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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebs- und Schwenksystem für Kabinenfahrzeuge, wobei ein tretender Mensch in einer schwenkbaren Kabine Antriebsenergie erzeugt und diese Antriebsenergie in einem nicht schwenkbaren Bereich, beispielsweise einem Hinterachsblock, übertragen wird.
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Das Antriebssystem ist speziell geeignet für schmale Fahrzeuge die einen guten Wetterschutz bieten und ein komfortables Sitzen mit guter Übersicht mit sportlichen Fahreigenschaften auch in Kurven verbindet. Diese Eigenschaft wird durch eine schwenkbare Kabine erreicht, wobei bei der vorliegenden Erfindung ein tretender Mensch in einer schwenkbaren Kabine Antriebsenergie erzeugt. Das Fahrzeug ist dabei kaum breiter als ein herkömmliches Einspurfahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad oder ein Motorrad.
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Gutes Kurvenverhalten bei Dreirädern lässt sich vorteilhaft durch eine schwenkbare Kabine und chic feststehende Hinterachse erreichen. Eine solche Ausprägung ist in den Patenschriften
WO002005120938A1 und
BE000001010650A beschrieben, wobei ausschließlich auf Fahrzeuge eingegangen wird, die über eine Antriebsquelle außerhalb der Kabine verfügen und als Antriebsquelle Verbrennungsmotoren einsetzen.
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In Patentschrift
WO002005120938A1 ist ein sehr aufwendiger Schwenkmechanismen beschrieben („... die Neigetechnik Sensoreinrichtungen zur Erfassung von Fahrbetriebszuständen, Steuereinrichtungen zur Auswertung und Stellungseinrichtungen zur Einstellung von Neigungen des Rahmens gegenüber der Hinterachse in Abhängigkeit von dem Auswerteergebnis der Steuereinrichtungen enthält), welcher aktive Elemente wie aktiv gesteuerte Stellelemente erfordert. Bei Fahrzeugen mit Tretantrieb scheidet ein solches Schwenksystems aus Gewichts- und Kostengründen aus.
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In Patentschrift
BE000001014650A ist ein Schwenkmechanismus beschrieben, der darauf beruht, dass mittels eines sehr hoch angeordneten hinteren Lagers eine Kabine automatisch wieder in die Mittellage zurückkehrt (stabile Lage). Ein solches, hoch angeordnetes Lager erfordert einen sehr steif ausgeführten Hinterachsblock und erlaubt daher aus Gewichtsgründen keine Verwendung in Fahrzeugen mit Tretantrieb. Darüber hinaus erschwert die sehr hoch liegende Schwenkachse die Übertragung der Antriebsenergie des tretenden Menschen aus der Kabine in den Antriebsblock.
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Bei bekannten, einfachen Ausführungen von Schwenkmechanismen bei unverkleideten dreirädrigen Fahrzeugen werden einfache Druckfedern eingesetzt, die bei einem Kräftegleichgewicht das Fahrzeug aufrecht halten. Die aufrechte Position wird dabei aufgrund von Toleranzen oft nur unzureichend erreicht. In Schräglage wird die innere Druckfeder stärker als die äußere zusammen gedrückt und hilft nach der Kurve wieder zum Aufrichten. Allerdings muss dabei auch die kurvenäußere Druckfeder zusammengedrückt werden. Dies hat zur Folge, dass die Fahrzeuge leicht in Schräglage kippen und nur schwer wieder aufgerichtet werden können. Um diese Aufrichtkräfte gering zu halten, werden die Federn relativ schwach ausgelegt, was wiederum dazu führt, dass sich das aufgerichtete Fahrzeug sehr kippelig anfühlt. Diese beiden Effekte verunsichern den Fahrer und erklären die geringe Verbreitung von 3rädiggen Fahrzeugen mit passiver Neigetechnik.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, dass im Stand der Technik kein Antriebs- und Schwenksystem zu finden ist, welches sich für Kabinenfahrzeuge eignet, bei denen ein tretender Mensch in einer schwenkbaren Kabine Antriebsenergie erzeugt und diese Antriebsenergie in einem nicht schwenkbaren Bereich, beispielsweise einem Hinterachsblock, übertragen wird.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf, ein Antriebs- und Schwenksystem zu realisieren, das Antriebsenergie aus einer schwenkbaren Kabine auf einfachste Weise in einen nicht schwenkbaren Bereich, beispielsweise einen Hinterachsblock, überträgt und dabei ebenfalls auf einfachste Weise einerseits ein Schwenken der Kabine für Kurvenfahrten erlaubt, aber andererseits auch eine Rückstellung der Kabine in die aufrechte Stellung unterstützt.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird die Antriebsenergie eines tretenden Fahrgasts über ein Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) oder mehrere solcher Zugmittelgetriebe, die in Serie oder parallel geschalten sind, direkt an die Hinterachse geleitet. Ein Zugmittelgetriebe liegt dabei annähernd auf der Schwenkachse der Kabine.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist die Schwenkachse vorteilsgemäß als stabiles Rohr („Schwenkrohr”) ausgeführt. Die Kabine ist dabei am vorderen Ende des Rohrs befestigt. Innerhalb dieses Rohres liegt dasjenige Zugmittelgetriebe, das annähernd auf der Schwenkachse der Kabine verläuft. Am Ende dieses Rohres befindet sich eine stabil ausgeführte Drehlagerung, die wiederum das Rohr mit einem weiteren stabilen Rohr um die Hinterachse („Hinterachsrohr”) drehbar verbindet.
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Bei der vorliegenden Erfindung befinden sich am Schwenkrohr und am Hinterachsrohr jeweils Halter mit einem Lagerauge. In diesen Lageraugen ist jeweils ein beispielsweise dreieckig ausgeführter Lenker drehbar gelagert. An den anderen Enden dieser Lenker sind wiederum drehbar insgesamt zwei Federn befestigt. Dieser Federn sorgen dafür, dass einerseits das Fahrzeug bei Kurvenfahrt geschwenkt werden kann, andererseits aber nach der Kurve das Fahrzeug zuverlässig wieder in die aufrechte Position ausgerichtet wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus sehr einfach eine Federung der Kabine gegenüber dem ungefederten Teil, beispielsweise einem Hinterachsblock realisiert werden. Am Schwenkrohr kann rechtwinklig hierzu ein weiteres stabiles Rohr („Nickrohr”) befestigt werden. An diesem Rohr kann dann die Kabine über ein geeignetes Lager drehbar aufgehängt werden. Zusammen mit einem am Schwenkrohr und der Kabine befestigten Federbein kann so auf einfache Weise eine Federung der Kabine erreicht werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Verstärkung der Antriebsenergie aus Muskelkraft durch weitere Antriebssysteme, beispielsweise Elektromotoren erfolgen. Diese Elektromotoren können beispielsweise im Hinterachsblock angebracht sein.
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Vorteile einer solchen Lösung sind das gute Kurvenverhalten und die stabile Rückstellung in die aufrechte Position. Hierdurch wird ein sicheres Fahrgefühl vermittelt.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Darstellung des Kabinenfahrzeugs in der Vordersicht bei Geradeausfahrt, Kurvenfahrt rechts und Kurvenfahrt links.
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2 eine schematische Darstellung des Antriebssystems für das Kabinenfahrzeug (hierbei wird die Bewegungsenergie eines tretenden Fahrgasts direkt über zwei geeignete Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) an die angetriebene Hinterachse im Hinterachsblock geleitet).
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3 eine schematische Darstellung des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeug von schräg vorne bei Geradeausfahrt.
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4 eine schematische Darstellung des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeug von schräg vorne bei Kurvenfahrt.
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5 eine schematische Darstellung des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeug von hinten bei Geradeausfahrt und bei Kurvenfahrt.
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1 zeigt drei Vorderansichten des Kabinenfahrzeugs. Sichtbar sind die Fahrerkabine, das Vorderrad und die beiden Hinterräder des Hinterachsblocks. Ansicht 1 zeigt das Kabinenfahrzeug bei Geradeausfahrt, Ansicht 2 das Kabinenfahrzeug bei Kurvenfahrt nach rechts (in Fahrtrichtung) und Ansicht 3 bei Kurvenfahrt nach links (in Fahrtrichtung).
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2 zeigt in stark schematisierter Form eine mögliche Grundkonstruktion des Antriebssystems des Kabinenfahrzeugs. Der Fahrgast überträgt seine Bewegungsenergie über Pedale 1 an ein geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) 2. Dieses Zugmittelgetriebe überträgt die Antriebsenergie auf ein weiteres geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) 3. Dieses Zugmittelgetriebe läuft durch ein Rohr 4 und überträgt die Antriebsenergie auf die Hinterachse 5. Über die Hinterachse wird das Kabinenfahrzeug angetrieben.
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3 zeigt in stark schematisierter Form eine mögliche Grundkonstruktion des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeugs von schräg vorne bei Geradeausfahrt. Der Fahrgast überträgt seine Bewegungsenergie über Pedal 1 an ein geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) 2. Dieses Zugmittelgetriebe überträgt die Antriebsenergie auf ein weiteres geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen – nicht dargestellt). Dieses Zugmittelgetriebe läuft durch ein Rohr 3 („Schwenkrohr”), welches drehbar mit einem weiteren Rohr 4 („Hinterachsrohr”) verbunden ist. Am Hinterachsrohr 4 befindet sich ein Halter mit einem Lagerauge 5. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 6 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers 6 ist drehbar eine Feder 7 befestigt. Am Schwenkrohr 3 befindet sich ein Halter mit einem Lagerauge 8. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 9 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers ist drehbar eine Feder 10 befestigt. Die Federn 7 und 10 sorgen dafür, dass einerseits das Fahrzeug bei Kurvenfahrt geschwenkt werden kann, andererseits aber nach der Kurve das Fahrzeug zuverlässig wieder in die aufrechte Position ausgerichtet wird. Am vorderen Ende des Schwenkrohrs 3 ist ein weiteres Rohr 11 („Nickrohr”). An diesem Rohr 11 wird die Kabine über Lager 12 drehbar aufgehängt. Zusammen mit einem am Schwenkrohr und der Kabine befestigten Federbein 13 wird eine Federung der Kabine erreicht. Die beschriebene Ausführung ist als Beispiel für eine Reihe anderer Ausführungen zu verstehen, die ebenfalls durch die Ansprüche abgedeckt werden.
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4 zeigt in stark schematisierter Form eine mögliche Grundkonstruktion des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeugs von schräg vorne bei Kurvenfahrt. Der Fahrgast überträgt seine Bewegungsenergie über Pedal 1 an ein geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen) 2. Dieses Zugmittelgetriebe überträgt die Antriebsenergie auf ein weiteres geeignetes Zugmittelgetriebe (Kette, Flach-, Keil- oder Zahnriemen – nicht dargestellt). Dieses Zugmittelgetriebe läuft durch ein Rohr 3 („Schwenkrohr”), welches drehbar mit einem weiteren Rohr 4 („Hinterachsrohr”) verbunden ist. Am Hinterachsrohr 4 befindet sich ein Halter mit einem Lagerauge 5. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 6 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers 6 ist drehbar eine Feder 7 befestigt. Am Schwenkrohr 3 befindet sich ein Halter mit einem Lagerauge 8. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 9 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers ist drehbar eine Feder 10 befestigt. Die Federn 7 und 10 sorgen dafür, dass einerseits das Fahrzeug bei Kurvenfahrt geschwenkt werden kann, andererseits aber nach der Kurve das Fahrzeug zuverlässig wieder in die aufrechte Position ausgerichtet wird. Am vorderen Ende des Schwenkrohrs 3 ist ein weiteres Rohr 11 („Nickrohr”). An diesem Rohr 11 wird die Kabine über Lager 12 drehbar aufgehängt. Zusammen mit einem am Schwenkrohr und der Kabine befestigten Federbein 13 wird eine Federung der Kabine erreicht. Die beschriebene Ausführung ist als Beispiel für eine Reihe anderer Ausführungen zu verstehen, die ebenfalls durch die Ansprüche abgedeckt werden.
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5 zeigt in stark schematisierter Form eine mögliche Grundkonstruktion des Antriebs- und Schwenksystems für das Kabinenfahrzeugs von hinten bei Geradeausfahrt und Kurvenfahrt, um dass Wirkprinzip der Schwenksystems weiter zu verdeutlichen. Sichtbar ist Rohr 4 („Hinterachsrohr”). Am Hinterachsrohr 4 befindet sich ein Halter mit einem Lagerauge 5. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 6 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers 6 ist drehbar eine Feder 7 befestigt. Am in dieser Ansicht nicht sichtbaren Schwenkrohr befindet sich ebenfalls ein Halter mit einem Lagerauge 8. In diesem Lagerauge ist ein Lenker 9 drehbar gelagert. An einem anderen Enden dieses Lenkers ist drehbar eine Feder 10 befestigt. Die Federn 7 und 10 sorgen dafür, dass einerseits das Fahrzeug bei Kurvenfahrt geschwenkt werden kann, andererseits aber nach der Kurve das Fahrzeug zuverlässig wieder in die aufrechte Position ausgerichtet wird. Die beschriebene Ausführung ist als Beispiel für eine Reihe anderer Ausführungen zu verstehen, die ebenfalls durch die Ansprüche abgedeckt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die ebenfalls vom Erfindungsgedanken, dass ein Antriebs- und Schwenksystem so ausgeführt ist, dass Tretenergie aus der schwenkbaren Kabine eines Kabinenfahrzeugs in nicht schwenkbare Bereiche übertragen werden kann, Gebrauch machen und damit in den Schutzbereich fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 002005120938 A1 [0003, 0004]
- BE 000001010650 A [0003]
- BE 000001014650 A [0005]
