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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, mit einem vorderen Fahrwerksträger und einem hinteren Fahrwerksträger, wobei der hintere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein hinteres Laufrad zu tragen, der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein vorderes Laufrad und einen Fahrersitz zu tragen, und der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, zur Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes um eine Fahrzeugquerachse verschwenkt zu werden.
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Derartige Fahrzeuge, bei denen es sich in der Regel um Fahrräder oder so genannte Liegeräder handelt, sind beispielsweise aus der
DE 90 15 936 U1 bzw. der
DE 10 2005 019 083 A1 bekannt. Bei beiden bekannten gattungsgemäßen Fahrzeugen ist der hintere Fahrwerksträger schwenkbar an dem vorderen Fahrwerksträger angelenkt, wobei zwischen den beiden Fahrwerksträgern eine Stelleinrichtung wirkt, über welche der hintere Fahrwerksträger zum Erhöhen der Sitzposition so verschwenkt werden kann, dass sich der Radstand (also der Abstand zwischen den Drehachsen der beiden Laufräder) verringert. Hierdurch wird gleichzeitig der vordere Fahrwerksträger verschwenkt und damit der Fahrersitz angehoben. Diese Gestaltung hat neben der erhöhten Sitzposition des Fahrers den Vorteil, dass durch das Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers der Nachlauf im Bereich des vorderen Laufrades reduziert wird, wodurch das Fahrzeug wendiger wird. Dies ist insbesondere im Stadtverkehr bei geringen Geschwindigkeiten von Vorteil.
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Problematisch hierbei ist, dass in beiden Fällen ein vergleichsweise großer Schwenkwinkel an dem hinteren Fahrwerksträger erforderlich ist, um einen nennenswerten Hub im Bereich des Fahrersitzes zu erzielen. Zudem ändert sich durch das starke Verschwenken des hinteren Fahrwerksträgers die Fahrwerkscharakteristik, insbesondere die Dämpfungscharakteristik, im Bereich des hinteren Fahrwerks erheblich, sodass erhebliche Einbußen hinsichtlich des Fahrkomforts in Kauf genommen werden müssen.
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Aus der
GB 2 439 937 A ist weiterhin ein Fahrzeug bekannt, bei dem der vordere Fahrwerksträger und der hintere Fahrwerksträger über eine komplexe Mehrhebelmechanik, welche den Fahrersitz trägt, verbunden. Zwar lässt sich bei diesem Fahrzeug eine erhebliche Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes erzielen. Hierzu verwendete Mehrhebelmechanik ist jedoch sehr aufwändig und birgt zu dem eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Fahrer durch Einklemmen bzw. Verfangen von Kleidung oder gar Körperteilen zwischen den zahlreichen relativ zueinander verschenken Hebeln.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere bei einfacher Gestaltung eine gute Verstellbarkeit der Sitzposition des Fahrers unter Beibehaltung einer günstigen Fahrwerkscharakteristik ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Bearbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man eine gute Verstellbarkeit der Sitzposition des Fahrers unter Beibehaltung einer günstigen Fahrwerkscharakteristik ermöglicht, wenn die beiden Fahrwerksträger schwenkbar an einem separaten Grundrahmenträger angelenkt sind. Hiermit ist es möglich die beiden Fahrwerksträger als einfache, im Wesentlichen starre Träger auszuführen, die einfach bezüglich des Grundrahmenträgers verschwenkt werden können, um die Sitzposition zu verändern. Dabei bringt die Verwendung des Grundrahmenträgers vor allen Dingen den Vorteil mit sich, dass der vordere Fahrwerksträger mit dem Fahrersitz unabhängig von dem hinteren Fahrwerksträger verschwenkt werden kann, sodass die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks hiervon nicht beeinträchtigt wird, sondern ihre günstigen Eigenschaften beibehält. Zudem ermöglicht es diese Gestaltung, zusätzlichen oder alternativen Hub des Fahrersitzes über den hinteren Fahrwerksträger zu erzeugen, wodurch sich die Einstellmöglichkeiten des Fahrwerksträger und/oder der Fahrwerkscharakteristik erhöhen.
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Die beschriebene Kinematik ermöglicht zudem eine besonders einfache Gestaltung des Grundrahmenträgers sowie der Fahrwerksträger, die als einfache, im Wesentlichen starre (ein- oder mehrteilige) Komponenten gestaltet sein können. Es ist lediglich jeweils ein einfaches Schwenkgelenk erforderlich, über welches der betreffende Fahrwerksträger an dem Grundrahmenträger angelenkt ist.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, mit einem vorderen Fahrwerksträger und einem hinteren Fahrwerksträger, wobei der hintere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein hinteres Laufrad zu tragen, der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein vorderes Laufrad und einen Fahrersitz zu tragen, und der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, zur Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes um eine Fahrzeugquerachse verschwenkt zu werden. Hierbei ist ein Grundrahmenträger vorgesehen, wobei der vordere Fahrwerksträger in einem vorderen Fahrwerksträgergelenk um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse schwenkbar an dem Grundrahmenträger angelenkt ist und der hintere Fahrwerksträger in einem hinteren Fahrwerksträgergelenk um eine hintere Fahrwerksträgergelenkachse schwenkbar an dem Grundrahmenträger angelenkt ist.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich das vorstehend beschriebene Fahrzeugkonzept hervorragend für Landfahrzeuge eignet. Es versteht sich jedoch, dass es auch für andere Fahrzeugtypen, wie beispielsweise Wasserfahrzeuge, gegebenenfalls aber auch Luftfahrzeuge oder beliebige Kombinationen aus diesen drei Fahrzeugtypen zum Einsatz kommen kann, bei denen zu bestimmten Zeiten bzw. in bestimmten Betriebssituationen eine Verstellung der Sitzposition des Fahrers gewünscht bzw. erforderlich ist.
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Die Fahrwerksträgergelenkachsen können grundsätzlich in einem beliebigen Abstand voneinander angeordnet sein. Bevorzugt sind jedoch soweit voneinander beabstandet, dass ein Teil vorderen Fahrwerksträgers, insbesondere der Teil des vorderen Fahrwerksträgers, der den Fahrersitz trägt, einer Fahrzeughöhenrichtung (also in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs) zwischen die beiden Fahrwerksträgergelenkachsen eintauchen kann. Hierdurch ist es möglich, den Fahrersitz weit abzusenken, wodurch die aerodynamische Angriffsfläche des Fahrzeugs reduziert werden kann und besonders günstige Fahreigenschaften bei höheren Geschwindigkeiten erzielt werden können.
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Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs definieren das vordere Laufrad und das hintere Laufrad in einer vorgegebenen Betriebsposition einen maximalen Radstand in Richtung einer Fahrzeuglängsachse, wobei die vordere Fahrwerksträgergelenkachse und die hintere Fahrwerksträgergelenkachse dann in Richtung einer Fahrzeuglängsachse um 30% bis 80% des maximalen Radstands beabstandet sind. Hierdurch lässt sich die oben beschriebene weite Absenkung des Fahrersitzes in besonders günstige Weise realisieren. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Fahrwerksträgergelenkachsen 40% bis 70% des maximalen Radstands, weiter vorzugsweise um 50% bis 60% des maximalen Radstands.
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Die jeweilige Stelleinrichtung zum Verstellen des Schwenkwinkels des jeweiligen Fahrwerksträgers bezüglich des Grundrahmenträgers kann grundsätzlich an beliebiger geeigneter Position im Fahrzeug angeordnet sein bzw. angreifen um die gewünschte Stellbewegung zu erzielen. Hierbei können sowohl rotatorisch arbeitende als auch translatorisch arbeitende Stelleinheiten sowie beliebige Kombinationen hieraus zum Einsatz kommen. Diese können zudem nach einem beliebigen Wirkprinzip arbeiten. So können insbesondere Stelleinheiten zum Einsatz kommen, welche nach einem mechanischen Wirkprinzip, einem fluidischen Wirkprinzip, einem elektrischen Wirkprinzip oder einem beliebigen anderen Wirkprinzip arbeiten. Ebenso versteht es sich, dass beliebige Kombinationen dieser Wirkprinzipien zur Anwendung kommen können.
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Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist daher eine erste Stelleinrichtung zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers um die vordere Fahrwerksträgergelenkachse vorgesehen, wobei die Stelleinrichtung unmittelbar zwischen dem Grundrahmenträger und dem vorderen Fahrwerksträger wirkt. Allein hiermit lässt sich bereits die oben beschriebene günstige Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes erzielen. Die Stelleinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens ein fluidisches Stellelement. Hierfür kommen beliebige fluidische Stellelemente in Betracht. So kann beispielsweise ein hydraulisches Stellelement zum Einsatz kommen.
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Wegen der besonders einfachen und sauberen Handhabung in Betrieb und Wartung kommen bevorzugt pneumatische Stellelemente zum Einsatz. Diese haben zudem den Vorteil, dass sie die Möglichkeit einfachen einer Einstellung der Federcharakteristik und/oder der Dämpfungscharakteristik des Fahrwerks mit sich bringen.
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Die das verwendete pneumatische Stellelement kann grundsätzlich eine beliebige geeignete Gestaltung aufweisen. So können beispielsweise Kolben-Zylinder-Anordnungen ebenso zum Einsatz kommen wie Faltenbalge oder anderweitig gestaltete Luftfedern oder dergleichen. Ebenso können natürlich auf beliebige Kombinationen solcher pneumatische Stellelemente zum Einsatz kommen.
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Vorzugsweise umfasst das fluidische Stellelement ein fluidisches Muskelelement, wie es beispielsweise von der Fa. Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, unter der Bezeichnung „pneumatischer Muskel” vertrieben wird. Hierbei handelt es sich um ein im Wesentlichen schlauchförmiges Element, dessen Inneres mit Druck beaufschlagt werden kann. Eine Erhöhung des Innendrucks bewirkt dabei durch eine entsprechende Gestaltung der Wandung des Elements eine Längskontraktion des Elements nach Art eines menschlichen Muskels, welche für den Arbeitshub genutzt werden kann.
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Diese Elemente zeichnen sich zum einen durch eine besonders robuste Gestaltung aus, die (mit Ausnahme der erforderlichen Ventile für die Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsfluids) keine beweglichen Teile erfordern, wodurch sich die Verschleißanfälligkeit erheblich reduziert. Zudem lassen sich mit diesen Elementen schon bei vergleichsweise geringen Arbeitsdrücken erhebliche Zugkräfte erzielen, welche problemlos für die vorliegende Anwendung (Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes, gegebenenfalls mit darauf sitzendem Fahrer) ausreichen.
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Es versteht sich, dass es für die gewünschte Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes ausreichen kann, nur den vorderen Fahrwerksträger aktiv verstellen zu können. Vorzugsweise ist jedoch auch der hintere Fahrwerksträger aktiv verstellbar, um zum einen einen noch größeren Verstellweg des Fahrersitzes realisieren zu können. Zum anderen kann die Verstellung des hinteren Fahrwerksträgers genutzt werden, um die Fahrwerkscharakteristik des Fahrzeugs anzupassen. Dies kann in vorteilhafter Weise gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Stellposition des vorderen Fahrwerksträgers geschehen, um die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks an die spezifische Konfiguration anzupassen und so ein optimiertes Fahrverhalten für die jeweilige Sitzposition zu erzielen. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche beide Stelleinrichtungen ansteuert.
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Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist daher eine zweite Stelleinrichtung zum Verschwenken des hinteren Fahrwerksträgers um die hintere Fahrwerksträgergelenkachse vorgesehen, wobei die zweite Stelleinrichtung zwischen dem Grundrahmenträger und dem hinteren Fahrwerksträger wirkt. Auch die zweite Stelleinrichtung kann in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein, wie dies oben im Zusammenhang mit der ersten Stelleinrichtung geschrieben wurde. Vorzugsweise ist wiederum wenigstens ein fluidisches Stellelement, insbesondere ein pneumatisches Stellelement vorgesehen. Auch hier ist vorzugsweise wiederum wenigstens ein fluidisches Stellelement vorgesehen, welches ein fluidisches Muskelelement der oben beschriebenen Art umfasst.
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Sowohl für den vorderen Fahrwerksträger als auch den hinteren Fahrwerksträger kann ein einziges Stellelement ausreichen. Insbesondere im Zusammenhang mit der Anpassung der Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks ist es von Vorteil, wenn die zweite Stelleinrichtung zwei fluidische Muskelelemente umfasst, die nach Art eines Agonisten und eines Antagonisten zusammenwirken.
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Um eine günstige Anlenkung und Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger zu erzielen, umfasst der hintere Fahrwerksträger vorzugsweise einen an dem hinteren Fahrwerksträgergelenk angelenkten Schwingenabschnitt und zwei Hebelabschnitte, an denen jeweils ein Muskelelement angreift. Die Hebelabschnitte sind dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass der jeweilige Angriffspunkt des Muskelelements im Bereich des Außenumfangs des hinteren Laufrades liegt und/oder in Richtung der Fahrzeuglängsachse im Bereich einer hinteren Hälfte des hinteren Laufrades liegt. Hiermit lässt sich eine besonders günstige, auf die Muskelelemente abgestimmte Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger erzielen.
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Die Druckversorgung für das fluidische Stellelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Vorzugsweise ist eine Druckversorgungseinrichtung für das wenigstens eine fluidische Stellelement vorgesehen ist, die Drucksteuerung und einen Kompressor und/oder einen Druckspeicher umfasst. Bei dem Kompressor kann es sich um eine nach einem beliebigen Wirkprinzip arbeitende Komponente handeln, welche dazu geeignet ist, eine entsprechende Druckerhöhung in dem verwendeten Arbeitsfluid zu erzeugen und dieses in einen gegebenenfalls vorhandenen Druckspeicher oder unmittelbar in das Stellelement zu fördern.
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Die Drucksteuerung ist bevorzugt dazu ausgebildet ist, einen Arbeitsdruck in dem wenigstens einen fluidischen Stellelement zur Anpassung des Schwenkwinkels des vorderen Fahrwerksträgers und/oder des hinteren Fahrwerksträgers bezüglich des Grundrahmenträgers und/oder zur Anpassung einer Federungscharakteristik des Fahrzeugs einzustellen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
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Die Energie, welche benötigt wird, um den erforderlichen Arbeitsdruck für das fluidische Stellelement aufzubringen, kann auf beliebige geeignete Weise zur Verfügung gestellt werden. So kann sie beispielsweise durch Muskelkraft des Fahrers aufgebracht werden, indem dieser beispielsweise eine einfache Handpumpe oder dergleichen betätigt. Insbesondere kann im Falle eines muskelgetriebenen Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Fahrrad, vorgesehen sein, dass der Antrieb entgegen der Antriebsrichtung betrieben wird (der Fahrer mithin also rückwärts tritt), um den Kompressor anzutreiben.
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So kann beispielsweise über einen entsprechend gestalteten Freilauf im Antriebsstrang zum angetriebenen Laufrad bei Betätigung in der Antriebsrichtung das Laufrad angetrieben werden, während bei Betätigung entgegen der Antriebsrichtung der Kompressor angetrieben wird. Im einfachsten Fall besteht insoweit eine starre Kopplung. Gegebenenfalls kann aber auch eine zuschaltbare Gestaltung vorgesehen sein, bei welcher die Ankopplung des Kompressors ausgelöst durch eine Betätigung des Fahrers und/oder einen (beispielsweise durch die Steuereinrichtung festgestellten) entsprechenden Druckbedarf im System ausgelöst wird.
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Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest ein Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer entgegen einer Antriebsrichtung betriebenen Antriebseinrichtung des Fahrzeugs zu gewinnen.
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Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung ist die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet, zumindest ein Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer Relativbewegung zwischen einem der Fahrwerksträger und dem Grundrahmenträger zu gewinnen. Mit anderen Worten kann eine ohnehin im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Hubbewegung genutzt werden, um den Kompressor anzutreiben. Hierzu können beliebige geeignete Einrichtungen verwendet werden. So kann beispielsweise ein Freilauf vorgesehen sein, über welchen eine entsprechende Pumpbewegung oder dergleichen erzeugt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet sein, zumindest ein Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors unter Nutzung einer Bremsenergie des Fahrzeugs zu gewinnen. Mit anderen Worten kann ein so genanntes regeneratives Bremsen vorgesehen sein, bei welchem die Last, die durch den (zur Druckerhöhung im Arbeitsfluid und/oder zur Förderung des Arbeitsfluids) arbeitenden Kompressor repräsentiert wird, genutzt wird, um die geforderte Bremsenergie aufzubringen. Hierzu kann die Steuereinrichtung beispielsweise mit einem durch den Fahrer betätigten Bremshebel oder dergleichen des Fahrzeugs verbunden sein, um eine Bremsanforderung zu erfassen und dann die Last des Kompressors als Bremslast anzulegen.
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Die Druckversorgungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs unmittelbar als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere über einen generatorisch betriebenen Antriebsmotor des Fahrzeugs, in elektrische Energie zu wandeln und elektrische Energie als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen. Die Nutzung der elektrischen Energie kann dabei unmittelbar erfolgen. Ebenso können aber zunächst entsprechende elektrische Energiespeicher geladen werden, deren Energie dann zu einem späteren Zeitpunkt genutzt wird, um den Kompressor anzutreiben.
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Der Grundrahmenträger kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein. So kann es ausreichen, dass es sich lediglich zwischen den beiden Fahrwerksträgergelenken erstreckt. Vorzugsweise weist der Grundrahmenträger ein hinteres Ende aufweist, das sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse oberhalb des hinteren Laufrades erstreckt, wobei ein Stellelement zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers in einem hinteren Anlenkpunkt an dem Grundrahmenträger angreift, der im Bereich des hinteren Endes des Grundrahmenträgers liegt. Diese Gestaltung eignet sich besonders für die oben erwähnten Muskelelemente, da hierbei dann eine entsprechend großer Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten am Grundrahmenträger und am vorderen Fahrwerksträger realisiert werden kann, welcher für diese Elemente günstig ist, um in einfacher Weise durch ein entsprechend großes, insbesondere langes Muskelelement auch bei geringen Arbeitsdrücken ausreichend hohe Stellkräfte zu erzielen.
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Besonders günstige kinematische Verhältnisse ergeben sich, wenn das Stellelement in einem vorderen Anlenkpunkt an dem vorderen Fahrwerksträger angreift, wobei die vordere Fahrwerksträgergelenkachse und die hintere Fahrwerksträgergelenkachse in Richtung der Fahrzeuglängsachse um einen Gelenkachsenabstand beabstandet sind und der vordere Anlenkpunkt in einer Betriebsposition mit tiefster Sitzposition des Fahrersitzes in Richtung einer Fahrzeuglängsachse um 40% bis 70% des Gelenkachsenabstands, vorzugsweise um 50% bis 60% des Gelenkachsenabstands, weiter vorzugsweise um 50% bis 55% des Gelenkachsenabstands, von der vorderen Fahrwerksträgergelenkachse beabstandet ist.
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Der Grundrahmenträger kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die beiden Fahrwerksträger zu halten. So kann er beispielsweise als einfacher einschaliger Körper gestaltet sein. Bei bevorzugten, weil besonders einfach gestalteten und herzustellenden Varianten der Erfindung umfasst der Grundrahmenträger zwei in Richtung der Fahrzeugquerachse voneinander beabstandete und miteinander verbundene Halbschalenelemente. Diese können beispielsweise als einfache, im Wesentlichen plattenförmige Elemente gestaltet sein, wodurch sich ihre Herstellung erheblich vereinfacht.
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Vorzugsweise sind die Halbschalenelemente über wenigstens ein Querträgerelement, vorzugsweise mehrere Querträgerelemente, verbunden, wodurch eine besonders stabile und tragfähige Struktur entsteht. Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine Querträgerelement in Richtung einer Fahrzeugquerachse über die Halbschalenelemente hinaus, sodass das Querträgerelement als Konsole bzw. Schnittstelle für die einfache Anbindung von weiteren Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Motoren, Kompressoren, Getrieben, (pneumatischen und/oder elektrischen) Energiespeichern, Steuereinrichtungen, weiteren Fahrwerksteilen oder sogar weiteren Fahrzeugen (beispielsweise zur Bildung von mehrsitzigen Fahrzeugen). Vorzugsweise weist das wenigstens eine Querträgerelement daher eine Schnittstelleneinrichtung zum seitlichen Anbinden weiterer Komponenten, insbesondere eines weiteren Grundrahmenträgers eines weiteren Fahrzeugs, auf. Zudem kann das über den Grundrahmenträger in Fahrzeugquerrichtung hinaus ragende Querträgerelement als Schutz für den Fahrer Unfällen, insbesondere bei Stürzen, dienen.
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Das Querträgerelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Insbesondere können beliebige Materialien hierfür verwendet werden. Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Querträgerelement wenigstens eine äußere Decklage aus einem Verbundmaterial, insbesondere einem Faserverbundmaterial, da hiermit besonders leichte und robuste Komponenten hoher Tragfähigkeit gestaltet werden können. Vorzugsweise umfasst das Verbundmaterial Kohlefasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern, die in einer entsprechenden Matrix, vorzugsweise einem Kunststoff, eingebettet sind.
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Die zweischalige Gestaltung des Grundrahmenträgers ermöglicht eine besonders einfache, robuste und Platz sparende Gestaltung, bei welcher der jeweilige Fahrwerksträger im Bereich des Fahrwerksträgergelenks zwischen den beiden Halbschalenelementen verlaufen kann, wodurch sich eine besonders günstige Abstützung der Fahrwerkslasten im Grundrahmenträger ergibt. Ebenso können auch die verwendeten Stellelemente, insbesondere die erwähnten Muskelelemente, in dem Zwischenraum zwischen der Halbschalenelementen angeordnet werden, wodurch trotz deren Länge eine besonders Platz sparende Konfiguration erzielt wird.
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Vorzugsweise ist daher der vordere Fahrwerksträger im Bereich des vorderen Fahrwerksträgergelenks zwischen den Halbschalenelementen angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist ein Stellelement zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers zumindest abschnittsweise zwischen den Halbschalenelementen angeordnet ist. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ der hintere Fahrwerksträger im Bereich des hinteren Fahrwerksträgergelenks zwischen den Halbschalenelementen angeordnet sein.
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Die für die Träger verwendeten Komponenten können grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Lasten aufnehmen zu können. Bei besonders einfach und kostengünstig herzustellenden Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorgesehen, dass der Grundrahmenträger und/oder der vordere Fahrwerksträger und/oder der hintere Fahrwerksträger zumindest abschnittsweise aus einem Kompositwerkstoff mit zwei äußeren Decklagen und wenigstens einer inneren Kernlage aufgebaut ist. Vorzugsweise umfasst wenigstens eine der Decklagen insbesondere ein Blechmaterial, vorzugsweise Aluminiumblech, umfasst. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Kernlage insbesondere ein aussteifendes Leichtmaterial, insbesondere ein Wabenmaterial. Vorzugsweise umfasst die Kernlage ein Kernmaterial aus Aluminium und/oder Balsaholz und/oder Kunststoffschaum.
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Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs umfasst der vordere Fahrwerksträger zur Bildung einer Sicherheitszelle wenigstens ein den Fahrersitz in der Richtung einer Fahrzeuglängsachse überspannendes Sicherheitsträgerelement und/oder ein Energieverzehrelement umfasst. Hierdurch lassen sich in einfacher und vorteilhafter Weise besonders sichere Fahrzeuge realisieren. Vorzugsweise ist das Sicherheitsträgerelement lösbar mit einem Sitzträgerabschnitt des vorderen Fahrwerksträgers verbunden. Dies erleichtert nicht zuletzt den Transport des Fahrzeugs, der dieses dann in handlichere Teile zerlegt werden kann. Zudem ist ein einfacher Austausch im Falle einer Beschädigung möglich.
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Das Sicherheitsträgerelement kann nach Art eines einteiligen Sicherheitsbügels oder Überrollbügels gestaltet sein, der sich in der Fahrzeuglängsrichtung über den Fahrer hinweg erstreckt und diesen bei Überschlägen schützt. Bei weiteren bevorzugten Varianten weist das Sicherheitsträgerelement zwei Teilträgerelemente auf, die zur Ausbildung eines vorderen Sichtfensters zumindest abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugquerachse zueinander beabstandet angeordnet sind. Hierbei kann eine dauerhaft starre Gestaltung vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die beiden Teilträgerelemente jedoch in die beabstandete Position klappbar, um beispielsweise den Einstieg in das Fahrzeug zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Teilträgerelemente dann in der beanstandeten Position verriegelt werden können, um eine möglichst optimale Schutzfunktion zu gewährleisten.
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Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist zudem vorgesehen, dass das Sicherheitsträgerelement als Schnittstelle zur Anbindung einer einen Fahrerbereich zumindest abschnittsweise überdeckenden Außenhauteinrichtung ausgebildet ist. Hiermit lässt sich in besonders einfacher Weise ein Witterungsschutz für den Fahrer erzielen.
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Bei weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist als Witterungsschutz und/oder zur Reduzierung des aerodynamischen Widerstands des Fahrzeugs eine einen Fahrerbereich zumindest abschnittsweise überdeckende Außenhauteinrichtung vorgesehen ist. Die Außenhauteinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Insbesondere kann sie aus einem beliebigen geeigneten Material bzw. einem beliebigen Materialkombination aufgebaut sein.
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Vorzugsweise finden für die Außenhauteinrichtung flexible Materialien Anwendung, da sie bei geringem Gewicht eine besonders flexible Gestaltung der Außenhauteinrichtung, insbesondere aber einen einfachen Zugang zum Fahrzeug ermöglichen. Vorzugsweise umfasst die Außenhauteinrichtung daher zumindest abschnittsweise wenigstens ein, insbesondere textiles und/oder folienartiges, Membranelement.
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Die (insbesondere zur Aufnahme der aerodynamischen Lasten) gegebenenfalls erforderliche Versteifung der Außenhauteinrichtung kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein. So können hierzu beispielsweise beliebige mechanische Streben, Rippen oder dergleichen ebenso verwendet wie elastische Spannelemente (wie beispielsweise elastische Kordeln oder dergleichen), welche dank ihrer Vorspannung entsprechende Lasten quer zu ihrer Längsrichtung aufnehmen können.
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Bei hinsichtlich der Gestaltung der Geometrie der Außenhaut besonders flexiblen Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorgesehen, dass die Außenhauteinrichtung zumindest abschnittsweise im Wesentlichen druckdichte Kanäle zur Ausbildung pneumatischer Versteifungsrippen aufweist. Über den Innendruck in den Versteifungsrippen kann dann die Steifigkeit der gesamten Außenhaut in diesem Bereich eingestellt werden.
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Diese Varianten lassen sich besonders einfach und vorteilhaft im Zusammenhang mit den vorbeschriebenen pneumatischen Stellelementen, insbesondere den pneumatischen Muskelelementen einsetzen. So kann beispielsweise die Abluft aus den Muskelelementen, die beispielsweise bei einem Absenken des Fahrersitzes anfällt, (direkt oder über einen Zwischenspeicher) zum Befüllen Versteifungsrippen genutzt werden.
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Bei vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einfachem Zugang zum Fahrzeug ist die Außenhauteinrichtung zumindest abschnittsweise derart ausgebildet, dass sie, insbesondere zur Freigabe eines Einstiegs in das Fahrzeug, zumindest in einem vorgebbaren Betriebszustand faltbar ist.
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Die Außenhauteinrichtung kann lediglich die beschriebene Funktion eines Wetterschutzes und/oder der aerodynamischen Verkleidung des Fahrzeugs erfüllen. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Außenhauteinrichtung noch weitere Funktionen integriert. So kann sie zumindest abschnittsweise, insbesondere folienartige, Solarzellen umfassen, um zumindest einen Teil der Energieversorgung des Fahrzeugs zu decken. Zusätzlich oder alternativ kann die Außenhauteinrichtung Funktionen zur Signalisierung und/oder Beleuchtung am Fahrzeug integrieren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Außenhauteinrichtung insbesondere folienartige, Beleuchtungsabschnitte, insbesondere organische Leuchtdioden (OLED) umfasst.
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Das Fahrzeug kann grundsätzlich als einfaches Einspurfahrzeug mit einem vorderen Laufrad und einem hinteren Laufrad gestaltet sein. Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch auch in vorteilhafter Weise möglich, ohne Modifikation der Grundkomponenten, also der beiden Fahrwerksträger und des Grundrahmenträgers ein- oder mehrsitzige Fahrzeuge herzustellen.
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So kann beispielsweise bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs vorgesehen sein, dass der vordere Fahrwerksträger und/oder der hintere Fahrwerksträger zur Bildung eines Mehrspurfahrzeugs wenigstens zwei in der Fahrzeugquerrichtung Laufräder umfasst. Diese können beispielsweise über einfache, am vorderen Fahrwerksträger befestigte Anbauelemente gelagert sein. Ebenso ist es aber auch möglich, zwei vordere Laufräder über vom vorderen Fahrwerksträger separate, am Grundrahmenträger befestigte seitliche Schwingen anzubinden. In diesem Fall dient der vordere Fahrwerksträger dann nur noch der Sitzverstellung.
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Hierbei versteht es sich, dass die beiden vorderen bzw. hinteren Laufräder gegebenenfalls auch separat gefedert und/oder separat gedämpft sein können. Insbesondere ist es möglich, durch eine entsprechende separate Ansteuerung eine aktive Einstellung des Kurvenfahrtverhaltens des Fahrzeugs zu erzielen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein mehrsitziges Fahrzeug, insbesondere ein mehrsitziges Fahrrad, welches ein erstes erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst (wie es oben beschrieben wurde), das in der Fahrzeugquerrichtung mit einem zweiten Fahrzeug gekoppelt ist. Das zweite Fahrzeug kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise handelt es sich ebenfalls um ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, wie es vorstehend beschrieben wurde.
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Die Kopplung der beiden Fahrzeuge zudem mehrsitzigen Fahrzeug kann auf beliebige Weise realisiert sein. Vorzugsweise umfasst der Grundrahmenträger des ersten Fahrzeugs und/oder der Grundrahmenträger des zweiten Fahrzeugs wenigstens ein Querträgerelement, über welches das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug miteinander verbunden sind.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einem ersten Betriebszustand mit maximalem Radstand und niedrigster Sitzposition;
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2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug aus 1;
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3 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs aus 1 in einem zweiten Betriebszustand mit erhöhter Sitzposition;
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4 eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen mehrsitzigen Fahrzeugs unter Verwendung zweier Fahrzeuge aus 1;
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5 eine schematische Seitenansicht einer weiteren bevorzugten, mehrspurigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
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6 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug aus 5;
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7 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte, mehrspurige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
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8 eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen mehrsitzigen Fahrzeugs;
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9 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte, mehrspurige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
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10 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte, mehrspurige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Fahrrads 101 beschrieben.
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Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein Fahrzeug-Koordinatensystem x, y, z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Fahrzeugs 101, die y-Koordinate die Querrichtung des Fahrzeugs 101 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Fahrzeugs 101 bezeichnen.
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Das Fahrzeug 101 umfasst einen Grundrahmenträger 102, einen vorderen Fahrwerksträger 103 und einen hinteren Fahrwerksträger 104, die jeweils als im Wesentlichen starre Trägerelemente gestaltet sind. Das Fahrzeug 101 ist ein einspuriges Fahrzeug, wobei der vordere Fahrwerksträger 103 ein vorderes Laufrad 105 trägt, während der hintere Fahrwerksträger 104 ein hinteres Laufrad 106 trägt. An dem vorderen Fahrwerksträger 103 ist weiterhin einen Fahrersitz 107 des Fahrzeugs befestigt.
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Der vordere Fahrwerksträger 103 ist über einem vorderes Fahrwerksträgergelenk 103.1 um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 schwenkbar an dem Grundrahmenträger 102 angelenkt, während der hintere Fahrwerksträger 104 in einem hinteren Fahrwerksträgergelenk 104.1 um eine hintere Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 schwenkbar an dem Grundrahmenträger 102 angelenkt ist. Hiermit diese ergibt sich eine besonders einfache, dreiteilige Rahmengeometrie, wobei die Rahmenteile 102, 103 und 104 lediglich über zwei einfache Schwenkgelenke 103.1, 104.1 miteinander verbunden sind.
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Das vordere Laufrad 105 ist in herkömmlicher Weise über eine lenkbare Radgabel 105.1 an dem vorderen Fahrwerksträger 103 angebunden. Bei der Radgabel 105.1 kann es sich um eine herkömmliche Radgabel, gegebenenfalls um eine herkömmliche Federgabel handeln. Die Lagerung der Radgabel 105.1 erfolgt über ein herkömmliches, am vorderen Fahrwerksträger 103 angebundenes Steuerkopflager. Die Lenkung erfolgt über eine kardanisch angebundene Lenkstange 105.2 mit einem Lenker 105.3. Dabei kann eine Längenverstellbarkeit und/oder eine teleskopartige Gestaltung der Lenkstange 105.2 vorgesehen sein, um eine Einstellung für unterschiedliche Sitzpositionen und/oder unterschiedliche Fahrer zu ermöglichen.
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Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, kann der vordere Fahrwerksträger 103 in dem vorderen Fahrwerksträgergelenk 103.1 um die vordere Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 (und damit um eine Fahrzeugquerachse) bezüglich des Grundrahmenträgers 102 verschwenkt werden. Durch dieses Verschwenken ergibt sich in dem in 3 dargestellten zweiten Betriebszustand gegenüber dem in 1 dargestellten ersten Betriebszustand mit tiefster Sitzposition und damit geringster Sitzhöhe S1 in der Fahrzeughöhenrichtung (z-Richtung) eine Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes 107 auf eine zweite Sitzhöhe S2.
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Dies führt gegenüber der Augenhöhe H1 des Fahrers 108 im ersten Betriebszustand (1) zu einer erheblich erhöhten Augenhöhe H2 des Fahrers 108 in diesem zweiten Betriebszustand. Der Unterschied DH zwischen der ersten Augenhöhe H1 und der zweiten Augenhöhe H2 bzw. der Unterschied DS zwischen der ersten Sitzhöhe S1 und zweiten Sitzhöhe S2 beträgt dabei im vorliegenden Beispiel ca. 50 cm.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Höhenunterschiede gewählt sein können. Ebenso versteht es sich, dass Zwischenpositionen zwischen den beiden in 1 und 3 dargestellten Extrempositionen eingenommen werden können. Ebenso versteht es sich, dass bei weiteren Varianten der Erfindung der vordere Fahrwerksträger gegenüber der in 3 dargestellten Position noch weiter verschwenkt werden kann, um eine weitere Erhöhung der Sitzposition zu realisieren.
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In dem in 1 dargestellten Betriebszustand mit der niedrigsten Sitzposition weist das Fahrzeug 101 einen maximalen Radstand Rmax auf. Wie der 3 zu entnehmen ist, verringert sich der Radstand beim Verschwenken des jeweiligen Fahrwerksträgers 103 bzw. 104. Zudem verringert sich der Nachlauf im Bereich des gelenkten vorderen Laufrades 105, sodass das Fahrzeug in diesem Zustand neben einer erhöhten Sitzposition einen verlängerten Radstand und ein feinfühliger reagierende Lenkung erhält, mithin also auch wendiger wird, wie dies insbesondere im Stadtverkehr von Vorteil ist. Zudem ergibt sich eine Absenkung des Kurbeltriebs 112.1, was ebenfalls in solchen Stadtverkehrssituationen von Vorteil ist.
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Die Fahrwerksträgergelenkachsen 103.2 und 104.2 sind im vorliegenden Beispiel um etwa 50% des maximalen Radstands Rmax beabstandet, sodass ein Teil des vorderen Fahrwerksträgers 103 (nämlich der Teil des vorderen Fahrwerksträgers 103, der den Fahrersitz 107 trägt) in der Fahrzeughöhenrichtung (z-Achse) zwischen die beiden Fahrwerksträgergelenkachsen 103.2, 104.2 eintaucht. Hiermit ist es möglich, den Fahrersitz wett abzusenken, wodurch die aerodynamische Angriffsfläche des Fahrzeugs reduziert werden kann und besonders günstige Fahreigenschaften bei höheren Geschwindigkeiten erzielt werden können.
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Um den Schwenkwinkel des vorderen Fahrwerksträgers 103 um die vordere Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 zu verstellen ist eine erste Stelleinrichtung 109 vorgesehen, die unmittelbar zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem vorderen Fahrwerksträger 103 wirkt. Die Stelleinrichtung 109 umfasst im vorliegenden Beispiel ein fluidisches Stellelement in Form eines pneumatischen Muskelelements, wie es in 1 und 3 durch die strichpunktierte Linie 109.1 angedeutet ist. Ein solches Muskelelement wird beispielsweise von der Fa. Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, unter der Bezeichnung „pneumatischer Muskel” vertrieben.
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Das Muskelelement 109.1 ist ein im Wesentlichen schlauchförmiges Element, dessen Inneres mit Druck beaufschlagt werden kann. Eine Erhöhung des Innendrucks bewirkt dabei durch eine entsprechende Gestaltung der Wandung des Elements 109.1 eine Längskontraktion des Elements entlang seiner (mit der Linie 109.1 zusammenfallenden) Längsachse nach Art eines menschlichen Muskels, welche für den Arbeitshub am vorderen Fahrwerksträger 103 genutzt werden kann. Das Muskelelement 109.1 kann schon bei vergleichsweise geringen Arbeitsdrücken (unterhalb von 10 bar) erhebliche Zugkräfte erzielen, welche problemlos für die vorliegende Anwendung zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers 103 und damit der Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 (gegebenenfalls mit darauf sitzendem Fahrer 108) ausreichen.
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Um eine Federung und Dämpfung des Fahrersitzes 107 weiter einstellen zu können, ist im vorliegenden Beispiel zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem vorderen Fahrwerksträger 103 zudem eine Feder-Dämpfer-Einheit 109.2 vorgesehen, welche als Antagonist zum Muskelelement 109.1 wirkt.
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Es versteht sich, dass es für die gewünschte Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 ausreichen kann, nur den vorderen Fahrwerksträger 103 aktiv verstellen zu können. Die ausreichende Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 alleine über die Verstellung des vorderen Fahrwerksträgers 103 hat zudem den Vorteil, dass die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 anders als bei herkömmlichen Gestaltungen unverändert bleibt.
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Im vorliegenden Beispiel ist jedoch auch der hintere Fahrwerksträger 104 über eine zweite Stelleinrichtung 110 aktiv verstellbar. Hierdurch kann zum einen ein noch größerer Verstellweg des Fahrersitzes 107 realisiert werden. Zum anderen kann die Verstellung des hinteren Fahrwerksträgers 104 genutzt werden, um die Fahrwerkscharakteristik des Fahrzeugs 101 unabhängig von der Verstellung der Sitzhöhe anzupassen. Die Abstimmung der Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 kann in vorteilhafter Weise gegebenenfalls abgestimmt auf die Stellposition des vorderen Fahrwerksträgers 103 geschehen, um die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 an die spezifische Konfiguration anzupassen und so ein optimiertes Fahrverhalten für die jeweilige Sitzposition zu erzielen. Hierzu ist eine entsprechende Steuereinrichtung 111.1 einer Druckversorgungseinrichtung 111 vorgesehen, welche beide Stelleinrichtungen 109 und 110 ansteuert.
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Die zweite Stelleinrichtung 110 zum Verschwenken des hinteren Fahrwerksträgers 104 um die hintere Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 wirkt zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem hinteren Fahrwerksträger 104. Auch die zweite Stelleinrichtung umfasst zwei fluidische Stellelemente in Form zweier fluidischer Muskelelemente 110.1 und 110.2 der oben beschriebenen Art, die nach Art eines Agonisten und eines Antagonisten zusammenwirken.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs auch lediglich ein einziges aktives Stellelement in der Rolle des Agonisten vorgesehen sein kann, während der Antagonist als passives Element (beispielsweise als entsprechend abgestimmtes Feder-Dämpfer-Element) gestaltet ist.
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Um eine günstige Anlenkung und Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger 104 zu erzielen, umfasst der hintere Fahrwerksträger 104 im vorliegenden Beispiel einen an dem hinteren Fahrwerksträgergelenk 104.1 angelenkten Schwingenabschnitt 104.3 und zwei Hebelabschnitte, nämlich einen oberen Hebelabschnitt 104.4 und einen unteren Hebelabschnitt 104.5, an denen jeweils ein Muskelelement 110.1 bzw. 110.2 angreift.
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Die Hebelabschnitte 104.4 und 104.5 sind dabei derart ausgebildet, dass der jeweilige Angriffspunkt des Muskelelements 110.1 bzw. 110.2 im Bereich des Außenumfangs des hinteren Laufrades 106 liegt und in Richtung der Fahrzeuglängsachse (x-Achse) im Bereich einer hinteren Hälfte des hinteren Laufrades 106 liegt. Hiermit lässt sich eine besonders günstige, auf die spezifischen Eigenschaften der Muskelelemente 110.1 und 110.2 abgestimmte Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger 103 erzielen.
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Die Druckversorgung für die pneumatischen Muskelelemente 109.1, 110.1 und 110.2 erfolgt über die Druckversorgungseinrichtung 111, welche die Drucksteuerung 111.1 und einen Druckversorgungseinheit 111.2 mit einem Kompressor und einem Druckspeicher umfasst. Die Drucksteuerung 111.1 stellt dabei (unter anderem über nicht näher dargestellte Ventile) den Arbeitsdruck in den Muskelelementen 109.1, 110.1 und 110.2 ein, um den Schwenkwinkel des vorderen Fahrwerksträgers 103 und des hinteren Fahrwerksträgers 104 bezüglich des Grundrahmenträgers 102 und gegebenenfalls auch die Federungscharakteristik des Fahrzeugs 101 (insbesondere über die zweite Stelleinrichtung 110) einzustellen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
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Die Energie, welche benötigt wird, um den erforderlichen Arbeitsdruck für die Muskelelemente 109.1, 110.1 und 110.2 aufzubringen, kann im vorliegenden Beispiel auf mehreren Wegen zur Verfügung gestellt werden.
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So kann sie zum einen durch die Muskelkraft des Fahrers aufgebracht werden, indem dieser einen (nicht näher dargestellten) Hebel an dem Kompressor der Druckversorgungseinheit 111.2 betätigt und so Luft in den Druckspeicher der Druckversorgungseinheit 111.2 fördert und so für einen entsprechenden Druckaufbau sorgt.
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Zudem ist im vorliegenden Beispiel eines muskelgetriebenen Fahrzeugs vorgesehen, dass der Antriebsstrang entgegen der Antriebsrichtung für das Fahrzeug 101 betrieben wird, um den Kompressor anzutreiben. Hierzu wird der (längsverstellbar) im vorderen Fahrwerksträger 103 oberhalb des vorderen Laufrades 105 gelagerte Kurbetrieb 112.1 des (in den 1 und 3 durch die strich-zweipunktierte Linie angedeutete) Antriebsstrangs 112 zum angetriebenen hinteren Laufrad 106 und damit der Antriebsstrang 112 entgegen der Antriebsrichtung für das Fahrzeug betrieben. In anderen Worten tritt der Fahrer 108 rückwärts.
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Über einen entsprechend gestalteten Freilauf im Bereich eines Getriebes 112.2 des Antriebsstrangs 112 kann somit bei Betätigung entgegen der Antriebsrichtung der Kompressor der Druckversorgungseinheit 111.2 angetrieben werden, während bei Betätigung in der Antriebsrichtung das hintere Laufrad 106 angetrieben wird. Im einfachsten Fall besteht insoweit eine starre Kopplung, sodass der Kompressor stets angetrieben wird, wenn der Fahrer 108 rückwärts tritt. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch eine zuschaltbare Gestaltung vorgesehen, bei welcher die Ankopplung des Kompressors an den Antriebsstrang 112 ausgelöst durch eine Betätigung des Fahrers oder einen Steuereinrichtung 111.1 festgestellten Druckbedarf im System, insbesondere im Druckspeicher der Druckversorgungseinheit 111.2, erfolgt.
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Weiterhin ist die Druckversorgungseinrichtung 111 im vorliegenden Beispiel dazu ausgebildet, einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer Relativbewegung zwischen dem hinteren Fahrwerksträger 104 und dem Grundrahmenträger 102 zu gewinnen. Hierzu ist der oben erwähnte durch den Fahrer betätigbare Hebel am Kompressor der Druckversorgungseinheit 111.2 in einer Betriebsstellung (schwenkbar und längsverschieblich) mit dem hinteren Fahrwerksträger 104 verbunden, sodass die Relativbewegung zwischen dem hinteren Fahrwerksträger 104 und dem Grundrahmenträger 102 in eine entsprechende Pumpbewegung umgesetzt wird.
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Zusätzlich ist die Druckversorgungseinrichtung 111 dazu ausgebildet, ein so genanntes regeneratives Bremsen durchzuführen, bei welchem die Last des arbeitenden Kompressors der Druckversorgungseinheit 111.2 repräsentierte Last dazu genutzt wird, die geforderte Bremsenergie aufzubringen. Hierzu ist die Steuereinrichtung 111.1 im vorliegenden Beispiel mit einem durch den Fahrer 108 betätigten Bremshebel am Lenker 105.3 verbunden, um eine Bremsanforderung des Fahrers 108 zu erfassen und dann die Last des Kompressors über das Getriebe 112.2 als Bremslast anzulegen.
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Die Druckversorgungseinrichtung 111 kann im vorliegenden Beispiel zusätzlich dazu ausgebildet sein, einen (über eine entsprechende Schaltung im Getriebe 112.2) generatorisch betriebenen Antriebsmotor 112.3 des Antriebsstrangs 112 als Bremslast zu nutzen und so die Bremsenergie in elektrische Energie zu wandeln. Die elektrische Energie kann dann unmittelbar als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors genutzt werden. Sie kann aber auch über zunächst in einen elektrischen Energiespeicher geladen werden, dessen Energie dann zu einem späteren Zeitpunkt genutzt wird, um den Kompressor anzutreiben.
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Ebenso kann diese aus dem regenerativen Bremsen gewonnene elektrische Energie natürlich auch in vorteilhafter Weise genutzt werden, um das Fahrzeug über den Antriebsmotor 112.3 (gegebenenfalls alleine oder unterstützend zur Muskelkraft des Fahrers 108) anzutreiben.
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Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Druckerzeugung bei anderen Varianten der Erfindung einzelner oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen können. Ebenso kann es natürlich ausreichen, lediglich ein entsprechendes Druckreservoir vorzusehen, welches dann von Zeit zu Zeit befällt werden muss.
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Im Zusammenhang mit der Energieversorgung und dem Antrieb des Fahrzeugs 101 versteht es sich, dass das Fahrzeug 101 bei bestimmten Varianten der Erfindung auch grundsätzlich nur über einen oder mehrere Antriebsmotoren, wie beispielsweise den Antriebsmotor 112.3, angetrieben sein kann. Hierbei kann natürlich eine beliebige geeignete elektrische Energieversorgung vorgesehen sein. So können beispielsweise herkömmliche Batterien aber auch Brennstoffzellen etc. zum Einsatz kommen.
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Der Grundrahmenträger 102 ist im vorliegenden Beispiel so gestaltet, dass er ein hinteres Ende 102.1 aufweist, das sich in Richtung der Fahrzeuglängsachse (x-Richtung) oberhalb des hinteren Laufrades 106 erstreckt. Hierdurch ist es möglich, das Muskelelement 109.1 zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers 103 an einem hinteren Anlenkpunkt an dem Grundrahmenträger 102 angreifen zu lassen, der im Bereich des hinteren Endes des Grundrahmenträgers liegt und damit weit nach hinten versetzt ist. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhaft auf die Eigenheiten der verwendeten Muskelelemente 109.1 abgestimmte Gestaltung, da hiermit ein entsprechend großer Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten des Muskelelements 109.1 am Grundrahmenträger 102 und am vorderen Fahrwerksträger 103 realisiert werden kann. Dies ist insoweit günstig, als hiermit ein entsprechend großes, insbesondere langes Muskelelement 109.1 eingesetzt werden kann, welches auch bei geringen Arbeitsdrücken ausreichend hohe Stellkräfte erzielen kann.
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Im vorliegenden Beispiel werden zudem besonders günstige, insbesondere auf die Eigenschaften des Muskelelements 109.1 abgestimmte, Hebelverhältnisse erzielt, indem das Muskelelement 109.1 in einem vorderen Anlenkpunkt an dem vorderen Fahrwerksträger 103 angreift, der in dem in 1 dargestellten Zustand mit minimaler Sitzhöhe in der Fahrzeuglängsrichtung in einem Abstand DA von der vorderen Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 liegt, der etwa 54% des Gelenkachsenabstands GA zwischen der vorderen Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 und der hinteren Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 liegt.
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Der Grundrahmenträger 102 ist im vorliegenden Beispiel weiterhin als einfaches zweischaliges Bauteil gestaltet. Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, umfasst der Grundrahmenträger 102 hierzu zwei in Richtung der Fahrzeugquerachse voneinander beabstandete und miteinander verbundene Halbschalenelemente 102.2, die als einfach herzustellende, im Wesentlichen plattenförmige Elemente gestaltet sind.
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Die Halbschalenelemente sind über mehrere Querträgerelemente 102.3 verbunden, sodass eine besonders stabile und tragfähige Struktur entsteht. Die Querträgerelemente 102.3 erstrecken sich in Richtung der Fahrzeugquerachse über die Halbschalenelemente 102.2 hinaus, sodass die Querträgerelemente als Konsolen bzw. Schnittstelle für die einfache Anbindung von weiteren Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise den Motor 112.3, die Druckversorgungseinheit 111.2 und die Steuereinheit 111.1 sowie weiteren Fahrwerksteilen oder sogar weiteren Fahrzeugen (beispielsweise zur Bildung von mehrsitzigen Fahrzeugen) dienen können. Zudem dienen die über den Grundrahmenträger in Fahrzeugquerrichtung hinaus ragenden Querträgerelemente 112.3 als Schutz für den Fahrer bei Unfällen, insbesondere bei Stürzen.
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Das jeweilige Querträgerelement 112.3 ist im vorliegenden Beispiel als Leichtbauelement mit einem Leichtbaukern und einer äußeren Decklage aus einem Faserverbundmaterial aufgebaut, sodass besonders leichte und robuste Komponenten hoher Tragfähigkeit gebildet werden. Das Verbundmaterial kann Kohlefasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern, die in einer entsprechenden Matrix, vorzugsweise einem Kunststoff, eingebettet sind.
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Die zweischalige Gestaltung des Grundrahmenträgers 102 ermöglicht eine besonders einfache, robuste und Platz sparende Gestaltung, bei welcher der jeweilige Fahrwerksträger 103 und 104 im Bereich des Fahrwerksträgergelenks 103.1 bzw. 104.1 zwischen den beiden Halbschalenelementen 102.2 verlaufen. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Abstützung der Fahrwerkslasten im Grundrahmenträger 102. Weiterhin ist auch das erste Muskelelement 109.1 in dem Zwischenraum zwischen den Halbschalenelementen 102.2 angeordnet, wodurch trotz der Länge des Muskelelement 109.1 eine besonders Platz sparende Konfiguration erzielt wird.
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Die beschriebene Gestaltung hat zudem den Vorteil, dass sowohl der vordere Fahrwerksträger 103 als auch der hintere Fahrwerksträger 104 bis zu einem gewissen Grad in den Zwischenraum zwischen den Halbschalenelementen eintauchen können, sodass ein weites Absenken der Sitzposition des Fahrers möglich ist. Zudem ergibt sich durch den Fahrersitz und einen (nicht näher dargestellten) Anschlagelement für den hinteren Fahrwerksträger 104 jeweils ein Anschlag, der im Falle eines Versagens eines der Muskelelemente 109.1, 110.1 und 110.2 dafür sorgt, dass das Fahrzeug 101 (unter der Last des Fahrers 108) seine grundsätzliche Geometrie und damit seine Fahrfähigkeit auch in dieser Ausfallsituation beibehält. Dies ist unter Sicherheitsaspekten besonders günstig.
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Im vorliegenden Beispiel sind der Grundrahmenträger 102, der vordere Fahrwerksträger 103 und der hintere Fahrwerksträger 104 jeweils aus einem Kompositwerkstoff mit zwei äußeren Decklagen und wenigstens einer inneren Kernlage aufgebaut. Die Decklagen umfassen hierbei ein Blechmaterial aus Aluminium, während die Kernlage ein aussteifendes Leichtmaterial, nämlich ein Wabenmaterial aus Aluminium umfasst. Hierdurch werden besonders leichte, einfach herzustellende und kostengünstige Träger erzielt, welche ausreichende Steifigkeit aufweisen, um die im Betrieb des Fahrzeugs 101 auftretenden Lasten zu tragen.
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Der vordere Fahrwerksträger 103 umfasst weiterhin ein den Fahrersitz 107 in der Richtung der Fahrzeuglängsachse überspannendes Sicherheitsträgerelement 103.3 sowie gegebenenfalls ein an seinem vorderen Ende angeordnetes Energieverzehrelement 103.4 zur Aufnahme von Stoßenergie, beispielsweise bei einem Zusammenstoß.
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Durch das lösbar mit einem Sitzträgerabschnitt 103.5 des vorderen Fahrwerksträgers 103 verbundene Sicherheitsträgerelement 103.3 wird eine Sicherheitszelle 103.6 des Fahrzeugs gebildet, welche den Fahrer 108 bei Unfällen schützt.
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Das Sicherheitsträgerelement 103.5 umfasst im vorliegenden Beispiel zwei Teilträgerelemente 103.7 auf, die zur Ausbildung eines vorderen Sichtfensters 103.8 abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugquerachse zueinander beabstandet angeordnet sind. Hierbei kann eine dauerhaft starre Gestaltung vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel sind die beiden Teilträgerelemente 103.7 jedoch in die (in 2 dargestellte) beabstandete Position klappbar, um beispielsweise den Einstieg in das Fahrzeug 101 zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Teilträgerelemente 103.7 in der beanstandeten Position verriegelt werden können, um eine möglichst optimale Schutzfunktion zu gewährleisten.
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Im vorliegenden Beispiel ist zudem vorgesehen, dass das Sicherheitsträgerelement 103.3 als Schnittstelle zur Anbindung einer den Fahrerbereich überdeckenden Außenhauteinrichtung 113 ausgebildet ist, wodurch sowohl ein Witterungsschutz für den Fahrer 108 als auch eine Reduktion des aerodynamischen Widerstands des Fahrzeugs 101 erzielt werden kann.
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Die Außenhauteinrichtung 113 umfasst abschnittsweise ein textiles und/oder folienartiges Membranelement, welches (insbesondere zur Aufnahme der aerodynamischen Lasten) durch entsprechende Versteifungselemente abgestützt ist. So können hierzu beispielsweise beliebige mechanische Streben, Rippen oder dergleichen ebenso verwendet werden wie elastische Spannelemente (wie beispielsweise elastische Kordeln oder dergleichen), welche beispielsweise an den Querträgern 102.3 abgespannt werden und dank ihrer Vorspannung entsprechende Lasten quer zu ihrer Längsrichtung aufnehmen können.
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Im vorliegenden Beispiel wird eine hinsichtlich der Gestaltung der Geometrie der Außenhaut 113 besonders flexible Lösung realisiert, indem die Außenhauteinrichtung 113 abschnittsweise druckdichte Kanäle zur Ausbildung pneumatischer Versteifungsrippen aufweist. Über den Innendruck in den Versteifungsrippen kann dann die Steifigkeit der gesamten Außenhaut 113 in diesem Bereich eingestellt werden.
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Dies hat den Vorteil, dass die ohnehin vorhandene Druckversorgungseinrichtung 111 auch für die Druckversorgung der Versteifungsrippen genutzt werden kann. Hierbei kann zudem die Abluft aus den Muskelelementen 109.1, 110.1 und 110.2 (direkt oder über einen Zwischenspeicher) zum Befüllen Versteifungsrippen genutzt werden.
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Im vorliegenden Beispiel ist die Außenhauteinrichtung 113 zum einen bei entlüfteten Versteifungsrippen abschnittsweise faltbar gestaltet, sodass eine einfache Freigabe eines Einstiegs in das Fahrzeug möglich ist. Zudem kann die Außenhauteinrichtung 113 vollständig vom Fahrzeug 101 abgenommen werden, sodass ein besonders flexibler Einsatz möglich wird.
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Die Außenhauteinrichtung 113 übernimmt im vorliegenden Beispiel neben dem Wetterschutz und der aerodynamischen Verkleidung des Fahrzeugs weitere Funktionen. So sind abschnittsweise folienartige Solarzellen vorgesehen, um zumindest einen Teil der elektrischen Energieversorgung des Fahrzeugs zu decken. Zusätzlich integriert die Außenhauteinrichtung Funktionen zur Signalisierung und/oder Beleuchtung am Fahrzeug. So umfasst die Außenhauteinrichtung 113 im vorliegenden Beispiel folienartige Beleuchtungsabschnitte, insbesondere organische Leuchtdioden (OLED), welche als Beleuchtung, Richtungsanzeige oder dergleichen dienen können.
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Das in den 1 bis 3 dargestellte Fahrzeug 101 ist als einfaches Einspurfahrzeug gestaltet. Die Querträger 102.3 ermöglichen es jedoch, direkt oder (wie in 4 dargestellt) über Koppelelemente 114 ein weiteres identisches Fahrzeug 101 an das Fahrzeug 101 anzukoppeln, sodass ein zweispuriges Fahrzeug 115 mit zwei Sitzen entsteht.
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Hierbei kann über eine Kopplungseinrichtung 116 eine Kopplung zwischen den Antriebssträngen 112 erfolgen. Die Kopplungseinrichtung 116 kann an beliebiger Stelle im Antriebsstrang 112 eingreifen. Vorzugsweise ist sie im Bereich des hinteren Laufrades 106 angeordnet.
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Ebenso kann über ein einfaches Lenkgestänge 117 eine Kopplung zwischen den Radgabeln 105.1 der beiden Fahrzeuge 101 erfolgen. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der Lenker 105.3 und die Lenkstange 105.2 eines der beiden Fahrzeuge 101 entfernt wird, sodass das Fahrzeug 115 nur von einem der Fahrzeuge 101 aus gelenkt werden kann.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 201 beschrieben. Das Fahrzeug 201 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 101, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in 5 und 6 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 201 zu dem Fahrzeug 101 besteht darin, dass an dem vorderen Fahrwerksträger 103 zwei zweiarmige seitliche Radträger 205.1 befestigt sind, welche zwei in der Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Laufräder 205 tragen, sodass ein mehrspuriges, dreirädriges Fahrzeug entsteht. Die beiden Laufräder 205 sind über ein in dem Steuerkopflager des vorderen Fahrwerksträgers 103 gelagertes Lenkgestänge 217 mit der Lenkstange 105.2 und damit dem Lenker 105.3 verbunden.
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Die Radträger 205.1 sind im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen starr mit dem vorderen Fahrwerksträger 103 verbunden und über Streben 205.4 zusätzlich an diesem abgestützt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung die zusätzlichen Streben 205.4 auch fehlen können.
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Eine weitere Variante dieser Gestaltung ist in 7 dargestellt. Dort sind die seitlichen Radträger einarmig ausgebildet und um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse 205.5 schwenkbar an dem vorderen Fahrwerksträger 103 angelenkt und zur Stabilisierung über eine gelenkig angebundene Querstrebe 205.6 verbunden. Die Streben 205.4 sind in diesem Fall als Feder-Dämpfer-Elemente gestaltet, sodass die beiden vorderen Laufräder 205 separat gefedert und gedämpft sind. Insbesondere ist es möglich, durch eine entsprechende separate Ansteuerung der Streben 205.4 eine aktive Einstellung des Kurvenfahrtverhaltens des Fahrzeugs 201 zu erzielen.
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Die vorstehend beschriebenen Gestaltungen haben den Vorteil, dass durch einfaches Montieren der Radträger 205.1 mit den beiden vorderen Laufrädern 205 und des Lenkgestänges 217 aus dem einspurigen Fahrzeug 101 des ersten Ausführungsbeispiels schnell und unkompliziert ein mehrspuriges Fahrzeug 201 gebildet werden kann. Hierbei ist insbesondere keine Modifikation an der ersten Stelleinrichtung 109 erforderlich, sodass die Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes auch hier in einfacher Weise realisiert werden kann.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zur Bildung eines mehrspurigen Fahrzeugs auch eine andere Gestaltung für die Anbindung zweier vorderer Laufräder vorgesehen sein kann. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwei vordere Laufräder über vom vorderen Fahrwerksträger 103 separate, am Grundrahmenträger 102 (beispielsweise über die Querträger 102.3) befestigte seitliche Schwingen anzubinden. Dabei können die seitlichen schwingen, welche die Laufräder tragen, ebenfalls, beispielsweise über Muskelelemente, aktiv verstellbar gestaltet sein. In diesem Fall dient der vordere Fahrwerksträger dann nur noch der Sitzhöhenverstellung.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 8 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 315 beschrieben. Das Fahrzeug 315 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 115, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in 8 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 315 zu dem Fahrzeug 115 besteht darin, dass an dem vorderen Fahrwerksträger 103 jedes Fahrzeugs 101 ein seitlicher Radträger 305.1 befestigt ist, die gemeinsam mittig ein Laufrad 305 tragen, sodass ein mehrspuriges, dreirädriges Fahrzeug entsteht. Das Laufrad 305 ist über ein in dem Steuerkopflager des vorderen Fahrwerksträgers 103 gelagertes Lenkgestänge mit der Lenkstange eines der Fahrzeuge 101 verbunden.
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Die Radträger 305.1 sind im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen starr mit dem jeweiligen vorderen Fahrwerksträger 103 verbunden und über Streben 305.4 zusätzlich an diesem abgestützt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung die zusätzlichen Streben 305.4 auch fehlen können.
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In 8 ist zudem die (grundsätzlich auch für alle anderen beschriebenen Ausführungsbeispiel gegebene) Möglichkeit dargestellt, an den Querträgern weitere Komponenten, wie beispielsweise Schwimmer 318 anzubinden, sodass das Fahrzeug 315 auch zu einem Wasserfahrzeug aufgerüstet werden kann. Ebenso können statt der Schwimmer 318 natürlich auch Komponenten anderer Fahrzeuge, beispielsweise auch eines Luftfahrzeugs, angebunden werden.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 9 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 401 beschrieben. Das Fahrzeug 401 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 101, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in 9 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 300 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 401 zu dem Fahrzeug 101 besteht darin, dass an dem Grundrahmenträger 102 zwei hintere Fahrwerksträger 104 mit jeweils einem hinteren Laufrad 106 angelenkt sind, sodass ein mehrspuriges, dreirädriges Fahrzeug entsteht. Die beiden hinteren Laufräder 106 können über eine Drehmomentkopplung 416 gekoppelt und gegebenenfalls im Bereich der Drehmomentkopplung 416 an den Antriebsstrang 112 angekoppelt sein, sodass eine einfache Umrüstung von dem Fahrzeug 101 auf das Fahrzeug 401 durch Austausch des einzelnen, mittigen hinteren Fahrwerksträger durch die beiden seitlichen hinteren Fahrwerksträger 104 erfolgen kann.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 10 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 501 beschrieben. Das Fahrzeug 501 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 101, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in 10 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 400 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 501 zu dem Fahrzeug 101 besteht darin, dass an dem Grundrahmenträger 102 über die Querträger 102.3 zwei seitliche Radträger 505.1 befestigt sind, welche zwei in der Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) voneinander beabstandete Laufräder 505 tragen, sodass ein mehrspuriges, dreirädriges Fahrzeug entsteht. Die beiden Laufräder 505 sind jeweils in einem Steuerkopflager des zugehörigen seitlichen Radträgers 505.1 gelagert und über ein geeignetes Lenkgestänge mit der Lenkstange 105.2 und damit dem Lenker 105.3 verbunden.
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Die seitlichen Radträger 505.1 umfassen jeweils einen seitlichen Träger 505.7, an dem eine (um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse) schwenkbar gelagerte Schwinge 505.8 angeordnet ist, welche das jeweilige Laufrad 505 trägt. An einem Hebelarm der Schwinge 505.8 greift ein weiteres pneumatisches Muskelelement 519.1 an, über welches die Schwinge 505.8 und damit das jeweilige vordere Laufrad 505 verstellt werden kann, um sowohl den Radstand als auch den Nachlauf am Vorderrad wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen zu verstellen. Als Antagonist zu dem Muskelelement 519 ist eine Feder-Dämpfer-Einheit 519.2 zwischen dem seitlichen Träger 505.7 und der Schwinge 505.8 angeordnet.
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Der seitliche Träger 505.7 ist (wie der Grundrahmenträger 102) zweischalig aufgebaut, sodass die (einschalige) Schwinge 505.8 jeweils zwischen den beiden Halbschalen des Trägers 505.7 angeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass auch eine beliebige andere Gestaltung gewählt sein kann. Weiterhin sind auch die seitlichen Träger 505.7 sowie die Schwingen 505.8 aus demselben Material wie der Grundrahmenträger 102, und die beiden Fahrwerksträger 103 und 104 aufgebaut.
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Ein Vorteil der Gestaltung mit den seitlichen Ratträgern 505.1 liegt darin, dass durch diese Gestaltung ein seitlicher Schutz für den Fahrer 108, beispielsweise bei einem Seitenaufprall realisiert wird.
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Es versteht sich, dass ein solcher seitlicher Aufprallschutz (gegebenenfalls einteiliger) natürlich auch bei allen anderen vorbeschriebenen Varianten, beispielsweise an den Querträger 102.3, befestigt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von primär muskelgetriebenen Fahrzeugen geschrieben. Es versteht sich jedoch, dass sie auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Antriebskonzepten, die einzelnen oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen, Verwendung finden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 9015936 U1 [0002]
- DE 102005019083 A1 [0002]
- GB 2439937 A [0004]
