Eine
Absicht, ein möglichst
schmales Kraftfahrzeug zu bauen, konnte ich nirgends finden; bei
allen Druckschriften geht es um die Stabilisierung eines Einachs-Zweispur-Kraftfahrzeuges.
In der folgenden kurzen Beschreibung einiger Druckschriften werden
diese mit den laufenden Nummern benannt wie sie eingangs aufgeführt sind.
Bei
Nummer 1 handelt es sich um eine Fahrzeugkabine die mit an sehr
langen Armen befindlichen Rollen in zwei nabenlosen Rädern fährt. Das Fahrzeug
ist extrem breit und kann nur bei langsmer Geschwindigkeit scharf
abbremsen. Es dürfte
für Sport
und für
Fun aber nicht für
den Strassenverkehr infrage kommen. Laut Anspruch 6 ist die Spurweite variabel;
dies wäre
jedoch nur möglich,
wenn die Hebelarme (14, 15) an der Kabine vertikal
schwenkbar und gleichzeitig die Befestigung der oberen Arme (15)
an der Kabine vertikal verschiebbar wären. Dabei treten aber enorme
Hebelkräfte
auf.
Nummer
2: Die gattungsgemässe
Vorrichtung fährt
auf normalen, aber übergrossen
Rädern auf
einer Achse. An der tiefsten Stelle der Kabine ist ein in längsrichtung
verschiebbares Gewicht angebracht welches das Fahrzeug stabilisiert.
Wegen des verschiebbaren Gewichts und weil die grossen Räder in der
Fahrzeugmitte den Ausblick versperren, ist der Fahrersitz am vorderen
Ende weit weg von der Achse und über
der Radmitte plaziert. Das Verschiebegewicht muss bei dieser Bauweise
deshalb enorm schwer sein. Die Längsstabilisierung
ist gut ersichtlich, die angegebene Seitenstabilisierung jedoch
sowohl nach den Zeichnungen als auch nach der Beschreibung nicht
nachvollziehbar. Beim Verschieben des Gewichts nach einer Seite
wird diese zwar mehr belastet was einem Kippen des Fahrzeugs etwas
entgegen wirkt, das Fahrzeug bleibt dabei jedoch als Ganzes in schiefer
Stellung wenn es auf einer schiefen Fläche steht.
Nummer
3: Nach der Beschreibung "steht" die Karrosserie
mit mehreren Rollen auf der Unterseite zweier grosser "Reifen". Nach den Zeichnungen hat
man eher den Eindruck eines Kettenfahrzeuges. Es handelt sich ebenfalls
um ein Zweispur-Einachsfahrzeug
und das Besondere daran ist, dass die Bremskraft in "Schwungenergie" umgewandelt und beim
Anfahren wieder genutzt wird. Dabei werden verschiedene Teile des
Fahrzeugs auf Achsen gelagert und durch Bremskraft zur Rotation
gebracht.
Nummer
4 ist eine sehr raffinierte Konstruktion bei der innerhalb zweier,
auf einer fiktiven Achse laufenden sehr grossen Felgenrädern ein
doppeltes Rollensystem vorhanden ist. Der Fahrer sitzt innerhalb
eines Rades, das mittels Rollen innerhalb eines anderen Rades drehbar
gelagert ist und dieses andere Rad wiederum mit Rollen innerhalb
des eigentlichen Rades läuft.
Auf dem Zwischenrad (10 ¿)
sind die schweren Teile wie Motor, Batterie und Tank befestigt wodurch
sich dieses Teil des Zwischenrades im unteren Bereich befindet.
Durch entsprechende Verschiebung dieses Zwischenrades gegenüber dem inneren
Teil, also der Fahrerkabine, lässt
sich das Fahrzeug längs-stabilisieren
bei gleichzeitiger Nivellierung der Fahrerkabine. Eine Seitenstabilisierung ist
nicht möglich,
aber das Fahrzeug ist sowieso nur für sehr langsame Geschwindigkeiten
brauchbar, da es bei normalen Geschwindigkeiten nicht schnell bremsen
kann. Für
den Strassenverkehr ist das Fahrzeug nicht brauchbar, wohl aber
zum langsamen Fahren auf ebenen, sauberen Flächen. Das Fahrzeug könnte für das Fahren
in langen Gängen
oder grossen Innenhöfen
sowie Parkwegen vor allem für ältere und
behinderte Menschen nützlich
sein.
Nummer
5: Im ersten Teil wird ein Fahrzeug beschrieben, das auf einem einzigen
grossen Rad fährt,
welches in der Fahrzeugmitte sowohl längs- als auch querverschiebbar
angebracht ist. Der Schwerpunkt liegt unter der Radmitte. Da das
grosse Rad den Mittelteil des Fahrzeugs wegen der Verschiebetechnik
weitgehend beansprucht, müssen
Fahrer, Motor und andere Ladung im vorderen und hinteren Fahrzeugende
untergebracht werden, wodurch eine Stabilisierung allerdings sehr
schwierig wird.
Im
zweiten Teil wird ein Zweispurfahrzeug beschrieben wobei zwei grosse
Räder auf
einer Achse fahren. Auch hier wird durch Verschieben der Räder bzw.
deren Achsen das Fahrzeug stabilisiert. Wie bei allen Einachsfahrzeugen
liegt auch hier der Schwerpunkt des Fahrzeuges unter der Achse.
Es
ist Aufgabe vorliegender Erfindung ein Zweispur-Kraftfahrzeug zu
schaffen, das auch bei sehr schmaler Bauweise kurvenstabil ist und
bei seitenschiefer Fahrbahn oder einwirkenden Seitenkräften nicht
umkippen kann.
Gelöst wird
diese Aufgabe mit einem Zweispur-Kraftfahrzeug mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
Bei
der vorliegenden Erfindung wurde das Fahrzeug in drei völlig separate,
in sich geschlossene Körper
aufgeteilt und zwar in einen Zentralkörper oder Fahrzeug- Rumpf und in zwei
Felgenradkästen. Sieht
man von einem oder zwei kleinen Hilfsrädern ab, hat der Zentralkörper keinerlei
Fahrwerksteile und ist rundum geschlossen. Er beinhaltet den Fahrer,
die Steuerelemente und üblichen
Einrichtungen eines Autos und die Kraftquelle. Letzteres kann eine Batterie,
Brennstoffzellen oder ein Verbrennungsmotor zur Erzeugung von Strom
oder hydraulischem Druck sein.
Die
Felgenradkästen
stellen einen mehr oder weniger ringförmigen Körper dar, der nur im unteren Bereich,
das heisst in Fahrbahnnähe
ein Stück
so weit offen ist, dass der äussere
Teil des Felgenrades mit dem Reifen herausschaut und auf der Fahrbahn aufliegt.
Dieser äussere
Felgenteil ist auch im Inneren des Felgenradkastens vom inneren
Felgenteil, den Rollen, Magnetführungen,
Bremsen, Motor und anderen Fahrwerksteilen die der Felgenradkasten enthält, durch
eine spezielle Konstruktion getrennt. Der innere Teil wird durch
eine Einrichtung saubergehalten; mehr dazu bei den Konstruktionshinweisen.
Der
Antrieb des Felgenrades erfolgt durch einen Hydraulikmotor, einen
Elektromotor oder elektromagnetisch, die ihre Energie über bewegliche
Kabel oder Druckschlauch vom Zentralkörper beziehen.
Die
beiden Felgenradkästen
sind so dicht wie möglich
mit dem Zentralkörper
vertikal verschiebbar verbunden. Durch gegensätzliches Verschieben legt sich
das ganze Fahrzeug zur Seite das heisst es ist seitlich trimmbar.
Zur besseren Platzausnutzung kann der Zentralkörper mit seinem wesentlichen
Teil im Seitenbereich durch die Felgenradkästen hindurchreichen. Falls
notwendig haben die Felgenradkästen
im hinteren Bereich und möglichst
weit unten eine Ausbuch-Tung
auf der Fahrzeuginnenseite, um darin Motor und anderes unterzubringen.
Der Zentralkörper
hat dann hier eine entsprechende vertikale Einbuchtungsrinne in
der diese Ausbuchtung auf- und abgeht. Im hinteren Bereich stört dies
wenig, sonst aber müssen
die Felgenradkästen
so dünn
und schmal wie möglich
sein, vor allem im vorderen und mittleren Bereich, damit bei minimaler
Fahrzeugbreite ein normalgrosser bequemer Sitz platz hat. Die Reifen
des Fahrzeugs müssen
daher so schmal wie möglich
sein; durch die lange Auflagefläche
aufgrund der grossen Radien wird dies wieder kompensiert. Der ca
1,5 m grosse Durchmesser der Felgenräder bewirkt nicht nur eine
grosse Laufruhe und ermöglicht
das Fahren über
grössere
Hindernisse, sondern macht vor allem das problemlose Fahren von
jeder normalen Treppe möglich.
Bei einer vorraussichtlichen Gesdamtbreite des Fahrzeugs von etwa
80 bis 95 cm – je
nach Modell – kann
das Fahrzeug im Keller abgestellt werden wenn Gartentüre, Kellertreppe
und Türe
mindestens 110 bis 120 cm breit sind.
Abgesehen
von einer richtigen Dreiradversion, die immer auf drei Rädern fährt und
einige Unterschiede aufweist und auf die hier nicht weiter eingegangen
werden soll, fährt
das Fahrzeug also sozusagen auf einer Achse. Hierzu ist nicht nur
notwendig dass der Schwerpunkt unter dieser fiktiven Achse liegt
wie bereits angedeutet wurde, sondern es ist auch eine Längstrimmung
des Fahrzeugs notwendig. Für
scharfes Bremsen, bestimmte Fahrsituationen und bei unruhigem Fahren
sowie einigen möglichen Notsituationen
ist auch noch ein vorderes mittiges kleines Hilfsrad notwendig,
das auf die Fahrbahn ausgefahren werden kann aber immer so weit
aus dem Fahrzeug unten herausschaut, dass beim plötzlichen
nach- vorne- Kippen
das Fahrzeug darauf zu stehen kommt. Zum Abstellen des Fahrzeugs
ist ausserdem unter dem Heck noch ein ausklappbarer Bügel notwendig,
der von innen durch einen handbremsartigen Hebel betätigt werden
kann. Damit der Fahrer wie bei einem Auto seitlich einsteigen kann, muss
nämlich
beim Ein- und Aussteigen die Längstrimmung
des Fahrzeugs ganz nach hinten gefahren werden.
Ohne
den Bügel
würde das
Fahrzeug dabei nach hinten kippen. Der Bügel ist nicht notwendig bei Modellen,
die auch ein hinteres Hilfsrad besitzen. Letzteres ist für sehr rasantes
Anfahren notwendig, also für
Sport- und Luxusmodelle.
Die
Längstrimmung
des Fahrzeugs wird dadurch möglich
gemacht, dass es einen in Längsrichtung
schnell verschiebbaren Innenboden besitzt, auf dem der Fahrersitz
und evtl. Auch Tank, Batterie oder Motor fest und unverrückbar montiert
sind. Verstellbar ist lediglich die Rückenlehne und die daran befestigten
Armlehnen, auf denen die Steuer- und Bedienungselemente untergebracht
sind ausser Gas und Bremse. Letztere sind auf dem beweglichen Innenboden
verstellbar untergebracht. Es wird also nicht der Sitz zu den Pedalen,
sondern die Pedale zum Sitz verstellt. Ein Lenkrad existiert nicht.
Gesteuert wird mit einem kleinen Hebel mittels hochpräziser Bremsen;
hierzu genaueres bei den Konstruktionshinweisen.
Der
Fahrer hat beide Unterarme auf den breiten Lehnen aufliegen die
deshalb in Höhe
und Länge genau
verstellbar sein müssen.
Mit der Steuerhand wird der Steuerhebel erfasst, mit der anderen
Hand können
Längs-
und Seitentrimmung, diverse Schalter und das Hilfsrad bedient werden.
Das Fahrzeug besitzt eine elektronische Steuereinheit, die bei Ausffahren
des vorderen Hilfsrades sofort die Längstrimmung nach vorne fährt, damit
dieses etwas belastet wird und nicht auf- und ab hüpft. Durch einen Fliehkraftsensor
wird beim Kurvenfahren automatisch die Seitentrimmung solange gefahren
bis keine Fliehkraft mehr spürbar
ist, d.h. bis die dem Kurvenradius und der Geschwindigkeit entsprechende
Schräglage des
Fahrzeugs erreicht ist. Nach einiger Übung wird man ein Gefühl für die richtige
Schräglage
bekommen und für
sportliches Fahren die Seitentrimmung per Hand steuern und zeitgleich
mit dem Einlenken das Fahrzeug beugen wie beim Motorradfahren. Die Automatik
dagegen hinkt immer einige Sekundenbruchteile hinterher, da sie
erst reagiert, wenn bereits Fliehkraft spürbar ist. Der sportliche Fahrer
hält daher normalerweise
sowohl Steuerhebel, als auch den Seitentrimm-Hebel in der Hand; letzterer muss beim loslassen
in die Automatikstellung zurückgehen.
Damit
das Fahrzeug bei eingezogenem Hilfsrad horizontal oder genauer gesagt
parallel zur Strasse gehalten wird, muss die Längstrimmung automatisch durch
einen unter dem Fahrzeugende angebrachten Abstandsmesser ständig gesteuert
werden. Die Längstrimmung
muss aber auch per Hand schaltbar sein, um das Fahrzeug beim Überfahren grösserer Hindernisse
und bei Anfahren einer Treppe vorne hochzuheben. Beim Drehen auf
der Stelle oder engem Rangieren muss daher auch nicht unbedingt das
Hilfsrad eingezogen werden, sondern man hebt das Fahrzeug kurzfristig
einige cm an. Eine weitere Automatik dient der Sicherheit bei starkem
Wind bzw. Sturm. Ein Motorradfahrer legt sich automatisch schräg gegen
den Wind um nicht umzufallen, anders aber wenn man in einem geschlossenen
Fahrzeug sitzt. Wegen der grossen Seitenflächen ist ein Kippen bei starkem
Sturm durchaus möglich.
Durch Drucksensoren an der Fahrzeugfederung wird bei Überschreiten
einer zu grossen Druckdifferenz zwischen den beiden Fahrzeugseiten
ebenfalls die Seitentrimmung automatisch aktiviert und ein Warnsignal
gegeben. Auch in der Kurve ertönt
ein Warnsignal, wenn bei maximaler Seitenneigung immer noch Zentrifugalkräfte existieren.
Mit
den heutigen Möglichkeiten
in der Elektronik dürfte
es kein Problem sein diese ganzen Automatismen in einer Steuerungeinheit
bzw. einem speziellen Chip unterzubringen. Dies ist um so einfacher,
wenn sowohl Seiten- als auch Längstrimmung mit
Spindelwellen getätigt
werden, die durch kleine Hochgeschwindigkeits-Schrittmotoren angetrieben werden.
Bei
einer entsprechenden Steuereinstellung muss es natürlich auch
möglich
sein, das Fahrzeug hoch oder niedrig zu stellen, wenn die Seitentrimmung
anstatt gegensätzlich,
gleichlaufend rauf- oder runtergefahren wird. Da es ausserdem bei
maximaler Seitenneigung an einem steilen Hang entlangfahren kann
ohne zu kippen wird es für
Jäger und
Förster
interessant.
Für hohe Autobahngeschwindigkeiten
dagegen wird es voraussichtlich nicht geeignet sein; es soll aber
ja auch nicht das Auto ersetzen, sondern den enormen täglichen
Stau im Berufsverkehr und die Parkplatznot lindern.
Wie
aus der Beschreibung hervorgeht, kann das Fahrzeug auch ganz als
Dreirad gefahren werden. Bei einer speziellen Dreiradversion jedoch
ergeben sich folgende Änderungen:
Ein
stabileres, grösseres
und entsprechend härter gefedertes
vorderes Rad, anstelle des Hilfsrades, wäre nicht einziehbar und müsste einen
wesentlich grösseren
Kurvenausschlag haben, was den Fussraum beengt oder das Fahrzeug
nach vorne verlängert.
Man könnte
mit dem Vorderrad lenken und evtl. auch damit antreiben, vorausgesetzt
man verschiebt den Schwerpunkt wesentlich mehr nach vorne. Dadurch
wird aber ein Einsteigen von der Seite evtl. unmöglich und muss unbequem von
der Frontseite erfolgen.
Innerhalb
des Fahrzeugsystems dieser Erfindung gibt es noch eine Reihe anderer
Möglichkeiten z.B.
für Sport-
und Funmodelle. So genügen
z.B bei aussen liegendem Fussraum und engem Abstand der Felgenradkästen geringe
Höhenverschiebungen Um
das Vehikel seitlich zu neigen. Dies kann dann mit einfachen Gelenkstangen
erfolgen und der Antrieb kann mechanisch vom Zentralkörper übertragen werden.
Bei extrem niedrigem Schwerpunkt, also bei ganz tiefem Sitz, kann
auf eine Seitentrimmung verzichtet werden, da die stabilisierende
Wirkung der Felgenräder
ausreicht. All diese Fahrzeuge könnte man
als "Imradfahrzeuge" bzw. als "Imrad" bezeichnen. Unerlässlich ist
jedoch, dass Felgenräder
und deren Führung
und Lagerung in geschlossenen, separaten Felgenkästen untergebracht sind.
Bei
unserem funkgesteuerten Versuchsmodell, das im Masstab 1:5 gebaut
wurde und zwar aufgrund der zu erwartenden Masse von ca 220:85:150 cm
war das Fahrzeug hinter der fiktiven Achse zu kurz. Die beiliegenden
Zeichnungen geben ziemlich genau dieses Modell wieder. Voraussichtlich
muss von einer Mindestlänge
von 250 cm ausgegangen werden. Das Gewicht konnte im Verhältnis des
zu erwartenden zwar in etwa eingehalten werden, nicht aber seine
Längenverteilung;
ausserdem sind mir diesbezüglich
auch keine Werte bekannt, die man vermuten könnte. Das Modell hat selbstverständlich ein
total anderes Innenleben und nicht alle aufgeführten Automatismen wie ein
wirkliches Fahrzeug. Es sollten damit nur die grundsätzlich möglichen
angeführten
Fahreigenschaften geprüft
werden.
Nach
der bisherigen Beschreibung müsste es
möglich
sein, ein derartiges Fahrzeug zu bauen. Es gibt aber eine Menge "unsichtbarer" technischer Details
und Probleme, die beachtet und gelöst werden müssen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in den nachfolgenden Figuren beschrieben.
Die
Zeichnungen 1 bis 4 entsprechen in Länge, Breite, Höhe und Felgenradkastendurchmesser in
etwa dem Versuchsmodell. Während
letzteres jedoch im Masstab 1:5 eines zu erwartenden wirklichen Fahrzeuges
gebaut wurde, bewegen sich die Zeichnungen (1 bis 4) etwa im Masstab
1:14 eines wirklichen Fahrzeuges. Die Zeichnungen 5 bis 11 sind nicht
masstäblich,
da sie teils nur Ideen für
mögliche Detaillösungen darstellen
oder zum Verständnis
derselben dienen.
Neben
einem möglichst
tiefen Schwerpunkt ist es wichtig, dass möglichst viel Gewicht möglichst dicht
an der fiktiven Felgenradachse liegt. Der Fahrersitz wird wahrscheinlich
dicht vor oder teilweise auf die "Achse" zu stehen kommen; bei hinterem Trimmstand.
Ideal wäre
ein Batteriebetrieb, da hierbei ein grosses Gewicht ganz unten die
gesamte schmale Fahrzeugbreite (a) ausfüllen und man auch noch den
Raum unter dem Sitz nutzen würde
der ja keinerlei Verstellmechanismen besitzt. Logisch ist auch,
dass die Felgenradkästen
(c) unter der Gürtellinie
besonders stabil und schwer, oberhalb jedoch so leicht wie möglich sind.
Was den Rumpf anbelangt ist ausserdem wesentlich, dass das Fahrzeug
um so sicherer fährt
und um so weniger windanfällig
ist was die Steuerung anbelangt, je weniger Fläche im Bug und im Heck über den
Felgenradkasten hinaussteht. Das Hilfsrad, das nur für kurze
Momente beim scharfen Bremsen Druck aushalten muss, sonst aber im ausgefahrenen
Zustand nur minimal belastet wird, muss daher eine sehr weiche Federung
haben. Dadurch wird beim Ausfahren während der Fahrt kein zu starker
Schlag verspürt.
Sein Reifenprotektor muss auf starken Abrieb, nicht aber auf Hitze
und dauerndes Durchwalken konstruiert sein; ähnlich Flugzeugreifen. Im eingefahrenen
Zustand muss jedoch noch eine zusätzliche harte Feder mit kurzem
Federweg vorhanden sein.
Der
Nachlauf bzw. Ausschlag des Hilfsrades kann sehr klein sein womit
Platz im Fussraum und damit Fahrzeuglänge gespart wird. Werden bei
ausgefahrenem Hilfsrad engere Kurven gefahren als sein Ausschlag
zulässt,
so zieht man es eben kurz ein oder hebt mit Längstrimmung kurz vorne hoch. Aus
Sicherheitsgründen
soll das Hilfsrad im eingefahrenen Zustand starr, also unlenkbar
sein; auf dem Steuerhebel obenauf soll durch einen mit dem Daumen
bedienbaren Notknopf diese Sperre aufgehoben werden können.
Der
technisch schwierigste Teil liegt im Felgenradkasten. Letzterer
sollte im vorderen Bereich so klein und dünn wie möglich sein weil er Sicht verdeckt
und weil beim stärkeren
Beschleunigen und erst recht beim Fahren mit ausgefahrenem Hilfsrad der
Fahrer nicht mehr ganz im breiten Rumpfteil (b) sitzt. Umgekehrt
aber sollen die Rollen so gross wie möglich sein, denn ihre enorm
hohe Geschwindigkeit bedeutet Erhitzung, Abnützung, Energieverlust und Anfälligkeit.
Der Rollendurchmesser wird bei gleichem Platzverbrauch grösser, wenn
das Felgenrad nicht in der Rolle, sondern die Rolle im Felgenrad
(i) läuft
(5). Mit diesem System
müsste
sich bei geeigneter Materialkombination von Felge-Rolle nach Meinung
von hierfür
zuständigen
Fachleuten das Problem in den vorgegebenen Abmessungen lösen lassen.
Jedoch ist die Seitenreibung der Rollen und damit der Abrieb und
Energieverlust wegen der grossen Differenz der Radien enorm. Ein
reibungsfreier Ablauf – ausgenommen
die minimale Rollreibung- ist nur durch ein doppeltes Rollensystem
möglich
(k und s in 9). Die
nur winzigen Seitenrollen (s) bekommen dabei eine derart hohe Geschwindigkeit,
dass an der Machbarkeit gezweifelt werden muss. Infrage käme noch
ein alternatives Rollensystem (11), wobei
beide Systeme glatte Laufflächen
haben und damit keinerlei Seitenreibung existiert, jedoch sowohl (t)
als auch die radialen Rollen (u) nicht im Felgenradkasten, sondern
im Felgenrad von der einen und anderen Seite wirken. Dies wäre das perfekteste
System jedoch mit dem Nachteil, dass das Felgenrad rundherum damit
bestückt
sein muss, während
im anderen Fall im unteren Teil des Felgenradkastens mehr, oben
dagegen nur zwei Rollen norwendig sind.
Die
beste Lösung
des Problems der Lagerung und Führung
der Felgenräder
wäre zweifelsohne
die der elektromagnetischen Methode ähnlich dem System der Münchener
Magnetschwebebahn. In 7 und 8 ist dies angedeutet wobei
der Magnet (q) das Fahrzeug hebt bzw. radial führt oder "lagert" und die Seiten-Magnete (p) die axiale Führung besorgen.
Im unteren Felgenradkasten müssen
wesentlich mehr, in der oberen Hälfte
nur wenige Magnete untergebracht werden. Ob dies in der Praxis machbar
ist dürfte,
nach Expertenaussagen, kein technisches, aber vielleicht ein Kosten-
und Energieproblem sein. Da sich sowohl der Antrieb wie das Bremsen
mit dem gleichen System durchführen
lassen, wird auf der anderen Seite wieder einiges eingespart; ebenso
natürlich
auch etwas an Energie durch reibungsfreies Schweben.
Ein
weiteres Problem im Felgenradkasten ist, dass bei ca 150 cm Raddurchmesser
ein völliges Abdichten
wegen der hohen Geschwindigkeit nicht möglich sein dürfte. Da
deshalb auch nur ein Trockenlauf der Felgenführung infrage kommt, ist eine absolute
Sauberkeit und Staubfreiheit im inneren Teil des Felgenradkastens
absolute Notwendigkeit.
Man
wird entsprechende Profile entwickeln müssen um zu gewährleisten,
dass der durch die Zentrifugalkraft nach aussen getriebene Schmutz
in Richtung Reifen und äusserem
Felgenradkastenteil abwandern kann, und dass beim Stand bei nassen Reifen
von oben kein Wasser hinein lauft. Auf der Felgenlauffläche bzw.
Rollfläche könnte im
hinteren geräumigen
Teil des Felgenradkastens ein Absaugrohr tätig sein und ausserdem ein
durch optischen Sensor gesteuerter Putzer, der bei Bedarf aus Millimeterabstand
von einem Magneten blitzschnell kurzfristig auf die Felge gedrückt wird;
dabei müssen
beide Fahrzeugseiten gleichzeitig synchron bedient werden, um Steuereffekte
zu vermeiden. Die wirksamste Lösung
jedoch ist, wenn man mit einem kleinen Gebläse durch einen Luftfilter im
inneren Felgenradkasten einen schwachen Überdruck aufrecht hält. Durch
den an der "Dichtung" verbleibenden Millimeterschlitz
strömt
dann ständig
Luft aus und verhindert einen Staub- und Dreckeintritt.
Für den Antrieb
sowie für
das Bremsen und Steuerbremsen muss wegen des grossen Radius relativ
wenig Kraft aufgewendet werden, dafür natürlich hohe Antriebsdrehzahl.
Dies erleichtert wesentlich ein exaktes Bremsen mit herkömmlichen
Reibungsbremsen (h/5).
Man kann jedoch jetzt noch nicht beurteilen, ob diese genug Sicherheit
bieten. Eine ausnahmsweise fehlerhafte, also ungleiche Bremsung
hätte jedoch
nur dann schlimme Folgen, wenn sie plötzlich erfolgt. Dabei ist aber
dann auch das eingezogene Hilfsrad in Sekundenbruchteilen am Boden
weil bei jeder plötzlichen
Bremsung das Fahrzeug sich zunächst
nach vorne neigt. Deshalb die erwähnte Notwendigkeit, dass das
eingezogene Hilfsrad starr sein muss. Bei Verwendung von elektromagnetischem
Antrieb kann mit diesem gebremst werden, was die exakteste Bremsform
darstellen wird. Eine andere mögliche
Bremse mit exakt gleicher Bremswirkung auf beiden Seiten wäre folgende:
Eine mehrteilige Membran- oder Kolbenluftpumpe würde mit einem griffigen Rad
auf dem griffigen Antriebsteil der Felge angetrieben, jedoch nur
dann, wenn es durch den Bremsdruck einer üblichen hydraulischen Bremsanlage
auf die Felge gedrückt
wird wobei gleichzeitig ein Federventil mit dem gleichen Druck belastet
wird, das den Luftaustritt erschwert oder bei vollem Druck schliesslich
verhindert und dadurch nach wenigen Pumpvorgängen blockiert. Bei vollem Durchtreten
der Bremse wäre
das nach ca einer viertel Umdrehung des Felgen-Rades.
Bezüglich der
magnetischen Lagerung muss noch vermerkt werden, dass auch hierbei
ein Rollensystem notwendig ist, nämlich für den Stand, also wenn der
Strom abgeschaltet wird und für
einen – kaum
eintretenden – Notfall
des Stromausfalles während
der Fahrt. Diese Rollen können
winzig sein und nur sehr wenige, da sie im Stand oder langsamen Schieben überhaupt
nicht beansprucht werden und in einem Notfall während der Fahrt nur die wenigen Sekunden
unbeschadet überstehen
müssen
bis das Fahrzeug zum Stehen kommt. Diese Rollen müssen wenige
Millimeter verschiebbar sein, beim Einschalten des elektrischen
Stromes von der Felge abrücken,
beim Ausschalten wieder an die Felge geschoben werden.
Für den Bau
eines Prototyps müssen
zunächst
die ganzen Masse, Gewichtsverteilung und Abstandsverhältnisse
in Längsrichtung
des Fahrzeugs ausprobiert werden, da wie schon gesagt sich die Modellversuche
nicht in diesem Teil vergleichen lassen. Man wird daher keinen verschiebbaren
Innenboden verwenden, sondern zunächst mit einem schnell verschiebbaren
flachen Ballastgewicht arbeiten, das unter dem Sitz und ein Stück davor
verschoben wird.
Bei
der Seitentrimmung gibt es keine technischen Probleme, es ist aber
Voraussetzung, dass beide Spindelwellen (oder Zahnstangen etc.)
hundertprozentig synchron laufen, was wohl nur mit Schrittmotoren
möglich
ist.
Bei
der Seitentrimmung muss bedacht werden, dass die Bewegung nach oben
grösser
sein muss als die nach unten. Andernfalls müsste das Fahrzeug im Normalzustand
sehr hoch über
der Fahrbahn stehen um eine genügend
starke Neigung möglich
zu machen. Man kann dies mechanisch durch Endschalter oder aber
durch elektronische Steuerung regeln. Da das Fahrzeug auf engstem Raum
herumkurven kann, sind die ersten Versuche mit einem Prototypen
in der Halle oder in einem sauberen Innenhof bzw. Werksgelände möglich. Man wird
daher auf die Verkleidung des Fahrzeugs und der Felgenkästen ebenso
wie auf Gebläse
zwecks sauberer Rollen verzichten. Bei vorhandener Längstrimmung
kann auch ein etwas höher
gestelltes vorderes, nicht einziehbares Hilfsrad verwendet werden.
Das
Fahrzeug steht dann schwach nach vorne geneigt und durch Hochheben
mit der Längstrimmung
in eine schwache Rückneigung
kann das Fahrverhalten auf nur einer "Achse" ausprobiert werden.
Verzeichnis
der in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen:
- a
- Fahrzeugrumpf schmaler
Teil/1 + 2 + 4
- b
- Fahrzeugrumpf breiter
Teil zwischen Felgenradkasten/1 + 2 + 4
- c
- Felgenradkasten/1 bis 6
- d
- Radreifen/1 + 3 + 5 + 6
- e
- vorderes Hilfsrad/1 + 2
- f
- Fahrersitz/2
- g
- verschiebbarer Innenboden/2
- h
- Bremse (normaler Reibungsbremse) 5
- i
- Felgenrad/innerer,
sauberer Teil/5 + 7 + 8 + 11
- k
- Rollen im Felgenkasten
für radiale Lagerung/5 + 9
- l
- Antriebsrad/6 und 11
- m
- Spindelwelle/3 + 6 + 11
- n
- Gewindemuffe am Fahrzeugrumpf befestift/3 + 6 + 11
- o
- erwiterter Teil des
Felgenkastens für
Motor, Bremsen usw./2 + 6 + 11
- p
- seitliche Führungsmagnete
d.h. axiale Lagerung/8
- q
- Hebemagnete d.h. radiale
Lagerung/7
- r
- verschiebbare kleine
Führungsrollen
bei Magnetlagerung 7
- s
- seitliche Führungsrollen
im Felgenkasten/9
- t
- antagone seitliche
bzw. Axiale Führungsrollen im
Felgenrad/11
- u
- Rollen für radiale
Lagerung im Felgenrad/11