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Die Erfindung betrifft ein motorisch betriebenes Einrad-Fahrzeug mit Elektroantrieb zur Fortbewegung von Personen.
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Motorische Einrad-Fahrzeuge sind bereits nach
EP 1 174 334 A2 und
WO 2009/120157 A1 bekannt. Bei allen motorisch betriebenen Einrad-Fahrzeugen und elektronischen Mobilitätshilfen wird meist nur in stehender oder sitzender Position des Fahrzeugführers gefahren. Längere Fahrten mit diesen Fahrzeugen sind für Beine, Arme und für den Rücken – wegen der einseitigen Körperhaltung beim Fahren – anstrengend. Deshalb muss der Fahrer in kürzeren Abständen Erholungspausen einlegen. Wegen der ungenügenden Längsstabilität haben besonders diese Fahrzeuge, bei höheren Geschwindigkeiten, ein unsicheres Bremsverhalten. Es ist somit nur eine geringe Reisegeschwindigkeit möglich. Die maximale Geschwindigkeit dieser Fahrzeuge liegt laut Herstellerangaben zwischen 6 km/h bis maximal 20 km/h. Bremsen kann der Fahrzeugführer bei solchen Fahrzeugen nur sehr eingeschränkt. Eine richtige Vollbremsung mit blockierendem Antriebsrad ist nicht möglich, weil das Fahrzeug dabei die Längsstabilität verliert und nach vorne umfällt. Bei diesen Fahrzeugen wird die Längsstabilität durch eine Neigungswinkelregelung in der Art eines inversen Pedales stabilisiert. Der Fahrer kann nur Geschwindigkeitsänderungen durch Verlagerung des Körperschwerpunktes erreichen. Zum Verringern der Geschwindigkeit lehnt sich der Fahrer zurück. Wenn eine starke Verminderung der Geschwindigkeit, zum Beispiel eine Vollbremsung auf Glatteis erforderlich ist, verliert das Antriebsrad die Bodenhaftung und das Fahrzeug fällt nach hinten um. Bei den zur Zeit bekannten Einrad-Fahrzeugen wird eine Vollbremsung nur dann möglich, wenn man vorher einen technischen Mehraufwand in Kauf nimmt und das Einrad-Fahrzeug umbaut. Zum Beispiel muss bei einem Modell ein zusätzlicher Wagen mit zwei Rädern und Bremsen hinten angehängt werden und die Inlineskates müssen ausgezogen werden. Der Fahrer muss somit auf den zusätzlichen Fahrspaß mit Inlineskates verzichten. Ein anderes Modell erfordert ein zusätzliches Vorderrad um gut abgebremst zu werden. Besonders bei den Einrad-Fahrzeugen muss darüber hinaus eine Querstabilität vorhanden sein, damit der Fahrer nicht nach rechts oder links umfällt. Diese Querstabilität wird nur sehr umständlich erreicht indem, ein genügend breiter und schlecht lenkbarer Reifen verwendet wird, ein spezieller Lenkmechanismus wie er in
WO 2009/120157 A1 beschrieben ist eingesetzt wird, oder der Fahrer vorher mit viel Trainingsaufwand die Balance verbessert. Aus der
US 4,456,089 ist ein motorisch betriebenes Einrad-Fahrzeug bekannt, das zwischen einer ziehenden Anordnung und einer schiebenden Anordnung eines Fahrers verlagert werden kann. Weitere Einrad-Fahrzeuge sind bekannt aus der
DE 100 43 857 A1 , der
WO 03/020381 A1 , der
WO 03/070338 A1 , der
AT 004 426 U1 und der
US 6,631,777 B1 .
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein motorisch betriebenes Einrad-Fahrzeug mit Elektroantrieb zur Fortbewegung von Personen zu schaffen, das mit angezogenen Inlineskates gefahren werden kann, das eine einseitige, ermüdende Körperhaltung bei längeren Fahrstrecken weitgehendst vermeidet, das gut abgebremst werden kann und deshalb auch höhere Reisegeschwindigkeiten ermöglicht.
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Außerdem soll der technische Aufwand zur Herstellung des Fahrzeugs möglichst gering sein.
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Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass ein motorisch betriebenes Einrad-Fahrzeug mit Elektroantrieb, von Personen mit angezogenen Inlineskates, in mindestens zwei Fahrpositionen abwechselnd gefahren werden kann. Wählt der Fahrer das Fahrzeug während der Fahrt in der Position zum Fahren als ”Schubmaschine” aus, so wird ihm ermöglicht, auf dem Einradsattel bequem Platz zu nehmen. Dadurch wird mehr Sicherheit gewährleistet als im Stehen, und der Fahrzeugführer kann schneller fahren und sicherer abbremsen. Das Einrad-Fahrzeug ist im Aufbau besonders einfach. Es werden fast ausschließlich Standardbauteile – mit nur leichten Abänderungen – verwendet. Deshalb ist auch eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich. Die zwei selbstjustierenden Oberschenkelauflagen verteilen die Kraft längs auf die beiden Oberschenkel. Durch die gewölbte Form der Oberschenkelauflagen entstehen zwei große Auflageflächen, wodurch der Anpressdruck, der vor allem beim Bremsen entsteht, auf ein Minimum reduziert wird. Die Anschläge an der Auflagestange verhindern ein vollständiges Umdrehen der Oberschenkelauflagen und halten diese in Position. Der Anschlag auf der rechten Seite bewirkt darüber hinaus, dass sich der Bremszug nicht in die Oberschenkelauflage verwickeln kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Patentansprüchen 2 bis 7 dargestellt. Der in zwei Stellungen arretierbare Handbremsgriff trägt dazu bei, dass der Handbremshebel in beiden Fahrpositionen optimal mit den Finger erreicht und betätigt werden kann. Der Einradsattel ist am hinteren Ende soweit nach oben gebogen, dass auch größere Personen mit langen Beinen – im Sitzen bei einer Vollbremsung mit den Inlineskates – nicht nach hinten vom Einradsattel abrutschen können. Der Zweibein-Fahrzeugständer ist so geometrisch am Vorbau angeordnet, dass er eine Doppelfunktion erhält. In ausgeklappter Stellung ermöglicht er das sichere Abstellen des Einrad-Fahrzeuges auf dem Antriebsrad beim Parken. In eingeklappter Stellung hebt er das Antriebsrad hinten vom Boden ab und dient somit als Montageständer z. B. beim Einstellen der Scheibenbremse. Das Antriebsrad, der Kettenantrieb und der separate Elektromotor können gemeinsam durch ein Antriebsrad mit Nabenmotor ersetzt werden. Durch diese Variante wird die Baugröße weiter verringert, das Gewicht weiter nach hinten verlagert und somit der Anpressdruck auf die Oberschenkel reduziert. Darüber hinaus wird der Verschleiß im Kettenantrieb dadurch vermieden und die Herstellung des Einrad-Fahrzeuges wesentlich vereinfacht. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Oberschenkelauflagen mit elastischen Dämpfern zu versehen, um Stöße noch besser zu absorbieren und den Fahrkomfort dadurch zu erhöhen. Bezüglich der Verkehrssicherheit des Einrad-Fahrzeuges ist außerdem vorgesehen, das Fahrzeug mit Reflektoren auszurüsten. Aufgrund von Geschwindigkeitsbeschränkungen in den einzelnen Ländern ist vorgesehen, das Einrad-Fahrzeug mit einem Codeschlüssel zu versehen, mit dem die maximale Fahrgeschwindigkeit entsprechend begrenzt werden kann. Für den universellen Einsatz des Einrad-Fahrzeuges, z. B. mit Schlittschuhen, Offroad- oder Inlineskates, ist vorgesehen, das Fahrzeug mit verschiedenen Reifen auszustatten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:
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1 das Einrad-Fahrzeug als ”Zugmaschine”
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2 das Einrad-Fahrzeug als ”Schubmaschine”
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3 eine Teilansicht des Einrad-Fahrzeuges als ”Schubmaschine” von vom
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4 das Einrad-Fahrzeug als ”Schubmaschine” in der Draufsicht
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5 die Seitenansicht des Einrad-Fahrzeuges als ”Schubmaschine” in der Parkposition
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6 die Seitenansicht des Einrad-Fahrzeuges als ”Schubmaschine” in der Montageposition
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7 Variante des Einrad-Fahrzeuges, mit integriertem Nabenmotor im Antriebsrad, als ”Schubmaschine” in der Draufsicht
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1 zeigt das Einrad-Fahrzeug im Einsatz als ”Zugmaschine”. Das Antriebsrad (1) ist in einem gabelförmigen Rahmen (2) auf einer Welle drehend gelagert angeordnet und wird über einen Kettenantrieb (3) mit dem Elektromotor (4), einschließlich Antriebselektronik (5) und Gasgriff (6) angetrieben. Die Geschwindigkeit des Antriebsrades (1) kann mit dem Gasgriff (6) variiert werden. Die Stromversorgung wird mittels eines elektrischen Energiespeichers (7), z. B. eines LiFePO4 Akkus, bewerkstelligt. Während der Fahrt wird durch Beschleunigung mittels des Gasgriffs (6) erreicht, dass die Geschwindigkeit des Antriebsrades in Fahrtrichtung (V1) größer als die Geschwindigkeit des Fahrers in Fahrtrichtung (V2) ist. Das Antriebsrad (1) kann deshalb durch die gespreizten Beine des Fahrers (16) nach vorne hindurch rollen. Somit wird das Einrad-Fahrzeug im Stehen als ”Zugmaschine” gefahren.
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2 zeigt das Einrad-Fahrzeug im Einsatz als ”Schubmaschine”. Wird während der Fahrt mit dem Einrad-Fahrzeug als ”Zugmaschine”, wie unter 1 beschrieben ist, die Geschwindigkeit des Antriebsrades in Fahrtrichtung (V1) mittels des Gasgriffs (6) oder des Handbremsgriffs (10) verringert, so dass die Geschwindigkeit des Antriebsrades in Fahrtrichtung (V1) kleiner als die Geschwindigkeit des Fahrers in Fahrtrichtung (V2) ist, so kann das Antriebsrad (1) durch die gespreizten Beine des Fahrers (16) nach hinten hindurch rollen. Jetzt kann der Fahrer (16) stehen oder sich auf den Einradsattel (8) setzen. Somit wird das Einrad-Fahrzeug im Stehen oder Sitzen als ”Schubmaschine” gefahren. Der Wechsel zwischen beiden Fahrpositionen, als ”Zugmaschine” im Stehen (1) oder als ”Schubmaschine” im Stehen oder im Sitzen (2) wirkt einer einseitigen Körperhaltung während einer längeren Fahrt entgegen. Besonders während der Fahrt als ”Schubmaschine” im Sitzen hat der Fahrer (16) eine sehr stabile Fahrposition eingenommen, die auch höhere Geschwindigkeiten und stärkere Abbremsungen zulässt. Das Antriebsrad (1) befindet sich hierbei mittig hinter dem Fahrer (16) und die Rollen der Inlineskates (9) sind vorne rechts und links angeordnet. Durch diese Geometrie entsteht eine sehr stabile Fahrposition mit guter Längs- und Querstabilität.
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Im wesentlichen handelt es sich dabei um mindestens drei Auflagepunkte:
P1: durch das Antriebsrad (1)
P2: durch mindestens eine Rolle des linken Inlineskates (9)
P3: durch mindestens eine Rolle des rechten Inlineskates (9)
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Ähnlich wie bei einem Stuhl mit 3 Beinen, der nicht wackeln kann. Das Antriebsrad (1) kann durch Betätigung des Handbremsgriffes (10) über einen Bremszug (11) durch die Scheibenbremse (12) abgebremst werden. Dabei wirkt an den beiden Längsrohren/am Vorbau (13) eine Kraft F in Richtung Boden. Diese Kraft F wird auf eine horizontal befestigte Auflagestange (14), die sich am vorderen Ende der beiden Längsrohre/am Vorbau (13) befindet, übertragen. Von dort aus zum Einen über zwei bewegliche, selbstjustierende Oberschenkelauflagen (15) über die Beine des Fahrers (16) bis zu den Rollen der Inlineskates (9)/auf die Auflagepunkte P2 und P3 auf den Boden übertragen. Zum Anderen trägt diese Kraft F dazu bei, den Fahrer (16) beim Abbremsen des Antriebsrades (1), in den Einradsattel (8) zu drücken. Mit den Standardbremsen der Inlineskates, z. B. mit den Bremsklötzen (17) am hinteren Ende beider Inlineskates, kann der Fahrer noch zusätzlich mit abbremsen. Bei einer Vollbremsung wird dadurch der Bremsweg zusätzlich verkürzt, da dann an mindestens drei Punkten gleichzeitig abgebremst wird. Die Sicherheit beim Bremsen wird durch die stabile Fahrposition mit Dreipunktauflage und durch die somit vorhandene Längs- und Querstabilität erreicht. Der Einradsattel (8) ist am hinteren Ende noch zusätzlich nach Oben gebogen, so dass auch Fahrer (16) mit unterschiedlich langen Beinen beim Bremsen mit den Inlineskates nicht nach hinten vom Einradsattel (8) abrutschen können.
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3 zeigt eine Teilansicht des Einrad-Fahrzeuges als ”Schubmaschine” von vorn. Die Oberschenkelauflagen (15) sind rechts und links an der Auflagestange (14) angebracht. Mittels jeweils zwei halbschalig gebogenen Bandeisen (19) sind die Oberschenkelauflagen (15) drehbar und selbstjustierend um die Auflagestange (14) montiert. Damit sich der Bremszug (11) während der Fahrt, beim Wechseln der Fahrpositionen, nicht in die Oberschenkelauflage (15) verwickeln kann, wird durch den Anschlag (27) eine ganze Umdrehung der Oberschenkelauflage (15) um die Auflagestande (14) verhindert. Der Handbremsgriff (10) ist drehbar um die Auflagestange (14) montiert. Durch Druck auf einen der beiden Knöpfe (20) kann der Handbremsgriff (10) entriegelt, gedreht und in eine der beiden möglichen Stellungen eingerastet werden.
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4 zeigt das Einrad-Fahrzeug als ”Schubmaschine” in der Draufsicht. Das Einrad-Fahrzeug hat hinten eine begrenzte Breite (B), so dass es problemlos durch die gespreizten Beine des Fahrers (16) hindurch rollen kann. Das Antriebsrad (1) ist durch das Schutzblech (21) abgedeckt, dadurch wird Spritzwasser zurückgehalten und der Fahrkomfort erhöht. Damit ein sicheres Fahren mit dem Einrad-Fahrzeug gewährleistet ist, wurde der Kettenantrieb (3) mit einem Kettenschutz (25) versehen. Links an der Auflagestange (14) ist eine Klingel (24) angebracht. Außerdem ist zur Geschwindigkeitsanzeige des Einrad-Fahrzeuges, in der Mitte der Auflagestange (14), ein Tachometer (26) befestigt.
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5 zeigt die Seitenansicht des geparkten Einrad-Fahrzeuges. Der ausgeklappte Zweibein-Fahrzeugständer (18) ermöglicht einen sicheren Stand des Einrad-Fahrzeuges auf dem Antriebsrad (1). Der Frontscheinwerfer (22) ist am Vorbau (13) montiert. Damit der Lichtstrahl beim Fahren in beiden Fahrpositionen den Gegenverkehr nicht blendet, ist der Frontscheinwerfer (22) drehbar montiert. Das Rücklicht (23) ist am Schutzblech (21) fest montiert und ist nach oben und unten verstellbar.
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6 zeigt die Seitenansicht des Einrad-Fahrzeuges in der Montagestellung. Der eingeklappte Zweibein-Fabrzeugständer (18) ermöglicht einen sicheren Stand des Einrad-Fahrzeuges auf dem Gehäuse des Energiespeichers (7), wobei das Antriebsrad (1) den Boden nicht mehr berührt.
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7 zeigt die Variante des Einrad-Fahrzeuges, mit integriertem Nabenmotor im Antriebsrad, als ”Schubmaschine” in der Draufsicht. In dieser Variante ist das Einrad-Fahrzeug in der Breite B schmäler als in 4 dargestellt. Dadurch kann das Antriebsrad (1) leichter durch die gespreizten Beine des Fahrers hindurch rollen. Das Gewicht ist weiter nach hinten verlagert und der Anpressdruck auf die Oberschenkel des Fahrzeugführers wird deshalb weiter reduziert. Der Kettenantrieb entfällt ganz und der gesamte Aufbau des Einrad-Fahrzeuges ist dadurch sehr einfach.
