Fahrwerk für Fahrzeuge, insbesondere Kinderwagen Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für Fahrzeuge, insbesondere Kinderwagen, mit einer Vorderradachse und einer Hinterrad- achse, die, zum Befahren von Treppen gegen läufig schwenkbar verbunden sind. Zur zwangsbeweglichen Verbindung der Radachsen wurden Lenker verwendet;
doch hat man hier für auch schon ineinandergreifende Zahn segmente oder Seilzüge vorgeschlagen. Es hat sieh gezeigt, dassdiese Verbindungsmittel bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis den Anforderungen nicht entsprechen, indem die bei der Treppenaufwärtsfahrt rückwärtigen, grosse Schwenkbewegungen aasführenden Räder an den Bewegungsumkehrstellen mit verhältnismässig grossen Schwenkgeschwindig keiten auf- und:
abwärtspendeln. Die Zugkraft am Lenkbügel des Fahrzeuges ist daher un gleichmässig und das Hin- und Herschwingen der Hinterräder mit einer störenden Geräusch entwicklung verbunden.
Die Erfindung bezweckt, die Fahreigen schaften dieser bekannten Fahrzeuge während der Treppenfahrt zu verbessern, und besteht darin, dass die Schwenkverbindung der Rad achsen durch bei der Schwenkung mit sich änderndem Übersetzungsverhältnis ineinander greifende verzahnte Scheiben hergestellt ist, die auf den Schwenkachsen der Radachsen sitzen.
Als Scheiben mit einem sich ändernden Übersetzungsverhältnis eignen sich beispiels- weise exzentrisch gelagerte, kreisrunde Zahn- räder oder auch elliptische Zahnsegmente. Durch eine entsprechende Formgebung der miteinander kämmenden, verzahnten Scheiben können die Winkelgeschwindigkeiten der Schwenkbewegung der Radachsen so zwein arider bemessen werden,
dass die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Fahr werke vermieden werden und die Fahrwerke den handelsüblichen. Fahrzeugtypen angepasst werden können.
In der Zeichnung ist als AusführLutgsbei- spiel des Erfindünfegenstandes ein Fahr- werk mit urirunden Zahnsegmenten für einen treppengängigen Kinderwagen dargestellt. Die Fig. 1 biss 5 zeigen .das Fahrwerk in. Seiten- anrichten in fünf verschiedenen Bewegungs phasen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Schwenk verbindung der Radachsen in grösserem Mass stab in zwei verschiedenen S-ehaltstellungen. Die Fig. 8 und 9 zeigen zwei Grenzstellun- gen der Räder zweier Fahrwerke sowie den Fahrweg derselben:
während der -Treppen <B>f</B>ahrt, wobei das eine Fahrwerk kleinere Räder als das .ändere aufweist. Fig. 10 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Fahrwerkes im Schaubild.
Der Fahrwerkrahmen besteht beim Aus- führungsbeispiel aus Blattfedern 1, an deren Enden der nicht dargestellte Wagenkasten in üblicher Weise aufgehängt ist. Die Blattfedern 1 tragen Lagerlaschen 2 für die Schwenk achsen 3 und 4 zweier an ihrem Umfang ver- zahnter unrunder Scheiben 5 und 6. Die Scheibe 5 bildet das Traglager für die Achse 7 des oder der Vorderräder 8, während die Scheibe 6 in einen Tragarm 9 übergeht, der das Traglager für die Achse 10 des oder der Hinterräder 11 bildet.
Die Bezeichnungen Vorderräder und Hinterräder beziehen sich jeweils auf die Stellung dieser Räder in bezug auf die Fahrtrichtung beim Treppauf- wärtafahren des Fahrwerkes. In der in Fig. 1 ersichtlichen Stellung der Räder liegen deren Radachsen zum Beispiel mittels Gummihülsen 12 an den Blattfedern 1 an.
Um die Schwenk- achle 3 der Scheibe 5 ist ein Pedal 13 ent gegen der Kraft einer Feder 1.4 lose drehbar gelagert, das mit einem über die Schwenk achse hinausreichenden Arm 15 der verzahn ten Scheibe 6 anliegt, wozu diese, wie deut licher aufs Fig. 6 zu ersehen ist, seitlich einen Zapfen 16 trägt, dem eine Nase 17 des Pedals 13 gegenüberliegt.
Der Arm 15 des Pedals 13 hintergreift mit einem Ansatz 18 einen Zap fen 19 der Scheibe 6, so dass beim Abheben des Rahmens von der Fahrbahn der Tragarm 9 nicht -unter seinem Eigengewicht und jenem der Hinterräder 11 abwärts schwenken kann. und dass durch den Zahneingriff der Schei ben 5, 6 gleichzeitig auch die Vorderräder 8 gegen ein Abwärtsschwenken gesichert sind.
Wird hingegen das Pedal 13 entgegen der Kraft der Feder 14 abwärts geschwenkt, so wird vorerst der Ansatz 18 vom Zapfen 1.9 abgehoben, worauf die Nase 17 gegen den Zapfen 16 drückt und die Scheibe 6 im Uhr zeigersinn mitdreht, bis die Radachse 7 der Vorderräder 8 in die in Fig. 2 lind 7 ersicht- liehe Stellung gelangt, in welcher sie ihre tiefste Stellung gegenüber dem Rahmen ein nimmt.
Die während dieser Schwenkbewegung der Räder sich aneinander abwälzenden Zonen 20, 21 der Verzahnungen beider- Scheiben 5 und 6 weisen eine derartige Form auf, dass die Radachse 10 d!er # Hinterräder 11-, die in der Ausgangsstellung nach Fig. 1 den gleichen Abstand vom Rahmen wie jene der Vorder räder 8 hat., gemäss Fig. -2 auch. nachher wie der den gleichen Höhenabstand vom Fahr werkrahmen aufweist. Der Rahmen befindet sieh daher wieder in paralleler Lage zur Fahr bahn, nur in einer etwas angehobenen Stellung.
In dieser Lage des Tragarmes 9 liegt der Ansatz 18, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, naeh Rückhehr des Pedals 13 in seine Ausgangs- stellung auf der gegenüberliegenden Seite des Zapfens 19 an, so dass ein Zurück-schwenken der Räder in ihre Ausgangsstellung verhin dert wird, während eine Schwenkbewegung der Räder zueinander über die in Fig. 2 er sichtliche Stellung hinaus ohne weiteres mög lich ist,
so dass das Fahrwerk zum Befahren i von Treppen bereit ist. Wegen der Einwir kung des Pedals 13 auf die Zahnscheibe 6 genügt ein verhältnismässig kleiner Schwenk weg des Pedals 13, um die Radachse 7 um ungefähr 90 aus der Stellung nach Fig. 6 in jene nach Fig. 7 zu schwenken, da das Über- setzungsverhältnis zwischen den Zahnschei ben 6 und 5 im Bereiche der Verzahnungs zonen 20, 21 durchschnittlich<B>5:1</B> ist.
Die an die Verzahnungszonen 20, 21 an schliessenden Verzahnungszonen 22 und 23 der Scheiben 5 und 6 bedingen durch ihren gegen seitigen Eingriff während der Treppenfahrt und durch die Wahl der Anordnung gegen über den Schwenkachsen 3, 4 eine Verände rung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Schwenkbewegungen der Radachsen 7 und 10. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, nimmt der Abstand der Teilungskurve der Verzahnungszone 22 von der Schwenkachse 3 ständig zu, während der Abstand der Tei lungskurve der Verzahnungszone 23 von der Schwenkachse 4 ständig abnimmt.
Werden daher die Vorderräder 8 -unter Zug an dem nicht dargestellten Lenkbügel des Fahrzeuges gegen die Brust der Stufe 24 mit einer zur Verbindungsgeraden der Stufenvorderkanten ungefähr parallel gerichteten Kraft gezogen, so werden sie mitsamt ihrer Achse 7 mehr und mehr entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 3 herumgeschwenkt, während durch den Zahneingriff der beiden Scheiben 5, 6 der Tragarm 9 im Uhrzeigersinn nach unten geschwenkt wird, wobei die Vorderräder 8 längs der Brust der Stufe 24 hochklettern. Die Lage der Scheibe 5 zur Schwenkachse 3 bedingt es,
d'ass das Ansteigen der Vorder räder am Anfang langsamer erfolgt und dann immer rascher, während wegen der Änderung des Übersetzungsverhältnisses die Winkel- geschwindigkeit der Radachsen 10 der Hinter räder zunimmt.
Während die lotrechte Bewe gungskomponente der Schwenkbewegung der Radachse 10, die gegen die Fahrbahn wirkt, dabei mehr und mehr abnimmt und die par allel zur Fahrbahn gerichtete Bewegungskom- ponente zunimmt, nimmt bei der Radachse 7 die lotrechte, Bewegungskomponente bei der Schwenkbewegung von unten nach oben mehr und mehr zu,
während die horizontal gerich tete Komponente abnirmnt. Durch besondere Formgebung der beiden Teilungskurven der Verzahnungszonen 22 und 23 kann das Über setzungsverhältnis im mittleren Bereich einen annähernd konstanten Verlauf haben und einen Durchschnittswert von 1:1,4 aufweisen, während das Übersetzungsverhältnis, am An fang der Schwenkbewegung 1:2,2 und am Ende<B>1:
1</B> ist. Dieses sich ändernde Über- setzungsverhältnis der Zahnscheiben 5 und 6 wirkt sich bei der Treppenfahrt des Fahr werkes sehr güxistig aus, weil die auf den Lenkbügel des Wagens ausgeübte Zugkraft kleiner sein kann als bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis und auch die vom Fahrwerk ausgeführte Bewegring während der Treppenfahrt ausgeglichener ist.
Wenn die Vorderräder 8 schliesslich über die Kante der Stufe hinweggerollt sind und die Hinterräder 11 in die in Fig. 4 ersicht liche Stellung gelangen, tritt -unter dem Zug an dem Lenkbügel durch die nunmehr umge kehrte Schwenkbewegung der Hinterräder Bewegungsumkehr der beiden Zahnscheiben 5 und 6 ein. Der Tragarm 9 wird nunmehr entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wäh rend die Zahnscheibe 5, die Radachse 7 und die Vorderräder 8 im Uhrzeigersinn schwen ken.
Da am Anfang der entgegengesetzten Schwenkbewegung des Tragarmes 9 die Zug kraft vom Lenkbügel am wirksamsten aufge@- nommen wird, genügt die Übersetzung der Schwenkbewegung vollauf, um die am Anfang erforderlichen grossen 'lotrechten Bewegungs- komponenten der Schwenkbewegung der Rad achse zu erzielen. Da, die lotrechten Bewe- ;
gungskomponenten, die das Anheben des Rah mens bewirken, in der Folge, wie erwähnt, stetig kleiner werden, ist das Übersetzungsver hältnis in diesem Fall von der Scheibe 6 auf die Scheibe 5 in entgegengesetzter Richtung ; zunehmend und am Ende schliesslich 2,2:1. Haben die Hinterräder 1.1 schliesslich die Stufenoberkante erreicht, so gelangen die Vor derräder 8 in die Stufennische, worauf sich der geschilderte Vorgang wiederholt.
Es hat sich gezeigt, dass besonders günstige Fahrverhältnisse während der Treppenfahrt erzielt werden können, wenn die Radachsen 7, 10 der Räder 8 bzw. 11 am Fahrwerkrahmen so angeordnet sind, dass sich die Hinterräder, 11 in der Stufennische befinden, wenn die Vorderräder 8 die Stufenkante in einer Stel lung berühren,
in der ihre Radachse 7 ange nähert in einem Bereich zwischen der Senk rechten 25 zur Verbindungsgeraden 26 der Kanten. benachbarter Stufen und der Senk rechten 27 zur Trittfläehe der Stufe liegt, und nach Überwindung der Stufe die Hinterräder in dem genannten Bereich stehen, wenn die Vorderräder die nächste Stufennische erreicht haben.
Wenn die Vorder- und die Hinterräder in der gleichen Spur laufen sollen, so ergeben sich bei einer gegebenen Stufenanordnung die in den Fig. 8 und 9 ersichtlichen Grössen der Räder.
Bei Verwendung der mit vollen Linien gezeichneten kleineren - Räder wird jeder Punkt des Rahmens während der Stufenfahrt nach der in Fig. 8 strichpunktiert angedeute ten Linie 28 fortschreiten, die im wesentlichen parallel zur Verbindungsgeraden 26 der Stu fenkanten verläuft.
Werden hingegen die grösseren, in, den Fig. 8 und 9 strichpunktiert gezeichneten Räder verwendet, so liegt die Radachse der Vorderräder (Fig. 8) oder der Hinterräder (Fig. 9) bei dem gewählten Durchmesser in den erwähnten Grenzstellun- gen in der Senkrechten 27. Der Weg des Fahr.
werkrahmens während der Treppenfahrt ver läuft dann nach der ih. Fig. 9 ,strichpunktiert gezeichneten Linie 29, die etwas grössere Ab weichungen von der Parallelen zur Verbin- dungsgeraden 26 der Stufenkanten aufweist.
Bei Anordnung der Rachachsen innerhalb des durch die Senkrechten 25 und 27 begrenzten, dem Steigungswinkel der Treppe entsprechen den Winkels a wird sich der Weg, den jeder Punkt des Rahmens während der Treppen fahrt ausführt, je nach der Lage der Rad achsen mehr oder weniger einer der angedeute ten Weglinien 28 oder 29 nähern.
Kleine Ab weichungen in der Anordnung der Radachsen ausserhalb des Winkels a, die zur Anpassung des Fahrwerkes an einen handelsüblichen Wagen erforderlich werden, sind ohne weiteres möglich, ohne dass sich grosse Abweichungen von der in Fig. 9 gezeigten Weglinie 29 erge ben müssen, da durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahn scheiben ein gewisser Ausgleich geschaffen werden kann,
-um die Zugkraft an dem Lenk bügel möglichst gleichmässig zu gestalten und das Fahrwerk möglichst zügig und stossfrei über die Treppe zu führen. Als Unrundschei- ben können elliptisch geformte Zahnscheiben, jedoch auch Birnen- oder nockenförmige Zahn scheiben Verwendung finden.
Bei dem in Fig. 1.0 ersichtlichen Fahrwerk liegen die verzahnten unrunden Scheiben 5 und 6 während der Fahrtstellung auf ebener Fahrbahn mit an die Verzahnungszonen an schliessenden ebenen Flächen 30 satt anein ander und bilden derart eine Sicherung gegen eine weitere Schwenkbewegung nach oben, so dass besondere Anschläge gegenüber dien Fahrwerkrahmen entfallen können. An Stelle von paarweisen, direkt. die Tragarme der Vor derräder und der Hinterräder bildenden Zahn seheiben können auch nur zwei einzelne, die Radachsen verbindende Zahnscheiben vorhan den sein.
Gegebenenfalls kann das Fahrwerk an Stelle von je zwei Rädern nur ein Vorder- oder ein Hinterrad aufweisen. Aber auch Fahrwerke für bloss einspurige Fahrzeuge fallen unter die Erfigdung.