Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel, mit einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die die Kugel antreibt.

Aus der europäischen Patentschrift EP 3 043 877 B1 ist bereits ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers, insbesondere ein skateboardartiger Kugelroller, bekannt. Das Fahrzeug steht im Fährbetrieb ausschließlich über eine auf einem Boden abrollende Kugel mit dem Boden in Kontakt und besteht im Wesentlichen aus der Kugel, einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement mit zwei Aufstandsflächen für je einen Fuß des Fahrers, einer Antriebsanordnung und einer Steuerung. Die Antriebsanordnung ist in einer Ausführungsform im Wesentlichen aus insgesamt vier Allseitenrädern aufgebaut, von denen drei zu einer Gruppe zusammengefasst sind und auf der oberen Hälfte der Kugel abrollen und von denen das vierte entlang eines Äquators der Kugel abrollt. Alle Allseitenräder stehen jeweils ohne einen Kippwinkel auf der Oberfläche der Kugel, so dass bei einem horizontal ausgerichteten Tragelement die jeweiligen Drehachsen der drei Allseitenräder der Gruppe horizontal sind und die Drehachse des vierten Allseitenrades vertikal ausgerichtet ist. Das Tragelement wird überwiegend über die Gruppe der drei Allseitenräder auf der Kugel abgestützt. Mit Hilfe des vierten Allseitenrades kann das Tragelement um eine Hochachse der Kugel gedreht werden. Die Kugel kann somit unter beziehungsweise in dem Tragelement, welches sich auf Höhe eines Äquators der Kugel befindet, in alle Richtungen auf dem Boden abrollen. Neben der Stützfunktion übernehmen alle Allseitenräder eine Antriebsfunktion. Hierzu werden die Allseitenräder jeweils über elektrische Motoren und vorgeschaltete Getriebe angetrieben, die an dem Tragelement gelagert sind. Zur Verwendung des Fahrzeugs, das auch als Sportgerät, Freizeitgerät oder Fungerät bezeichnet werden kann, steht der Fahrer frei balancierend auf dem Tragelement und steuert, bremst und lenkt das Fahrzeug über Gewichtsverlagerung. Hierbei wird der Fahrer von der Steuerung unterstützt, die unter anderem ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das dem Fahrer bei der Ausbalancierung des Tragelements in eine horizontale Lage hilft. Die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und somit die Abrollrichtung der Kugel wird über die Neigung des Trageelements angesteuert, die über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers hervorgerufen wird. Die gemessenen Beschleunigungs- und Winkeldaten des Tragelements werden in der Steuerung verarbeitet, darauf basierend werden die anzutreibenden Motoren der jeweiligen Allseitenräder bestimmt und mit der erforderlichen Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit eine gewünschte Fahrtbewegung und die Balance-Lage erreicht. Das Fahrzeug ist mit drei wiederaufladbaren Batterien für die Motoren und die Steuerung ausgestattet, die auf der unteren Seite des Trageelements um die Kugel herum angeordnet sind.

Des Weiteren ist aus der britischen Offenlegungsschrift GB 2 407 780 A ein weiterer skateboardartiger Kugelroller für einen Fahrer bekannt. Auch hier besteht der Kugelroller im Wesentlichen aus einer auf einem Boden abrollenden Kugel und einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement mit zwei Aufstandsflächen für je einen Fuß des Fahrers. Das Tragelement ist wie bei einem Skateboard rechteckig ausgebildet. In einer üblichen Vorwärtsfahrtrichtung ist das Tragelement in seiner Längsrichtung ausgerichtet und der Fahrer steht mit einem Fuß vor und einem Fuß hinter der Kugel und somit seitlich auf dem Tragelement. Der Kugelroller wird beispielsweise rollerartig über den Fahrer angetrieben und die Kugel ist in entsprechender Weise antriebslos. Zusätzlich sind im Bereich der vier Ecken des Tragelements jeweils ein Gleitelement, eine Rolle oder eine Lenkrolle angeordnet. Der Fahrer kann den Kugelroller lenken, in dem er eine der beiden hinteren Ecken während der Fahrt absenkt, so dass das Gleitelement, die Rolle oder die Lenkrolle mit dem Boden in Kontakt kommt. Hierdurch wird der Kugelroller einseitig abgebremst und eine Lenkbewegung eingeleitet. Ein hierzu vergleichbarer skateboardartiger und nicht angetriebener Kugelroller ist aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 985435 A1 bekannt. Anstatt der in den vier Ecken des Tragelements jeweils angeordneten Gleitelemente, Rollen oder Lenkrollen ist hinten am Tragelement zentral nur eine einzige Kugel angeordnet. Die einzige Kugel zum Lenken des Kugelrollers ist bei waagerechter Position des Tragelements nicht in Kontakt mit dem Boden.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes kompaktes Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 19 angegeben. Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Fahrzeug für die Fortbewegung eines Fahrers mit einer auf einem Boden abrollenden Kugel, mit einem sich auf der Kugel abstützenden Tragelement, auf dem der Fahrer im Betrieb des Fahrzeuges steht, mit einer sich an dem Tragelement abstützenden Antriebsanordnung, die die Kugel antreibt, dadurch geschaffen, dass das Fahrzeug sich zusätzlich über eine auf einem Boden abrollende Rolle abstützt. Das Fahrzeug nutzt als Abrollelemente nur eine Kugel und eine Rolle, wobei dem die Lenkung dadurch erfolgt, dass die Kugel quer zur Fahrtrichtung antreibbar ist.

Vorteilhafter Weise ist das Fahrzeug über die angetriebene Kugel lenkbar.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Rolle von der angetriebenen Kugel über das Tragelement geschleppt wird. Insgesamt ist somit vorgesehen, dass die Kugel angetrieben und die Rolle antriebslos beziehungsweise nicht angetrieben ist, wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb. Die Rolle wird im Betrieb also von der Kugel geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug mit einem Roller vergleichbar, der eine angetriebene und über den Antrieb lenkbare Vorderkugel und eine geschleppte Hinterrolle aufweist. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs sind somit Kugel und Rolle beide in Kontakt mit dem Boden.

Ein stabiles Fahrverhalten in Vorwärtsfahrtrichtung wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Rolle hinter der Kugel und mit Abstand zu der Kugel angeordnet sind.

Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen das Tragelement ein vorderes Aufstandsteil für einen ersten Fuß des Fahrers und ein hinteres Aufstandsteil für einen zweiten Fuß des Fahrers aufweist.

Ein direktes Lenkverhalten wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel zwischen dem vorderen Aufstandsteil und dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist.

Ein indirekteres Lenkverhalten wird dadurch erreicht, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel vor dem vorderen Aufstandsteil und vor dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das vordere Aufstandsteil oberhalb der Kugel angeordnet ist und in der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen die Kugel vor dem hinteren Aufstandsteil angeordnet ist. In Zusammenhang mit diesem Merkmal bedeutet oberhalb, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen das vordere Aufstandsteil zumindest teilweise oberhalb der Kugel angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen, das vordere Aufstandsteil vollständig innerhalb der Kontur der Kugel angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel.

Um ein Balancieren des Fahrers auf dem Fahrzeug zu ermöglichen, ist die Rolle derart ausgebildet, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung gesehen das Fahrzeug nach rechts und links neigbar ist. Hierfür kann die Rolle schmal oder ballig sein.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Fahrzeug über eine von dem Fahrer hervorgerufene Neigung des Fahrzeugs lenkbar ist, indem eine Steuerung dem die Neigung auswertet und die Antriebsanordnung die Kugel in einer gewünschten Fahrtrichtung antreibt. Das Fahrzeug wird ausschließlich über die Füße des auf dem Tragelement frei balancierenden Fahrers gelenkt. Durch eine Gewichtsverlagerung initiiert der Fahrer die Lenkung des Fahrzeuges. Dabei reagiert die Steuerung auf die Änderung eines seitlichen Neigungswinkels des Tragelements und treibt die Kugel über die Antriebsanordnung an, in die gewünschte seitliche Richtung abzurollen. Hierbei liegt der seitliche Neigungswinkel im Bereich von 0 Grad bis +/- 15 Grad beziehungsweise vorzugsweise bis +/- 10 Grad. Dann gleicht die Steuerung die gemessene Neigung des Tragelements aus, sodass es sich wieder in einer vorzugsweise horizontalen Ausrichtung befindet. Vorzugsweise steht der Fahrer einfach im Bereich der Aufstandsflächen auf dem Tragelement, die mit Anti-Rutsch-Auflagen für einen festen und sicheren Stand des Fahrers sowie eine bessere Koordination der Gewichtsverlagerung versehen sind. Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Steuerung ein Balance-Steuerungsmodul umfasst, das einen Fahrer bei der Ausbalancierung des Tragelements in einer horizontalen Lage im Raum unterstützt. Diese Ausbalancierung des Tragelementes in eine ausbalancierte Ausrichtung erfolgt über eine entsprechende Ansteuerung des ersten und zweiten Allseitenrads. Der Grad der Unterstützung kann variiert werden und so groß eingestellt werden, dass es für den Fahrer relativ einfach ist auf dem T ragelement zu balancieren. Andererseits ist die Unterstützung nicht so groß, dass der Fahrer daran gehindert wird, durch ein Verlagern seines Gewichts eine Lenkung des Fahrzeugs in die Neigungsrichtung auf Grund der Gewichtsverlagerung hervor zu rufen.

In einer Variante ist vorgesehen, dass die Rolle derart ausgebildet ist, dass in der Vorwärtsfahrtrichtung gesehen das Fahrzeug nach rechts und links stabilisiert ist. Der Fahrer muss somit nicht frei balancieren und lenkt das Fahrzeug über entsprechende Steuerelemente.

Besonders vorteilhaft und einfach ist, dass das Fahrzeug nur eine einzige Kugel und/oder nur eine einzige Rolle aufweist.

Konstruktiv bevorzugt ist vorgesehen, dass das Tragelement einen Deckelteil, zwei Aufstandsteile und einen Tragteil umfasst, der Deckelteil den oberen Teil der Kugel abdeckt und der untere Teil der Kugel nach unten aus dem Tragteil hinausragt.

Ein wirksamer Antrieb der Kugel wird dadurch erreicht, dass die Kugel über zwei Allseitenräder direkt und ohne eine Zwischenschaltung eines Getriebes über je einen Elektromotor angetrieben ist und jeder Elektromotor an dem Tragelement befestigt ist.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Elektromotoren über mindestens eine wieder aufladbare Batterie mit Energie versorgt sind.

Ein optimales Fahrverhalten des Fahrzeugs ohne schlagartige oder abrupte Bewegungen wird dadurch erreicht, dass sich das Tragelement über eine Stützanordnung auf der Kugel abstützt, wobei die Stützanordnung mindestens ein nicht angetriebenes Allseitenrad umfasst.

Vorteilhafter Weise ist das Fahrzeug haltegrifflos und wird von einem frei auf dem Tragelement balancierend stehenden Fahrer gelenkt, ohne Einsatz einer Haltestange. Der Fahrer kann somit auf dem Tragelement des Fahrzeugs skateboardartig frei balancieren ohne sich mit den Händen an einer Stütze oder an einer Lenkstange abzustützen oder auf einem auf dem Tragelement angeordneten Sattel oder Sitz zu sitzen.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das Fahrzeug einen Lenker aufweisen um den Fahrer Halt zu geben und Steuerelemente für die gewünschten Fahrtrichtungen aufzunehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines das Fahrzeug tragenden Fahrers, Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 1 ohne Fahrer, Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 3 mit einem transparenten Tragelement,

Figur 5 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer zweiten Ausführungsform,

Figur 6 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 5 ohne Fahrer, Figur 7 eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs für die Fortbewegung eines Fahrers in einer dritten Ausführungsform,

Figur 8 eine weitere perspektivische Prinzip-Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 7 und Figur 9 ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung des Fahrzeugs.

In der Figur 1 ist eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 , insbesondere eines skateboardartigen Kugelrollers, für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Das Fahrzeug 1 besteht im Wesentlichen aus einer einzigen auf einem Boden 3 abrollenden Kugel 4, einer einzigen auf dem Boden 3 abrollenden Rolle 7, einem sich auf der Kugel 4 und der Rolle 7 abstützenden Tragelement 5 und einer in dieser Figur nicht dargestellten Antriebsanordnung 6 für die Kugel 4 mit einer Steuerung 20. In Richtung einer Längsachse x des Fahrzeugs 1 und in einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeugs 1 gesehen ist die Kugel 4 vor der Rolle 7 und mit einem Abstand zu der Rolle 7 an dem Tragelement 5 angeordnet. Außerdem ist die Rolle 7 um eine Querachse y drehbar an dem Tragelement 5 gelagert. Die Querachse y ist rechtwinklig zur Längsachse x ausgerichtet und bei horizontal ausgerichtetem Tragelement 5 ebenfalls horizontal ausgerichtet. Außerdem hat die Rolle 7 eine ballige beziehungsweise kreissegmentförmige Lauffläche, die sich am Durchmesser der Kugel 4 orientiert, d.h. die gleiche Krümmung aufweist. Des Weiteren liegen die Kontaktpunkte beziehungsweise Kontaktlinien oder Kontaktflächen der Kugel 4 und der Rolle 7 auf dem Boden 3 hintereinander auf der Längsachse x des Fahrzeugs 1. Die Kugel 4 hat einen Durchmesser im Bereich von 50 mm bis 270 mm, vorzugsweise im Bereich von 75 mm bis 150 mm, besonders vorzugsweise von 100 mm, und die Rolle 7 einen Durchmesser im Bereich von 20 mm bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 35 mm bis 75 mm, besonders vorzugsweise 70 mm. Die Breite der Rolle 7 beträgt im Bereich von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt 10 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt 10 mm. Denkbar ist ein Einsatz von Rollen, die von Inlineskatern bekannt sind und einen Durchmesser von 70 mm und eine Breite von 10 mm aufweisen sowie aus PU -Mate rial bestehen. Das Tragelement 5 weist eine Länge im Bereich von 500 mm bis 1000 mm, bevorzugt 500 mm bis 800 mm, besonders bevorzugt 600 mm, auf. Ein Vorderbereich der Kugel 4 weist einen Abstand von 30 mm bis 100 mm von einem vorderen Ende des Tragelements 5 auf. Die Rolle 7 kann bis an ein hinteres Ende des Tragelements 5 heranragen. Ein Radstand bezogen auf eine Rollenachse 7a der Rolle 7 und einer virtuellen Drehachse der Kugel 4 bei Vorwärtsfahrt liegt mindestens bei 300 mm, um ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 zu erreichen und ist nach oben über die Abmessungen von Rolle 7 und Kugel 4 sowie der Länge des Tragelements 5 begrenzt.

Da das Fahrzeug 1 nur über die einzige Kugel 4 und die einzige Rolle 7 auf dem Boden 3 ruht, kann es seitlich nach rechts und links um die Längsachse x kippen. Der Fahrer 2 balanciert somit in Bezug auf die Längsachse x auf dem Fahrzeug 1 während der Fahrt. Hierbei wird der Fahrer 1 von der Steuerung 20 unterstützt, die unter anderem Balance- Steuerungsmodule 18a, 18b mit entsprechenden elektronischen Stabilitätsprogrammen umfasst, das dem Fahrer 2 bei der Ausbalancierung des Tragelements 5 um die Längsachse x in einer horizontalen Lage hilft. Außerdem ragen die Kugel 4 und die Rolle 7 aus dem Tragelement 5 teilweise nach unten heraus.

Die Verwendung der angetriebenen Kugel 4 als Radersatz hat den Vorteil, dass das Fahrzeug 1 auf dem Boden 3 in alle beliebigen Richtungen angetrieben werden kann und somit auch mittels der Kugel 4 gelenkt werden kann. Im vorliegenden Fall ist ein Antrieb des Fahrzeugs 1 über die Kugel 4 in eine Linksfahrtrichtung L, eine Rechtsfahrtrichtung R und eine Vorwärtsfahrtrichtung V vorgesehen (siehe Figuren 3 und 4).

Das Fahrzeug 1 kann auch als Sportgerät, Freizeitgerät oder Fungerät bezeichnet werden, auf dem der Fahrer 2 während der Benutzung wie bei einem Skateboard frei balancierend auf dem Tragelement 5 steht und bei dem der Fahrer 2 das Fahrzeug 1 über Gewichtsverlagerung lenkt. Ein Bremsen, Beschleunigen und Fahren des Fahrzeugs 1 kann auch über eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 oder eine vom Fahrer 2 zu bedienende Fernsteuerung erfolgen. Eine Gewichtsverlagerung des Fahrers 2 nach vorne und hinten ist ausreichend, um Steuerungsimpulse über erste und zweite Sensoren 10a, 10b in Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 zu generieren. Außerdem ist das Fahrzeug 1 in dieser ersten Ausführungsform und der später beschriebenen zweiten Ausführungsform in Bezug auf den Fahrer 2 haltegrifflos. Somit stehen dem Fahrer 2 keine Hilfsmittel wie eine Lenkstange, eine Stütze zum Abstützen oder einen Sitz zum Sitzen beziehungsweise als Hilfe beim Balancieren zur Verfügung. Der Fahrer 2 muss somit frei auf dem Tragelement 5 des Fahrzeugs 1 balancieren ohne sich mit den Händen an einer Stütze oder an einer Lenkstange beziehungsweise mit den Schienbeinen an einem Kniebrett abzustützen oder auf einem auf dem Tragelement 5 angeordneten Sattel oder Sitz zu sitzen.

Das Tragelement 5 ist ein komplexes Bauteil mit mehreren Funktionen und weist hierzu ein Deckelteil 5a, zwei Aufstandsteile 5b und ein unteres Tragteil 5c auf. Über das Deckelteil 5a wird ein oberer Teil 4a der Kugel 4 (siehe Figur 4) abgedeckt und schützt somit den Fahrer 2 vor Berührungen mit der rotierenden Kugel 4 und das Deckelteil 5a umgibt einen Einbauraum 8 (siehe Figur 4) zwischen einer Oberfläche 4b der Kugel und einer Innenseite des Deckelteils 5a (siehe Figur 4).

An einem unteren Rand des Deckelteils 5a schließen sich in Bezug auf die Kugel 4 gegenüberliegend angeordnete Aufstandsteile 5b an. Die zwei Aufstandsteile 5b ragen wie vordere und hintere Ansätze von dem Deckelteil 5a nach außen und in Vorwärtsfahrtrichtung V nach vorne und hinten weg und bilden im Wesentlichen ebene beziehungsweise in einer horizontalen Balance-Lage des Fahrzeugs 1 gesehen horizontale Aufstandsflächen 10 für einen rechten und einen linken Fuß 2a des Fahrers 2 (siehe auch Figur 3). In dieser im Wesentlichen seitlichen Balance-Lage des Fahrzeugs 1 befinden sich die Kugel 4 und die Rolle 7 auf dem Boden 3.

In einer Vorwärtsfahrtrichtung V des Fahrzeuges 1 gesehen sind die Aufstandsflächen 10 vor und hinter der Kugel 4 angeordnet. Die Vorwärtsfahrtrichtung V ist hierbei auf eine Fahrrichtung des Fahrzeugs 1 in Richtung seiner Längsachse x bezogen, wobei sich die Kugel 4 vor der Rolle 7 befindet. Der Fahrer 2 bewegt sich in Vorwärtsfahrtrichtung V seitwärts. Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrers 2, der das Fahrzeug 1 beispielsweise über nicht dargestellte Schulter-Trageriemen auf seinem Rücken trägt. Das Gesamtgewicht des Fahrzeug 1 liegt unter 5 kg, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 kg.

Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs gemäß Figur 1 ohne den Fahrer 2. Die Form des Fahrzeugs 1 und somit im Wesentlichen die Form des Tragelements 5 erinnert an eine Sandale, bei der das Deckelteil 5a den Riemen bildet, an dem sich in Richtung der Längsachse x gesehen ein vorderes, kürzeres und breites Aufstandsteil 5b und ein hinteres, längeres und schmaleres Aufstandsteil 5b anschließen. In einer Draufsicht gesehen ist das Tragelement 5 trapezförmig mit Abrundungen vorne und hinten sowie sich nach hinten verjüngend. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Tragelement 5, insbesondere die Aufstandsteile 5b, nicht nur halbkreisförmig und trapezförmig, sondern auch oval, rechteckig oder mehreckig oder in einer kombinierten geometrischen Form ausgebildet sind. Die halbkreisförmigen beziehungsweise trapezförmigen Aufstandsteile 5b haben jedoch den Vorteil, dass der Fahrer 2 trotz materialsparender Ausführung eine ausreichende Stabilität hat und ein Auf- und Absteigen durch eine schnelle und intuitive Einnahme einer vorbestimmten Fahrerposition erleichtert. Die Aufstandsteile 5b grenzen in Bezug auf die Kugel 4 gegenüberliegend an dem Deckelteil 5a an. Die Aufstandsfläche 10 für den vorderen Fuß 2a befindet sich in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen vor der Kugel 4 und die Aufstandsfläche 10 für den hinteren Fuß 2a ebenfalls in Vorwärtsfahrtrichtung V gesehen oberhalb der Rolle 7.

Die in der Figur 3 gezeigten Aufstandsflächen 10 für den rechten und den linken Fuß 2a des Fahrers 2 können bloße Markierungen in der Größe eines Teils der Füße 2a oder mit einem rutschhemmenden Belag ausgelegte oder antirutschbeschichtete Bereiche auf den Aufstandsteilen 5b sein. Die Größe der Aufstandsflächen 10 ist so gewählt, dass zumindest ein Mittelteil der Füße 2a und die volle Breite der Füße 2a unterstützt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich im Bereich der Aufstandsflächen 10 für den rechten und den linken Fuß 2a des Fahrers 2 jeweils ein erster Sensor 10a beziehungsweise ein zweiter Sensor 10b. Mittels dieser Sensoren 10a, 10b kann das Beschleunigen, Fahren und Bremsen des Fahrzeugs 1 durch den Fahrer 2 gesteuert werden. Hierfür können die Sensoren 10a, 10b beispielsweise Gewichtsveränderungen oder von dem Fahrer 2 über seine Füße 2a gegebene Gesten oder Abfolgen registrieren und ein entsprechendes Signal an die Steuerung 20 schicken. Dadurch wird die Bewegung des Fahrzeuges 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V bestimmt.

In der Figur 4 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 3 dargestellt, wobei das Tragelement 5 transparent dargestellt ist, um den inneren Aufbau des Fahrzeugs 1 , insbesondere dessen Antriebsanordnung 6, zu zeigen. Wie zuvor beschrieben rollt das Fahrzeug 1 über eine Kombination von Kugel 4 und auf dem Boden 3 ab. Die Rolle 7 ist über eine Rollenachse 7a, die parallel zur Querachse y ausgerichtet ist, an dem Tragelement 5 gelagert. Die Kugel 4 ist von unten in eine entsprechende untere Öffnung des Tragteils 5c eingesteckt und das Tragelement 5 ruht mittels einer Stützanordnung 9 oben auf der Kugel 4. Die Stützanordnung 9 befindet sich oben im Bereich der Mitte des Deckelteils 5a und umfasst zwei nicht angetriebene und sich um jeweils eine eigene Drehachse, die jeweils in Richtung der Querachse y ausgerichtet sind, drehbare Allseitenräder 9a, 9b. In Richtung der Längsachse x gesehen sind die Allseitenräder 9a, 9b sehr nah zueinander aber nicht aneinander berührend, rechts und links von der Mitte der Kugel und in einer V-Stellung zueinander angeordnet. Alternativ ist auch eine Ausführung der Stützanordnung 9 mit einer anderen Art der Kugellagerung möglich. Der Vorteil liegt darin, dass sich das Abrollen der Kugel 4 weicher für den Fahrer 2 anfühlt und durch das Vermeiden von eventuellen schlagartigen oder abrupten Bewegungen ein Verschleiß der zwei Allseitenräder 9a, 9b vermindert ist. Die Allseitenräder 9a, 9b sind an dem Tragelement 5 gelagert.

Die Antriebsanordnung 6 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Allseitenrad 11a, einem zweiten Allseitenrad 11b, einem dritten Allseitenrad 11c und einem vierten Allseitenrad 11d, die im Wesentlichen gleichmäßig um den Umfang der Kugel 4 vorzugsweise in Höhe eines Äquators 4c der Kugel 4 verteilt sind. Das erste Allseitenrad 11a und das zweite Allseitenrad 11b sind in Richtung der Längsachse x gesehen symmetrisch rechts und links von der Längsachse x beabstandet und jeweils direkt und ohne eine Zwischenschaltung eines Getriebes von einem ersten Motor 12a und einem zweiten Motor 12b angetrieben, die sich an dem Tragelement 5 abstützen. In der Figur 4 ist das zweite Allseitenrad 11b von der Kugel 4 verdeckt. Die Allseitenräder 11a, 11b haben jeweils vorzugsweise einen gleichen Durchmesser im Bereich von 20 mm bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 50 mm bis 70 mm. Die Achsen der Allseitenräder 11a, 11b sind in Bezug auf die Längsachse x v-förmig sich nach vorne erweiternd ausgerichtet. Die nicht angetriebenen Allseitenräder 11c, 11d sind kleiner und haben jeweils vorzugsweise einen gleichen Durchmesser im Bereich von 10 mm bis 150 mm, vorzugsweise im Bereich von 20 mm bis 40 mm.

Innerhalb des Tragteils 5c und unterhalb des vorderen Aufstandsteils 5b und somit vor der Kugel 4 sind die Batterien 19 für die Motoren 12a, 12b und die Steuerung 20 angeordnet. Ein koordinierter Antrieb der beiden Allseitenräder 11a, 11b führt somit zu einer Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V, in Rechtsfahrtrichtung R oder in Linksfahrtrichtung L oder in jeder beliebigen Zwischenrichtung hiervon. Eine Bewegung des Fahrzeugs 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das erste und das zweite Allseitenrad 11a und 11b gegenläufig angetrieben werden.

Die Motoren 12a, 12b sind an dem Tragelement 5 befestigt und werden über eine Steuerung 20 (siehe Figur 9) angesteuert. Als Motoren 12a, 12b kommen 24V- Gleichstrommotoren zum Einsatz mit Leistungen im Bereich von 350 Watt bis 800 Watt auch ist ein Einsatz von bürstenlosen Drehstrommotoren im Bereich von 100 Watt bis 500 Watt denkbar.

Für einen Antrieb der Kugel 4 sind mindestens zwei angetriebene Allseitenräder 11a, 11b nötig, die vorzugsweise in 90 Grad-Winkel zueinander auf dem Äquator 4c die Kugel 4 antreiben. Ein Antrieb mit drei, vier oder mehr Allseitenrädern 11a, 11b, 11c, 11d ist theoretisch auch möglich. Eine Ausführung der als Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d ist möglich, aber nicht nötig. Nur wenn die Kugel 4 über oder unter dem Äquator 4c angetrieben wird, werden Allseitenräder benötigt. Sonst ist der Einsatz von Rädern oder Rollen als Antriebsräder in Ersatz der Allseitenrädern 11a, 11b, 11c, 11d möglich.

Es ist selbstverständlich, dass zwischen der Oberfläche 4b der Kugel 4 und der Innenseite des Deckelteils 5a ein umlaufender Spalt verbleibt, der eine freie Drehbarkeit der Kugel 4 relativ zu dem Tragelement 5 erlaubt. Auch kann eine Federung des Fahrzeugs 1 im Bereich der Anlenkung der Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d oder über eine elastische Kugel vorgesehen werden. Die Kugel 4 ist vorzugsweise aus Hartplastik hergestellt. Beispielsweise sind Bowlingkugeln geeignet. Üblicher Weise ist die Kugel 4 mit Gummi oder Polyurethan umgossen. Außerdem ist ersichtlich, dass die Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d im Bereich des Äquators 4c angreifen. Die verwendeten Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d sind allgemein bekannt und werden auch als omnidirektionale Räder bezeichnet. Bei den Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d besteht die Lauffläche aus einer Vielzahl entlang des Umfanges angeordneten Rollen, deren Drehachsen im Wesentlichen orthogonal zu der Drehachse des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und tangential zu einem Umfang beziehungsweise einer Lauffläche des Allseitenrades 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d liegen. Die Verwendung von Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11 d erlaubt, dass sich die Kugel 4 reibungsarm neben der Antriebsrichtung des jeweiligen Allseitenrades 9a, 9b, l la, 11b, 11c, Ud in alle anderen Richtungen zu dem jeweiligen Allseitenrad 9a, 9b, 11 a, l lb, 11c, 11 d drehen kann.

Das Tragelement 5 schützt in seiner Zusatzfunktion als Gehäuse die Antriebsanordnung 6 vor Verschmutzung und die Füße 2a des Fahrers vor einem möglichen Kontakt mit den rotierenden Allseitenrädern 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d und den Motoren 12a, 12b.

Auch zeigt die Figur 4, dass das Tragteil 5c des Tragelements 5 abgerundet ist. Der Vorteil dieser abgerundeten Ausführung liegt in einer erweiterten Neigungsfähigkeit des Tragelements 5. Alternativ sind aber auch weitere geometrische Ausführungen denkbar, die je nach Bedarf den Neigungswinkel des Tragelements 5 durch Übergänge von einer abgerundeten in eine eckige Form beschränken. Die Konturen von dem ersten und zweiten Motor 12a und 12b sind trotz des abdeckenden Tragteils 5c erkennbar.

Insgesamt ist zu dem Fahrzeug 1 zu sagen, dass wie bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb hier vorne die Kugel 4 angetrieben und hinten die Rolle 7 antriebslos ist. Die Rolle 7 wird im Betrieb des Fahrzeugs 1 also von der Kugel 4 geschleppt. Insgesamt ist das Fahrzeug 1 mit einem Roller vergleichbar, der eine angetriebene und über den Antrieb lenkbare vordere Kugel 4 und eine geschleppte hintere Rolle 7 aufweist. Während eines normalen Betriebs des Fahrzeugs 1 sind somit Kugel 4 und Rolle 7 beide in Kontakt mit dem Boden 3.

Die Figur 5 zeigt eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer zweiten Ausführungsform. Dieses Fahrzeug 1 funktioniert wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform, nur dass beide Füße 2a entweder in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 stehen oder der vordere Fuß 2a oberhalb der Kugel 4 steht und der hintere Fuß 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 steht. In Zusammenhang mit der Position des vorderen Fußes 2a oberhalb der Kugel 4 wird oberhalb so verstanden, dass in einer Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen das vordere Aufstandsteil 5a für den vorderen Fuß 2a zumindest teilweise oberhalb der Kugel 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Draufsicht auf das Fahrzeug 1 gesehen, das vordere Aufstandsteil 5a und somit der darauf ruhende vordere Fuß 2a vollständig innerhalb der Kontur der Kugel 4 angeordnet und insbesondere zentral oberhalb der Kugel 4. Aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform wird auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 verwiesen und nachfolgend werden die dort verwendeten Bezugszeichen übernommen.

Auch in der zweiten Ausführungsform wird über Balance in Richtung der Querachse y gelenkt. Optional kann an dem Fahrzeug 1 ein nicht dargestellter Lenker angebracht werden. Eine entsprechende Anschlussbohrung ist oben auf dem Deckelteil 5a angedeutet. Damit wird das Fahrzeug 1 zu einem Roller, insbesondere einem Kugel- Roller.

In der Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 5 ohne Fahrer 2 dargestellt. Auch hierzu wird aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten Ausführungsform auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4 und die dort verwendeten Bezugszeichen verwiesen. Wie zuvor beschreiben ist hier nur die Anordnung der Aufstandsteile 5b zu der Kugel 4 anders gewählt.

Die Figur 7 zeigt eine perspektivische Prinzip-Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 für die Fortbewegung eines Fahrers 2 in einer dritten Ausführungsform. Dieses Fahrzeug 1 funktioniert wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform, nur dass entweder beide Füße 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 stehen oder der vordere Fuß 2a oberhalb der Kugel 4 steht und der hintere Fuß 2a in Richtung der Längsachse x gesehen hinter der Kugel 4 steht und ein Lenker 21 vorgesehen ist. Aufgrund der Gemeinsamkeiten mit der ersten und zweiten Ausführungsform wird auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 6 verwiesen und nachfolgend werden die dort verwendeten Bezugszeichen übernommen. Auch kann ein nicht dargestellter Sitz für den Fahrer 2 vorgesehen werden. Der Sitz ist dann auf dem Tragelement 5 angeordnet. Gesteuert wird das Fahrzeug 1 über den Lenker 21 mit entsprechenden Schaltelementen oder über Gewichtsverlagerung rechts links. Die Figur 8 zeigt eine weitere perspektivische Prinzip-Ansicht des Fahrzeugs 1 gemäß Figur 7. Hier sind die Batterien 19 zwischen der Kugel 4 und der Rolle 7 unterhalb des Tragteils 5c angeordnet.

In der Figur 9 ist ein Prinzip-Schaltbild der Steuerung 20 des Fahrzeugs 1 dargestellt. Die Steuerung 20 ist an dem und/oder innerhalb des Tragelements 5 angeordnet. In der Steuerung 20 ist eine Vielzahl von Bauteilen zusammengefasst, um ausgehend von einer Balance-Lage des Tragelements 5 Gewichtsverlagerungen des Fahrers 2 und somit ein seitliches Rollen des Tragelements 5 erkennen zu können. Der Grad des Rollens in Richtung der Querachse y wird von einem Roll-Kreisel 16b erkannt. Der Kreisel 16b liefert jeweils Beschleunigungs- und Winkeldaten. Der Roll-Kreisel 16b erfasst die Neigungsbewegung um die Längsachse x. Hierbei liegt der seitliche Neigungswinkel im Bereich von 0 Grad bis +/- 15 Grad beziehungsweise vorzugsweise +/- 10 Grad. Die Steuerung einer Bewegung des Fahrzeugs in Vorwärtsfahrtrichtung V erfolgt über einen Signalgeber 16a, der beispielsweise Signale von ersten und zweiten Sensoren 10a, 10b in den Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 und somit von den Füßen 2a des Fahrers 2 erhält. Der Signalgeber 16a kann auch Signale von einer von dem Fahrer 2 bedienten Fernbedienung oder Signale vom Lenker oder anderen Steuerelementen erhalten. Die von dem Roll-Kreisel 16b und dem Signalgeber 16a erfassten Daten werden an eine Auswertesteuerung 17a geschickt. In Abhängigkeit von dem erfassten Grad der Neigung und der Neigungsrichtung und den Signalen in Vorwärtsfahrtrichtung V wird in der ersten Auswertesteuerung 17a der oder die anzutreibenden Motoren 12a, 12b bestimmt über jeweils ein elektronisches Stabilitätsprogramm 18a, 18b in der erforderlichen Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit angesteuert, um die gewünschte Fahrbewegung des Fahrzeugs 1 zu erzeugen. Gleichzeitig wird parallel über ein Balance-Steuerungsmodul innerhalb der Auswertesteuerung 17a der Fahrer 2 unterstützt, die seitliche Balance-Lage der Aufstandsteile 5b des Tragelements 5, die vorzugsweise horizontal ausgerichtet sind, durch entsprechende Ansteuerung der Motoren 12a, 12b wieder zu erreichen. Die Auswertesteuerung 17a ist als programmierbarer Mikrocomputer ausgebildet. Die zuvor von dem Fahrer 2 über die erste Gewichtsverlagerung hervorgerufene Fahrbewegung bleibt erhalten, solange der Fahrer 2 die Neigung des Tragelements 5 aufrechterhält, und wird aufgehoben, wenn der Fahrer 2 sein Gewicht in die Gegenrichtung verlagert.

Unter dem vorgenannten Roll-Kreisel 16b ist jegliche Art von Messgerät zu verstehen, mit den die Winkellagen und Winkelrichtungen in Bezug auf die Querachse y bestimmt werden kann. Üblicher weise handelt sich um elektronische Schaltungen, die mit Piezo- Sensoren arbeiten.

Es kann vorgesehen werden, dass nachdem alle beide Sensoren 10a, 10b das Vorhandensein beider Füße 2a des Fahrers 2 registriert und an die Auswertesteuerung 17a geschickt haben, das Fahrzeug 2 durch ein in der Auswertesteuerung 17a angeordnetes Balance-Steuerungsmodul ausbalanciert, sodass die Aufstandsflächen 10 des Tragelements 5 in eine horizontale Lage im Raum gebracht sind.

Auch können die vorbeschriebenen Fahrzeuge 1 anstatt der balligen Rolle 7 ein Rad oder zwei seitlich voneinander beabstandete Räder aufweisen, so dass eine seitliche Stabilität des Fahrzeuges 1 erreicht wird und somit ein Balancieren entfällt. Das Fahrzeug 1 hat dann eine Dreipunkt-Auflage auf dem Boden 3. Das Lenken des Fahrzeugs 1 erfolgt dann über eine Fernbedienung, Sensoren mit Kontakt mit den Füßen oder Schaltelementen am Lenker oder Bremspedal, Gaspedal am Fahrzeug 1. Auch kann das Fahrzeug 1 generell mit einer Bremse ausgerüstet werden.

In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind erste und zweite Allseitenräder 9a, 9b der Stützanordnung 9 und erste bis vierte Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11 d für den Antrieb und die Führung der Kugel 4 beschrieben worden. Diese Allseitenräder 9a, 9b, 11a, 11b, 11c, 11d zeichnen sich durch eine hohe Standfestigkeit aus. Im Rahmen der Erfindung ist es durchaus möglich, die erste und zweite Allseitenräder 9a, 9b der Stützanordnung 9 durch in Teflon gelagerte Kugeln zu ersetzen, sowie die ersten bis vierten Allseitenräder 11a, 11b, 11c, 11d durch normale Rollen, die dann aber im Äquator 4c der Kugel 4 angreifen müssen.

Grundsätzlich ist auch denkbar, dass das Fahrzeug 1 nach Art eines Karts einen Sitz auf dem Tragelement 5 vor der Rolle 7 aufweist und Auflageflächen 10 für die Füße 2a im Bereich der Kugel 4 vorzugsweise rechts und links neben der Kugel 4 angeordnet sind. Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Fahrer

2a Füße

3 Boden

4 Kugel

4a oberer Teil

4b Oberfläche

4c Äquator

5 Tragelement

5a Deckelteil

5b Aufstandsteile

5c Tragteil

6 Antriebsanordnung

7 Rolle

7a Rollenachse

8 Einbauraum

9 Stützanordnung

9a erstes drehbares Allseitenrad

9b zweites drehbares Allseitenrad

10 Aufstandsflächen

10a erster Sensor

10b zweiter Sensor

11a erstes Allseitenrad

11b zweites Allseitenrad

11c drittes Allseitenrad

11d viertes Allseitenrad

12a erster Motor

12b zweiter Motor

16a Signalgeber

16b Roll-Kreisel

17a erste Auswertesteuerung

18a erstes elektronisches Stabilitätsprogramm

18b zweites elektronisches Stabilitätsprogramm 19 Batterie

20 Steuerung

21 Lenker

L Linksfahrtrichtung R Rechtsfahrtrichtung

V Vorwärtsfahrtrichtung x Längsachse y Querachse