugs (10) inklusive
der fahrenden Person (15) um die Rotationsachse (12) des Rades (2) derart stabilisiert,
dass die Bremseinrichtung (6) abhängig von der Kipplage des Fahrzeugs (10) eine Bremswirkung
erzeugt, die stets der Kippbewegung entgegen wirkt, wobei die Bremseinrichtung (6)
beim Kippen nach hinten, und zwar entgegen der Fahrtrichtung, die Bremskraft verstärkt
sowie beim Kippen nach vorne die Bremskraft reduziert.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) wenigstens einen Bremskörper (17) aufweist,
wobei der Bremskörper (17) an der Felge (8) in Fahrtrichtung hinter der Last tragenden
Rolle (4) angeordnet ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und die wenigstens eine Bremseinrichtung
(6) in der unteren Hälfte des Rades (2) angeordnet sind und auf die Innenseite der
Felge (8) einwirken.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Felge (8) nach innen überstehende Ränder (18) aufweist, die zur seitlichen Führung
in Kontakt mit der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der wenigstens einen
Führungsrolle (5) und dem wenigstens einen Bremskörper (17) stehen.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Felge (8) eine konkave oder konvexe Kontur aufweist, die zur seitlichen Führung
in Kontakt mit der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der wenigstens einen
Führungsrolle (5) und dem wenigstens einen Bremskörper (17) steht.
6. Fahrzeug nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Felge (8) zur seitlichen Führung in gleitendem Kontakt mit dem Gehäuse (3) steht.
7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
im unbelasteten Zustand zwischen der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der
wenigstens einen Führungsrolle (5) und der wenigstens einen Bremseinrichtung (6) innerhalb
der Felge (8) ein nahezu reibungsfreier Minimalspalt zur Felge (8) vorhanden ist.
8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (3), das Rad (2) sowie die Rollen (4, 5) und die Bremseinrichtung (6)
umgreift.
9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und die wenigstens eine Führungsrolle
(5) mit der Rotationsachse des Rades (2) einen in Fahrtrichtung geöffneten Winkel
von kleiner oder gleich 180° bilden, um eine Kippbewegung des Rades (2) relativ zum
Gehäuse (3) um die Last tragende Rolle (4) in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung
zu ermöglichen.
10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) oder die wenigstens eine Führungsrolle
(5) eine elastische Verbindung zum Gehäuse (3) aufweisen, um eine Kippbewegung des
Rades (2) relativ zum Gehäuse (3) um die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) in
Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung zu ermöglichen.
11. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rad (2) als Scheiben- oder Speichenrad ausgeführt ist, das über eine mechanische
oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse gebremst wird, die über einen an wenigstens
einer Standfläche (7) angeordneten Bremshebel (22), bei Gewichtsverlagerung des Fahrers
nach hinten, betätigbar ist.
12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) einen bogenförmigen, innen an der Felge (8)
anliegenden Bremsbelag (17) aufweist, wobei eine erste Seite des Bremsbelags (17)
hinter der Last tragenden Rolle (4) drehbar mit dem Gehäuse (3) verbunden ist und
eine zweite Seite des Bremsbelags (17) weiter hinten durch ein elastisches Element
(26) gegen die Felge (8) gedrückt wird, wodurch sich eine von der Kipplage des Gehäuses
(3) relativ zum Rad (2) abhängige Position des Kontaktpunktes (28) zwischen Felge
(8) und Bremsbelag (17) ergibt.
13. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Fahrwerke nebeneinander angeordnet und mit einer Standfläche (20) zur Aufnahme
einer Person gelenkig oder elastisch miteinander verbunden sind.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Fahrzeug mit einem antriebslosen Fahrwerk für Sport- und Freizeitzwecke insbesondere
zur Nutzung für Hangabfahrten für Personen, wobei das Fahrwerk ein Gehäuse (3), vorzugsweise
ein einziges auf dem Untergrund (11) aufliegendes Rad (2), eine Personenstandfläche
(7) am Gehäuse (3) und wenigstens eine Bremseinrichtung (6) zum Abbremsen und Stabilisieren
des Fahrzeugs aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rad (2) durch auf der Innenseite der Felge (8) angeordnete Rollen, insbesondere
durch wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und wenigstens eine Führungsrolle (5)
drehbar gelagert ist, und
die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) vorzugsweise von der Innenseite des Rades
(2) aus auf dessen Felge (8) wirkt und die Gleichgewichtslage des Fahrzeugs (10) inklusive
der fahrenden Person (15) um die Rotationsachse (12) des Rades (2) derart stabilisiert,
dass die Bremseinrichtung (6) abhängig von der Kipplage des Fahrzeugs (10) eine Bremswirkung
erzeugt, die stets der Kippbewegung entgegen wirkt, wobei die Bremseinrichtung (6)
beim Kippen nach hinten, und zwar entgegen der Fahrtrichtung, die Bremskraft verstärkt
sowie beim Kippen nach vorne die Bremskraft reduziert.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) wenigstens einen Bremskörper (17) aufweist,
wobei der Bremskörper (17) an der Felge (8) in Fahrtrichtung hinter der Last tragenden
Rolle (4) angeordnet ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und die wenigstens eine Bremseinrichtung
(6) in der unteren Hälfte des Rades (2) angeordnet sind und auf die Innenseite der
Felge (8) einwirken.
4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (8) nach innen überstehende Ränder (18) aufweist, die zur seitlichen Führung
in Kontakt mit der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der wenigstens einen
Führungsrolle (5) und dem wenigstens einen Bremskörper (17) stehen.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (8) eine konkave oder konvexe Kontur aufweist, die zur seitlichen Führung
in Kontakt mit der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der wenigstens einen
Führungsrolle (5) und dem wenigstens einen Bremskörper (17) steht.
6. Fahrzeug nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (8) zur seitlichen Führung in gleitendem Kontakt mit dem Gehäuse (3) steht.
7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im unbelasteten Zustand zwischen der wenigstens einen Last tragenden Rolle (4), der
wenigstens einen Führungsrolle (5) und der wenigstens einen Bremseinrichtung (6) innerhalb
der Felge (8) ein nahezu reibungsfreier Minimalspalt zur Felge (8) vorhanden ist.
8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (3), das Rad (2) sowie die Rollen (4, 5) und die Bremseinrichtung (6)
umgreift.
9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) und die wenigstens eine Führungsrolle
(5) mit der Rotationsachse des Rades (2) einen in Fahrtrichtung geöffneten Winkel
von kleiner oder gleich 180° bilden, um eine Kippbewegung des Rades (2) relativ zum
Gehäuse (3) um die Last tragende Rolle (4) in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung
zu ermöglichen.
10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) oder die wenigstens eine Führungsrolle
(5) eine elastische Verbindung zum Gehäuse (3) aufweisen, um eine Kippbewegung des
Rades (2) relativ zum Gehäuse (3) um die wenigstens eine Last tragende Rolle (4) in
Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung zu ermöglichen.
11. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (2) als Scheiben- oder Speichenrad ausgeführt ist, das über eine mechanische
oder hydraulische Scheiben- oder Felgenbremse gebremst wird, die über einen an wenigstens
einer Standfläche (7) angeordneten Bremshebel (22), bei Gewichtsverlagerung des Fahrers
nach hinten, betätigbar ist.
12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bremseinrichtung (6) einen bogenförmigen, innen an der Felge
(8) anliegenden Bremsbelag (17) aufweist, wobei eine erste Seite des Bremsbelags (17)
hinter der Last tragenden Rolle (4) drehbar mit dem Gehäuse (3) verbunden ist und
eine zweite Seite des Bremsbelags (17) weiter hinten durch ein elastisches Element
gegen die Felge (8) gedrückt wird, wodurch sich eine von der Kipplage des Gehäuses
(3) relativ zum Rad (2) abhängige Position des Kontaktpunktes zwischen Felge (8) und
Bremsbelag (17) ergibt.
13. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Fahrwerke nebeneinander angeordnet und mit einer Standfläche (20) zur Aufnahme
einer Person gelenkig oder elastisch miteinander verbunden sind.