DE102011052615A1

DE102011052615A1 - Wheel, particularly stair continuous wheel for vehicle to climb stairs for people with limited mobility, has wheel disk with rolling surface that has variable radius relative to axis, such that rolling surface has two protrusions

Info

Publication number: DE102011052615A1
Application number: DE201110052615
Authority: DE
Inventors: Peter Gschwendner
Original assignee: Wittenstein SE; Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg (OTH Regensburg)
Current assignee: Hochschule Regensburg De; Wittenstein SE
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-02-14

Abstract

The wheel (20) has a wheel disk with a rolling surface, where a rolling surface has a variable radius (24) relative to an axis, such that the rolling surface has two protrusions (22). The axis is provided for mounting of the wheel for rotation. The protrusions are respectively asymmetric corresponding to the radius of the wheel. The protrusions have a portion with a constant radius. Multiple wheel disks are provided that are arranged around the axis and are rotatable relative to each other.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere ein treppengehendes Rad für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Verwendung eines solchen Rades nach dem nebengeordneten Anspruch. The invention relates to a wheel, in particular a stair-climbing wheel for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a use of such a wheel according to the independent claim.

Stand der Technik State of the art

Fahrzeuge, welche sich auf Rädern fortbewegen, haben grundsätzlich das Problem, dass Stufen oder Treppen unüberwindliche Hindernisse darstellen können. Dies gilt insbesondere für Treppen, bei welchen mehrere Stufen aufeinander folgen, sodass auch ein Überfahren mit Schwung oder mit Antrieb durch eine weitere, nicht auf einer Stufe befindlichen Achse, nicht möglich ist. Angesichts eines immer größer werdenden Mobilitätswunsches und einer zunehmenden Anzahl von Personen, welche in ihrer Mobilität eingeschränkt sind, gewinnt die Bedeutung von Fahrzeugen, wie beispielsweise Rollstühlen, welche Treppen steigen könnten, zunehmend an Bedeutung. Gleichwohl sind Lösungen in diesem Bereich nicht in Sicht oder mit Nachteilen verbunden. Vehicles that move on wheels generally have the problem that steps or stairs can pose insurmountable obstacles. This is especially true for stairs in which several stages follow each other, so that a drive over with momentum or drive by another, not on a level axis is not possible. In view of an ever increasing desire for mobility and an increasing number of people who are restricted in their mobility, the importance of vehicles, such as wheelchairs, which could climb stairs, is becoming increasingly important. However, solutions in this area are not in sight or have disadvantages.

Aus dem Stand der Technik sind Räder für Roboter bekannt, welche als hybrides Raddesign bezeichnet werden, so zum Beispiel der Roboter ASGUARD der Universität Bremen. Die Achsen dieses Roboters verfügen über sternförmige Räder, welche es dem Roboter ermöglichen, auch auf unebenem Terrain voranzukommen, wobei auch Stufen überwunden werden können. From the prior art wheels for robots are known, which are referred to as a hybrid wheel design, such as the robot ASGUARD the University of Bremen. The axes of this robot have star-shaped wheels, which allow the robot to progress even on uneven terrain, while also stages can be overcome.

Der Roboter ASGUARD weist allerdings die technische Eigenart auf, dass bei einer Fortbewegung auf ebenem Grund durch die sternförmigen Räder es zu starken Erschütterungen des Rumpfes des Roboters kommt. Insbesondere für den Transport von Personen erscheint der genannte Roboter daher nur eingeschränkt geeignet. So sind mit dem sternförmigen Rad nicht nur bei Fahrt auf ebenem Untergrund, sondern auch bei einer Fahrt über eine Treppe starke Unregelmäßigkeiten beim Bewegungsablauf des Rumpfes des Roboters zu erwarten. However, the robot ASGUARD has the technical peculiarity that when traveling on a level ground by the star-shaped wheels it comes to strong vibrations of the trunk of the robot. In particular, for the transport of persons said robot therefore appears only partially suitable. Thus, with the star-shaped wheel not only when driving on a level surface, but also when driving on a staircase strong irregularities in the movement of the trunk of the robot can be expected.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Rad, insbesondere ein treppengehendes Rad für ein Fahrzeug, insbesondere für die Personenbeförderung, anzugeben. Dabei sollen die Nachteile des Standes der Technik gelindert oder beseitigt werden. The object of the invention is to provide an improved wheel, in particular a stair-climbing wheel for a vehicle, in particular for passenger transport. The disadvantages of the prior art should be alleviated or eliminated.

Die Aufgabe wird mit einem Rad nach dem Anspruch 1 gelöst. The object is achieved with a wheel according to claim 1.

Ausführungsformen des Rades weisen zumindest zwei Ausformungen auf, sodass die Abrollfläche des Rades über den Umfang des Rades einen sich zumindest abschnittsweise veränderlichen Radius aufweist. Die Ausformungen sind jeweils bezüglich eines Radius des Rades unsymmetrisch. Bevorzugt sind die Ausformungen bezüglich eines Radius des Rades, welcher durch ein Maximum der Ausformung verläuft, unsymmetrisch. Durch die unsymmetrische Form wird erreicht, dass das Rad auf gewöhnlichen Treppen mit verringerten Bewegungsunregelmäßigkeiten abrollen kann. Besonders bevorzugt werden Räder mit drei oder vier Ausformungen. Weitere Ausführungsformen weisen fünf oder mehr Ausformungen auf. Vorzugsweise ist die Abrollfläche so gestaltet, dass sich die Achse des Rades bei einem Befahren einer Treppe, an welche das Rad angepasst ist, auf einer Geraden bewegt. Embodiments of the wheel have at least two formations, so that the rolling surface of the wheel has an at least partially variable radius over the circumference of the wheel. The formations are each asymmetrical with respect to a radius of the wheel. Preferably, the formations are asymmetrical with respect to a radius of the wheel, which runs through a maximum of the formation. The asymmetrical shape ensures that the wheel can roll on ordinary stairs with reduced movement irregularities. Particularly preferred are wheels with three or four formations. Other embodiments have five or more forms. Preferably, the rolling surface is designed so that the axis of the wheel moves when driving on a staircase to which the wheel is adjusted on a straight line.

Ausführungsformen der Erfindung weisen Ausformungen auf, welche jeweils einen Abschnitt aufweisen, der zumindest einen im Wesentlichen gleichbleibenden Radius aufweist. Dies bietet insbesondere dann Vorteile, wenn eine Mehrzahl von Radscheiben vorgesehen wird. Bevorzugt sind die Radscheiben um dieselbe Achse und relativ zu einander drehbar angeordnet. Bei typischen Ausführungsbeispielen sind die Radscheiben relativ zueinander mittels eines Antriebs drehbar. Insbesondere in Verbindung mit den Ausformungen, welche einen Abschnitt mit zumindest im Wesentlichen gleichbleibenden Radius aufweisen, bietet sich so die Möglichkeit, mit der Mehrzahl von Radscheiben durch ein Verdrehen der Radscheiben relative zueinander zu erreichen, dass eine gemeinsame Abrollfläche der Radscheiben geschaffen wird, welche ein ruckfreies oder wenigstens weitgehend ruckfreies Abrollen auf einer Ebene ermöglicht. Embodiments of the invention have formations, each having a portion having at least one substantially constant radius. This offers particular advantages when a plurality of wheel discs is provided. Preferably, the wheel discs are arranged on the same axis and rotatable relative to each other. In typical embodiments, the wheel discs are rotatable relative to one another by means of a drive. In particular, in connection with the formations, which have a section with at least substantially constant radius, thus offering the possibility to achieve with the plurality of wheel disks by rotating the wheel disks relative to each other, that a common rolling surface of the wheel disks is created, which jolt-free or at least largely jerk-free rolling on a plane allows.

Bei einer Ausführungsform ist eine erste der Radscheiben mit den zumindest zwei Ausformungen versehen und eine zweite der Radscheiben zumindest im Wesentlichen kreisrund ausgebildet. Bevorzugt sind die beiden Radscheiben so angeordnet, dass sich die Ebenen der Radscheiben schneiden. Auf diese Weise kann ein Körper geschaffen werden, welcher bei einem Abrollen um einen erste Achse kreisrund abrollt und bei einem Abrollen um eine zweite Achse entsprechend der Ausformungen für ein Treppensteigen geeignet ist. Die sich schneidenden Radscheiben können zu einer deformierten Kugel verbunden werden, um ein Eindringen von Gegenständen in Zwischenräume zu vermeiden. In one embodiment, a first of the wheel discs is provided with the at least two protrusions and a second of the wheel discs is at least substantially circular. Preferably, the two wheel discs are arranged so that intersect the planes of the wheel discs. In this way, a body can be created, which rolls in a rolling around a first axis circular and is suitable for rolling about a second axis corresponding to the formations for climbing stairs. The intersecting wheel discs can be connected to form a deformed ball to prevent entry of objects into spaces.

Vorzugsweise sind die sich schneidenden Radscheiben um die Achse des Rades drehbar gelagert und zusätzlich um eine zumindest im wesentlichen senkrecht zur Achse des Rades angeordnete Stellachse drehbar. Für die Drehung bezüglich der Stellachse ist vorzugsweise eine Antriebsmöglichkeit oder ein Antrieb vorgesehen. Die Radscheiben schneiden sich bei solchen Ausführungsformen entlang der Stellachse. Durch Drehen der Radscheiben bezüglich der Stellachse kann zwischen den beiden Ablaufgeometrien gewählt werden. Bei weiteren Ausführungsformen sind eine oder mehrere weitere Radscheiben vorgesehen, welche sich mit den anderen Radscheiben ebenso in der Stellachse schneiden, sodass auch mehr als zwei Ablaufgeometrien vorgesehen werden Allgemein sollten die sich schneidenden Radscheiben den gleichen Durchmesser aufweisen. Preferably, the intersecting wheel discs are rotatably mounted about the axis of the wheel and in addition rotatable about an at least substantially perpendicular to the axis of the wheel arranged adjusting axis. For the rotation with respect to the adjusting axis is preferably a Drive option or a drive provided. The wheel discs intersect in such embodiments along the adjustment axis. By turning the wheel discs with respect to the adjusting axis can be selected between the two flow geometries. In further embodiments, one or more further wheel discs are provided, which also intersect with the other wheel discs in the adjusting axis, so that more than two outlet geometries are provided. Generally, the intersecting wheel discs should have the same diameter.

Bei typischen Ausführungsformen weist die Radscheibe Flügelelemente auf, welche drehbar an der Radscheibe angeordnet sind. Der Ausdruck „drehbar“ kann auch für die Flügelelemente mit umklappbar umschrieben werden, da die Flügelelemente in der Regel um einen Winkel zwischen vorzugsweise 30° Grad und vorzugsweise 180° Grad klappbar sind. Mit den Flügelelementen ist es möglich, die Abrollfläche der Radscheibe zu verändern. In typical embodiments, the wheel disc has wing elements, which are rotatably arranged on the wheel disc. The term "rotatable" can also be described as being foldable for the wing elements, since the wing elements can usually be folded by an angle of preferably 30 ° degrees and preferably 180 ° degrees. With the wing elements, it is possible to change the rolling surface of the wheel disc.

Vorzugsweise sind die Flügelelemente derart angeordnet, dass die Abrollfläche der Radscheibe durch Umklappen der Flügelelemente veränderbar ist. Bei typischen Ausführungsformen ist es möglich, durch Umklappen der Flügelelemente eine Abrollfläche der Radscheibe zu erhalten, welche zumindest im Wesentlichen kreisrund ist. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Flügelelemente derart angeordnet sind, dass bei einem Umklappen die Bereiche mit kleinerem Radius zwischen den Maxima der Ausformungen aufgefüllt werden. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Ausformungen durch die Flügelelemente gebildet, sodass ein Einklappen der Flügelelemente dazu führt, dass die Flügelelemente keine Bodenberührung bei einem Abrollen des Rades haben. Vorzugsweise sind die Flügelelemente in zumindest zwei Stufen klappbar. Weitere Ausführungsformen weisen stufenlos klappbare oder stufenlos fixierbare Flügelelemente auf. Auf diese Weise ist es möglich, die Abrollfläche des Rades an unterschiedliche Treppengeometrien anzupassen. Preferably, the wing elements are arranged such that the rolling surface of the wheel disc is changeable by folding the wing elements. In typical embodiments, it is possible to obtain by folding the wing elements a rolling surface of the wheel disc, which is at least substantially circular. This happens, for example, in that the wing elements are arranged such that, when folded over, the regions of smaller radius are filled between the maxima of the formations. In further embodiments, the formations are formed by the wing elements, so that a collapse of the wing elements results in that the wing elements have no ground contact during a rolling of the wheel. Preferably, the wing elements are foldable in at least two stages. Further embodiments have continuously folding or continuously fixable wing elements. In this way it is possible to adapt the rolling surface of the wheel to different staircase geometries.

Vorzugsweise sind die Flügelelemente jeweils um Achsen drehbar, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu der Achse des Rades ausgerichtet sind. Die Flügelelemente können eine Scheibenform oder eine Sichelform aufweisen. Bei einer Drehung um eine Drehachse, welche parallel zu der Achse des Rades ausgerichtet ist, können die Flügelelemente nach außen geklappt werden, um die Abrollfläche nach außen zu erweitern. Dabei können die Flügelelemente derart ausgebildet werden, dass durch die Flügelelemente insgesamt eine zumindest im Wesentlichen nahezu kreisrunde Abrollfläche entsteht. Bei typischen Ausführungsformen können die Flügelelemente ausgebildet sein, sodass durch das Ausklappen der Flügelelemente die Ausformungen gebildet werden. Preferably, the wing members are each rotatable about axes which are aligned at least substantially parallel to the axis of the wheel. The wing elements may have a disc shape or a sickle shape. When rotated about an axis of rotation that is parallel to the axis of the wheel, the wing members can be folded outwardly to expand the rolling surface outwardly. In this case, the wing elements can be formed such that overall an at least substantially substantially circular rolling surface is formed by the wing elements. In typical embodiments, the wing elements may be formed so that the folds are formed by the unfolding of the wing elements.

Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Rad zumindest zwei parallele Radscheiben, wobei die Flügelelemente zwischen den Radscheiben vorgesehen sind. In preferred embodiments, the wheel comprises at least two parallel wheel discs, wherein the wing members are provided between the wheel discs.

Auf diese Weise wird eine besonders stabile Konstruktion erreicht. Vorzugsweise weisen die Radscheiben die Ausformungen auf. Die Drehachsen der Flügelelemente sind typischerweise im Bereich des Maximums der Ausformungen vorgesehen. Die Flügelelemente sind vorzugsweise sichelförmig, um ein Einklappen der Flügelelemente zwischen den Radscheiben zu erleichtern. Bei typischen Ausführungsformen sind benachbarte Flügelelemente ausgebildet, sodass sich ihre Bewegungsradien überschneiden können, ohne dass es zu einer Kollision der Flügelelemente kommt. In this way, a particularly stable construction is achieved. Preferably, the wheel discs on the formations. The axes of rotation of the wing elements are typically provided in the region of the maximum of the formations. The wing elements are preferably sickle-shaped to facilitate folding of the wing elements between the wheel discs. In typical embodiments, adjacent wing members are formed so that their radii of movement may overlap without colliding the wing members.

Bei Ausführungsformen sind die Flügelelemente jeweils um Drehachsen drehbar, welche zumindest im Wesentlich parallel zu einem Radius des Rades ausgerichtet sind. Die Flügelelemente können schmetterlingsförmig an der Radscheibe angeordnet sein. Solche Ausführungsformen bieten den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus. In embodiments, the wing members are each rotatable about axes of rotation which are aligned at least substantially parallel to a radius of the wheel. The wing elements may be arranged butterfly-shaped on the wheel disc. Such embodiments offer the advantage of a particularly simple construction.

Vorzugsweise sind die Flügelelemente ausgebildet, sodass das Rad bei ausgeklappten Flügelelementen zumindest im Wesentlichen kreisrund ist. Auf diese Weise wird ein Befahren einer Ebene ohne größere Erschütterungen möglich. Preferably, the wing elements are formed, so that the wheel is at least substantially circular when folded wing elements. In this way, a driving on a plane without major shocks is possible.

Bei Ausführungsformen, bei welchen die Flügelelemente die Ausformungen bilden, sind die Flügelelemente typischerweise um Drehachsen drehbar, welche zumindest im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Rades ausgerichtet sind. Dies bietet den Vorteil eines stabilen kreisrunden Rades, welches durch die Radscheibe gebildet wird, wobei die Flügelelemente typischerweise unsymmetrisch ausgeführt sind und erst bei Hindernissen oder Treppenstufen zum Einsatz kommen. Eine stufenlose Verstellmöglichkeit oder eine Verstellmöglichkeit in mehreren Stufen für die Flügelelemente bietet den Vorteil, dass die Flügelelemente an unterschiedliche Treppengeometrien angepasst werden können. In embodiments in which the wing members form the protrusions, the wing members are typically rotatable about axes of rotation which are at least substantially aligned in the circumferential direction of the wheel. This offers the advantage of a stable circular wheel, which is formed by the wheel disc, wherein the wing elements are typically designed asymmetrically and come only at obstacles or stairs used. A stepless adjustment or adjustment in several stages for the wing elements offers the advantage that the wing elements can be adapted to different staircase geometries.

Bei weiteren Ausführungsformen weist das Rad ein Gelenk auf, sodass die Achse des Rades um eine Längsachse oder eine Hochachse des Fahrzeugs verkippbar ist. Auf diese Weise kann das Rad mit den Ausformungen an unterschiedliche Treppengeometrien angepasst werden, sodass auch bei unterschiedlichen Treppengeometrien eine möglichst ruhige Fahrt ermöglicht wird. In further embodiments, the wheel has a hinge, so that the axis of the wheel is tiltable about a longitudinal axis or a vertical axis of the vehicle. In this way, the wheel with the formations can be adapted to different staircase geometries, so that as quiet a ride is possible even with different stair geometries.

Einen weiteren Aspekt bildet die Verwendung eines Rades in einer der beschriebenen erfindungsgemäßen oder typischen oder bevorzugten Ausführungsformen an einem Fahrzeug, um mit dem Fahrzeug eine Treppe oder eine Treppenstufe zu steigen. A further aspect is the use of a wheel in one of the described or typical or preferred embodiments according to the invention on a vehicle in order to climb a staircase or a step with the vehicle.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Zeichnungen zeigen: Embodiments will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

1 bis 4 zeigen schematisch Möglichkeiten zur Ermittlung von Radgeometrien für ein treppengehendes Rad; 1 to 4 schematically show possibilities for determining wheel geometries for a stair-climbing wheel;

5 und 6 eine Ausführungsform in einer schematischen perspektivischen Ansicht; 5 and 6 an embodiment in a schematic perspective view;

7 und 8 eine weitere Ausführungsform in perspektivischen schematischen Ansichten; 7 and 8th a further embodiment in perspective schematic views;

9 und 10 eine weitere Ausführungsform in schematischen perspektivischen Ansichten; 9 and 10 a further embodiment in schematic perspective views;

11 und 11A eine weitere Ausführungsform in einer schematischen perspektivischen Ansicht; 11 and 11A a further embodiment in a schematic perspective view;

12 und 13 eine weitere Ausführungsform in schematischen perspektivischen Ansichten; und 12 and 13 a further embodiment in schematic perspective views; and

14 bis 16 eine weitere Ausführungsform in schematischen perspektivischen Ansichten. 14 to 16 a further embodiment in schematic perspective views.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele eingehender erläutert, wobei für gleiche oder ähnliche Teile in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Unter Umständen werden nicht alle Teile bei jeder Figur noch einmal erläutert. Dies gilt insbesondere für mehrere Figuren einer Ausführungsform, allerdings auch für Figuren verschiedener Ausführungsformen. Hereinafter, various embodiments will be explained in more detail, wherein like reference numerals are used for the same or similar parts in the drawings. Under certain circumstances, not all parts of each figure will be explained again. This applies in particular to several figures of an embodiment, but also for figures of different embodiments.

In den 1 bis 4 ist gezeigt, wie eine Geometrie eines Rades gemäß einer Ausführungsform ermittelt werden kann. Ausführungsformen sind geeignet, um mit Fahrzeugen Treppen zu steigen. In the 1 to 4 It is shown how a geometry of a wheel can be determined according to an embodiment. Embodiments are suitable for climbing stairs with vehicles.

Treppen sind üblicherweise wie die in 1 gezeigte Treppe 1 mit Stufen versehen, welche eine größere Stufen-Tiefe als Stufen-Höhe aufweisen. Zur Ermittlung einer Geometrie kann in einer Simulation ein Rad mit einem Rollkreis 3 und einem Kopfkreis 5 über die Treppe 1 laufen gelassen werden. Dabei vollziehen Rollkreis 3 und Kopfkreis 5 eine Drehung um eine Achse 7 des Rades. Die Achse 7 bewegt sich dabei parallel zu einer Steigungslinie 9 der Treppe 1. Die Steigungslinie 9 bildet eine Rollgerade für den Rollkreis 3. Bei Überschneidung der Treppe 1 mit Flächen innerhalb des Kopfkreises 5 werden die entsprechenden Flächen von dem zu bildenden Rad abgezogen. Zu berücksichtigen ist, dass der Rollkreis 3 derart gewählt wird, dass ein Abrollen des Rollkreises 3 auf der Steigungslinie 9 dazu führt, dass nach einer durch eine ganze Zahl teilbaren Umdrehung (beispielweise einer halben Umdrehung) ein Rollradius 11 wiederum genau auf die nächstfolgende Kante 13 der Treppe 1 trifft. Stairs are usually like those in 1 shown stairs 1 provided with steps which have a greater step depth than step height. To determine a geometry in a simulation, a wheel with a rolling circle 3 and a head circle 5 over the stairs 1 to be run. Thereby execute rolling circle 3 and head circle 5 a turn around an axis 7 of the wheel. The axis 7 moves parallel to a slope line 9 the stairs 1 , The slope line 9 forms a rolling straight for the rolling circle 3 , At intersection of the stairs 1 with areas within the top circle 5 the corresponding surfaces are subtracted from the wheel to be formed. It should be noted that the roll circle 3 is chosen such that a rolling of the rolling circle 3 on the slope line 9 This leads to a rolling radius after a revolution divisible by an integer (for example half a revolution) 11 again exactly on the next edge 13 the stairs 1 meets.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen betreffen Räder, welche Geometrien aufweisen, welche auf diese Weise gewonnen werden, wobei zweigeteilte, dreigeteilte oder viergeteilte oder fünfgeteilte Räder besonders bevorzugt werden. Particularly preferred embodiments relate to wheels which have geometries which are obtained in this way, with two-part, three-part or four-part or five-part wheels being particularly preferred.

In der 2 ist ein zweigeteiltes Rad 20 dargestellt, dessen Geometrie anhand eines Verfahrens des Schaubildes der 1 entwickelt wurde. Das Rad 20 weist zwei Ausformungen 22 auf, welche jeweils bezüglich eines Radius des Rades unsymmetrisch sind. Typischerweise sind die Ausformungen 22 unsymmetrisch bezüglich eines Maximum-Radius 24, welcher durch ein Maximum der jeweiligen Ausformung 22 verläuft. In the 2 is a two-part wheel 20 represented whose geometry by a method of the graph of the 1 was developed. The wheel 20 has two formations 22 which are each asymmetrical with respect to a radius of the wheel. Typically, the formations 22 unsymmetrical with respect to a maximum radius 24 , which by a maximum of the respective shape 22 runs.

Die 3 und 4 zeigen Räder 20, welche in verschiedenen Punkten dem Rad der 2 entsprechen, wobei allerdings das Rad 20 der 3 drei Ausformungen 22 aufweist und das Rad 20 der 4 vier Ausformungen 22 aufweist. Die Ausformungen 22 sind jeweils wieder unsymmetrisch bezüglich eines Maximum-Radius 24, welcher durch das jeweilige radiale Maximum einer Ausformung 22 verläuft. The 3 and 4 show wheels 20 , which in different points the wheel of 2 However, although the wheel 20 of the 3 three formations 22 has and the wheel 20 of the 4 four formations 22 having. The formations 22 are each again unsymmetrical with respect to a maximum radius 24 , which by the respective radial maximum of a formation 22 runs.

In der 5 ist schematisch ein Fahrzeug 30 gemäß einer Ausführungsform gezeigt, wobei das Fahrzeug 30 der 5 mit Rädern 20 ausgerüstet ist, welche das Fahrzeug 30 befähigen, eine Treppe 1 zu befahren. Die Räder 20 des Fahrzeugs 30 weisen jeweils eine Radscheibe auf und sind jeweils dreigeteilt, weisen also drei Ausformungen 22 auf und entsprechen damit im Wesentlichen dem schematisch in der 3 dargestellten Rad 20. Die Räder 20, welche in den 2 bis 5 gezeigt sind, weisen jeweils einteilige Radscheiben auf, in welchen die Ausformungen 22 integriert sind. In the 5 is schematically a vehicle 30 according to an embodiment, wherein the vehicle 30 of the 5 with wheels 20 equipped, which is the vehicle 30 empower a staircase 1 to drive. The wheels 20 of the vehicle 30 each have a wheel disc and are each divided into three, so have three formations 22 on and thus correspond essentially to the schematic in the 3 illustrated wheel 20 , The wheels 20 which in the 2 to 5 are shown, each having one-piece wheel discs, in which the formations 22 are integrated.

In der 6 ist ein Teil einer besonderen Ausführungsform eines treppengehenden Fahrzeugs 30 (siehe 5) gezeigt, wobei die Räder 20 oder die entsprechenden Radscheiben der Räder 20 mit den Ausformungen 22 um jeweils einen zu der Längsachse 32 des Fahrzeugs parallelen Achse verkippbar sind. Es sollte angemerkt werden, dass durch die Verkippbarkeit der Räder 20 auch sehr steile Treppen befahren werden können, welche eine nur geringe Tiefe, dafür jedoch eine große Stufenhöhe aufweisen. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30 für ein Befahren von flachen Treppen 1 gemäß 6 gegenüber dem Befahren von steilen Treppen zu verändern, um die Asymmetrie der Ausformungen 22 zu nutzen. In the 6 is part of a particular embodiment of a staircase vehicle 30 (please refer 5 ), with the wheels 20 or the corresponding wheel discs of the wheels 20 with the formations 22 one at each to the longitudinal axis 32 of the vehicle parallel axis are tilted. It should be noted that due to the tiltability of the wheels 20 also very steep stairs can be traveled, which only one small depth, but have a large step height. Under certain circumstances, it may be advantageous, the direction of travel of the vehicle 30 for driving on flat stairs 1 according to 6 To change from driving on steep stairs to the asymmetry of the formations 22 to use.

Bei typischen Ausführungsformen sind die Räder einzeln lenkbar und kardanisch aufgehängt. Auf diese Weise ist es möglich, auch auf Treppen Kurven zu fahren. Dazu sind die Räder sowohl um Achsen verkippbar, welche parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs sind, als auch um Achsen drehbar, welche der typischen Lenkachse, nämlich der Hochachse des Fahrzeugs entsprechen. In typical embodiments, the wheels are individually steerable and gimballed. In this way it is possible to drive on stairs curves. For this purpose, the wheels are both tiltable about axes which are parallel to the longitudinal axis of the vehicle, and rotatable about axes which correspond to the typical steering axis, namely the vertical axis of the vehicle.

In den 7 und 8 ist ein Rad 20 gezeigt, welches drei parallele aneinander grenzende Radscheiben 44 aufweist, welche einzeln individuell gegeneinander um die Achse des Rades 20 drehbar sind. Die Ausformungen 22 der Radscheiben 44 des Rades 20 der 7 und 8 weisen die Besonderheit auf, dass deren Maxima jeweils derart kreisrund ausgebildet sind, dass sie jeweils ein Zwölftel des Radumfangs des Rades 20 abdecken. Der Anteil von ein Zwölftel ergibt sich daraus, dass die Radscheiben 44 jeweils viergeteilt sind und drei der Radscheiben 44 vorhanden sind. In the 7 and 8th is a wheel 20 shown which three parallel adjacent wheel discs 44 which individually individually against each other about the axis of the wheel 20 are rotatable. The formations 22 the wheel discs 44 of the wheel 20 of the 7 and 8th have the peculiarity that their maxima are each formed so circular that they each one-twelfth of the wheel circumference of the wheel 20 cover. The proportion of one-twelfth results from the fact that the wheel discs 44 are each divided into four and three of the wheel discs 44 available.

In der 7 ist das Rad 20 in einer Konstellation gezeigt, in welcher das Rad 20 treppengehend ist und dies wird erreicht, indem die Radscheiben 44 deckungsgleich übereinander angeordnet sind. Um das Rad 20 für eine rollende Fahr auf einer Ebene zu verwenden, können die Radscheiben 44 gegeneinander verdreht werden, sodass sie jeweils um eine zwölftel Drehung gegeneinander verdreht sind. Diese Konstellation ist in der 8 gezeigt und ergibt in der Draufsicht auf das Rad 20 eine kreisrunde Abrollfläche. Das Rad 20 kann in der Konstellation der 8 wie ein normales Rad in der Ebene abrollen. In the 7 is the wheel 20 shown in a constellation in which the wheel 20 is stepping and this is achieved by the wheel discs 44 are arranged congruently one above the other. To the wheel 20 For a rolling ride on a plane, you can use the wheel discs 44 be twisted against each other, so that they are each rotated by a twelfth rotation against each other. This constellation is in the 8th shown and results in the plan view of the wheel 20 a circular rolling surface. The wheel 20 can in the constellation of 8th like rolling a normal wheel in the plane.

Die 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform von Rädern 20, welche über jeweils eine Radscheibe 44 verfügen. Die Radscheibe 44 ist dreigeteilt und weist asymmetrische Ausformungen 22 auf. An den Ausformungen 22 sind Flügelelemente 46 angeordnet, welche sich jeweils um zumindest im Wesentlichen radial ausgerichtete Drehachsen 48 drehen lassen. Die Flügelelemente 46 sind ausgebildet, sodass bei Ausklappen der Flügelelemente 46 um die Drehachsen 48 eine Abrollfläche entsteht, welche im Wesentlichen einem kreisrunden Rad entspricht, siehe 10. The 9 and 10 show an embodiment of wheels 20 , which each have a wheel disc 44 feature. The wheel disc 44 is divided into three parts and has asymmetrical formations 22 on. At the formations 22 are wing elements 46 arranged, which in each case about at least substantially radially aligned axes of rotation 48 let it turn. The wing elements 46 are formed so that when unfolding the wing elements 46 around the axes of rotation 48 a rolling surface is created, which essentially corresponds to a circular wheel, see 10 ,

In der 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Rades 20 gezeigt, wobei das Rad 20 der 11 eine zweigeteilte Radscheibe 44 und eine kreisrunde Radscheibe 50 umfasst. Die kreisrunde Radscheibe 50 schneidet die zweigeteilte Radscheibe 44. Die Radscheiben 44 und 50 schneiden sich in einer Stellachse 52. Das Rad 20 kann um die Stellachse 52 gedreht werden. Dadurch kann bei vorgegebener Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, an welchem das Rad 20 der 11 angeordnet ist, darauf Einfluss genommen werden, auf welcher der Radscheiben 44 und 50 das Rad 20 abrollt. Bei geringfügigen Drehungen um die Stellachse 52 kommt es zu einer Lenkbewegung für das Fahrzeug. In der 11A ist die unsymmetrische Kontur der zweigeteilten Radscheibe 44 des Rades 20 der 11 nochmals gezeigt. In the 11 is another embodiment of a wheel 20 shown, with the wheel 20 of the 11 a split wheel disc 44 and a circular wheel disc 50 includes. The circular wheel disc 50 cuts the split wheel disc 44 , The wheel discs 44 and 50 intersect in a control axis 52 , The wheel 20 can be about the adjusting axis 52 to be turned around. This can at a given direction of travel of a vehicle to which the wheel 20 of the 11 is arranged to be influenced on which of the wheel discs 44 and 50 the wheel 20 rolls. For minor turns around the adjusting axis 52 there is a steering movement for the vehicle. In the 11A is the asymmetrical contour of the two-part wheel disc 44 of the wheel 20 of the 11 shown again.

In den 12 und 13 ist in schematischen, perspektivischen Ansichten jeweils ein Rad 20 gezeigt, welches zwei Radscheiben 44 aufweist. Die Radscheiben 44 des Rades 20 der 12 und 13 sind dreigeteilt, weisen also jeweils drei asymmetrische Ausformungen 22 auf. Im Bereich der äußeren Maxima der Ausformungen 22 sind axial ausgerichtete Drehachsen 58 angeordnet. Axial ausgerichtet bedeutet dabei, dass die axialen Drehachsen 58 parallel zu der Achse des Rades 20 ausgerichtet sind. Das Rad 20 der 12 und 13 umfasst sechs Flügelelemente 46.1 und 46.2, wobei zwei Typen von Flügelelementen 46.1 und 46.2 vorgesehen sind. Die Flügelelemente 46.1 und 46.2 sind jeweils um die axialen Drehachsen 58 verschwenkbar und können für einen Treppen gehenden Betrieb vollständig in den Zwischenraum zwischen den Radscheiben 44 aufgenommen werden, siehe 13. In the 12 and 13 is a schematic, perspective views in each case a wheel 20 shown which two wheel discs 44 having. The wheel discs 44 of the wheel 20 of the 12 and 13 are divided into three parts, ie each have three asymmetrical shapes 22 on. In the area of the outer maxima of the formations 22 are axially oriented axes of rotation 58 arranged. Axially aligned means that the axial axes of rotation 58 parallel to the axis of the wheel 20 are aligned. The wheel 20 of the 12 and 13 includes six wing elements 46.1 and 46.2 where two types of wing elements 46.1 and 46.2 are provided. The wing elements 46.1 and 46.2 are each about the axial axes of rotation 58 swiveling and can go for a stairway operation completely in the space between the wheel discs 44 be included, see 13 ,

Die Flügelelemente 46.1 und 46.2 unterscheiden sich dadurch, dass die Flügelelemente 46.2 in axialer Richtung zweigeteilt sind, sodass die Flügelelemente 46.1 jeweils zwischen die beiden Flügel der Flügelelemente 46.2 eingeschwenkt werden können. Dies ermöglicht das Einschwenken der Flügelelemente 46.1 und 46.2 in die Zwischenräume der Radscheiben 44. Die Flügelelemente 46.1 und 46.2 werden mit einer zwischen den Radscheiben 44 liegenden Mechanik angesteuert, wobei die Mechanik Führungsnuten 60 in den Radscheiben 44 für eine Führung verwendet. The wing elements 46.1 and 46.2 differ in that the wing elements 46.2 are divided into two in the axial direction, so that the wing elements 46.1 each between the two wings of the wing elements 46.2 can be swung. This allows the pivoting of the wing elements 46.1 and 46.2 in the interstices of the wheel discs 44 , The wing elements 46.1 and 46.2 be with one between the wheel discs 44 actuated horizontal mechanism, the mechanics guide grooves 60 in the wheel discs 44 used for a tour.

In den 14 bis 16 ist eine weitere Ausführungsform eines Rades 20 schematisch perspektivisch in unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt. In the 14 to 16 is another embodiment of a wheel 20 shown schematically in perspective in different operating conditions.

Das Rad 20 der 14 bis 16 umfasst eine Radscheibe 44, an welcher drei Flügelelemente 46 angeordnet sind. Die Flügelelemente 46 des Rades 20 der 14 bis 16 sind um Achsen verkippbar, welche im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Rades 20 ausgerichtet sind. Die Flügelelemente 46 bilden damit die Ausformungen des Rades 20. Die Radscheibe 44 des Rades 20 der 14 bis 16 ist kreisrund und ermöglicht bei eingeklappten Flügelelementen eine normale Fahrt auf ebenem Untergrund. Um das Rad 20 der 14 bis 16 zum Treppengehen zu verwenden, werden die Flügelelemente 46 ausgeklappt, wie dies in der 14 gezeigt ist. The wheel 20 of the 14 to 16 includes a wheel disc 44 , on which three wing elements 46 are arranged. The wing elements 46 of the wheel 20 of the 14 to 16 are tiltable about axes, which are substantially in the circumferential direction of the wheel 20 are aligned. The wing elements 46 thus form the formations of the wheel 20 , The wheel disc 44 of the wheel 20 of the 14 to 16 is circular and allows for folded wing elements a normal ride on a level surface. To the wheel 20 of the 14 to 16 to use the stairs, the wing elements 46 unfolded, like this in the 14 is shown.

Die Mechanik der Flügelelemente 46 des Rades 20 der 14 bis 16 ermöglicht ein stufenloses Verschwenken der Flügelelemente 46 um ihre jeweiligen in Umfangsrichtung des Rades 20 ausgerichteten Drehachsen. Auf diese Weise kann eine Zwischengeometrie, wie in der 15 dargestellt, geschaffen werden. Durch Ausnutzung der Zwischengeometrie, wie sie in der 15 dargestellt ist, bei nur teilweise ausgeklappten Flügelelementen 46 ist auch ein weitgehend ideales Befahren von Treppen, die nicht der idealen Geometrie für die Flügelelemente 46 entsprechen, möglich, siehe hierzu auch die weiter oben beschriebene Ausführungsform der Möglichkeit eines Verkippens des gesamten Rades zu einer zur Längsachse oder Hochachse des Fahrzeugs parallele Achse. The mechanics of the wing elements 46 of the wheel 20 of the 14 to 16 allows stepless pivoting of the wing elements 46 around their respective in the circumferential direction of the wheel 20 aligned rotary axes. In this way, an intermediate geometry, as in the 15 represented, created. By taking advantage of the intermediate geometry, as shown in the 15 is shown, with only partially unfolded wing elements 46 is also a largely ideal driving on stairs, not the ideal geometry for the wing elements 46 correspond, possible, see also the above-described embodiment of the possibility of tilting the entire wheel to an axis parallel to the longitudinal axis or vertical axis of the vehicle.

Die Erfindung wurde anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei der Umfang der Erfindung alleine durch die Ansprüche bestimmt wird und nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist. The invention has been described with reference to several embodiments, the scope of the invention being determined solely by the claims and is not limited to the embodiments.

Claims

Wheel ( 20 ), in particular staircase wheel ( 20 ) for a vehicle ( 30 ) which can be rotatably mounted about an axis and comprises a wheel disc with a rolling surface, wherein the rolling surface has a variable radius relative to the axis, so that the rolling surface at least two forms ( 22 ), characterized in that the formations ( 22 ) each with respect to a radius of the wheel ( 20 ) are asymmetrical.

Wheel ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the formations ( 22 ) each having a portion having at least substantially constant radius.

Wheel ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of wheel discs ( 44 ).

Wheel ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel discs ( 44 ) are arranged rotatably about the same axis and relative to each other.

Wheel ( 20 ) according to claim 3, characterized in that a first of the wheel discs ( 44 ) the at least two formations ( 22 ) and a second of the wheel discs ( 50 ) is at least substantially circular.

Wheel ( 20 ) according to claim 5, characterized in that the wheel discs ( 44 . 50 ) are arranged so that the levels of the wheel discs ( 44 . 50 ) to cut.

Wheel ( 20 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the wheel discs ( 44 . 50 ) in addition to a perpendicular to the axis of the wheel arranged adjusting axis ( 52 ) are rotatable, wherein the wheel discs ( 44 . 50 ) along the adjusting axis ( 52 ) to cut.

Wheel ( 20 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wheel disc ( 44 ) Wing elements ( 46 . 46.1 . 46.2 ) which rotatably on the wheel disc ( 44 ) are arranged.

Wheel ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the wing elements ( 46.1 . 46.2 ) each about axes of rotation ( 58 ) are rotatable, which are aligned at least substantially parallel to the axis of the wheel.

Wheel ( 20 ) according to claim 9, characterized in that the wheel ( 20 ) two wheel discs ( 44 ), wherein the wing elements between the wheel discs ( 44 ) are provided.

Wheel ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the wing elements ( 46 ) each about axes of rotation ( 48 ) are rotatable, which at least substantially parallel to a radius of the wheel ( 20 ) are aligned.

Wheel ( 20 ) according to one of claims 8 to 11, characterized in that the wing elements ( 46 . 46.1 . 46.2 ) are formed so that the wheel ( 20 ) with unfolded wing elements ( 46 . 46.1 . 46.2 ) is at least substantially circular.

Wheel ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the wing elements ( 46 ) are each rotatable about axes of rotation, which at least substantially in the circumferential direction of the wheel ( 20 ) are aligned.

Wheel ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel ( 20 ) has a joint, so that the axis of the wheel about a to the longitudinal axis ( 32 ) parallel and / or one to the vertical axis of the vehicle ( 30 ) parallel tilting axis is tiltable.

Use of a wheel ( 20 ) according to one of claims 1 to 14 on a vehicle ( 30 ) with the vehicle ( 30 ) stairs ( 1 ) to rise.