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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft ein Gespann aus einem Zugfahrzeug mit einem Elektroantrieb und einem daran lösbar befestigten, gezogenen Stehbrett.
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Stehbrett ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass ein Benutzer darauf stehen, aber ebenso darauf knien, sitzen oder anderweitig darauf positioniert sein kann.
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II. Technischer Hintergrund
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Die Erfindung geht aus von Anhängern, die von einem schmalen Zugfahrzeug, beispielsweise einem einspurigen Zugfahrzeug wie einem Fahrrad, gezogen werden können. Solche Anhänger sind als Kinderanhänger oder Lastenanhänger bekannt, in der Ausführungsform als Einspuranhänger oder als Zweispuranhänger.
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Derartige Anhänger können – nach dem Abkuppeln vom Fahrrad – auch als Schiebewagen benutzt werden, wenn durch Anzahl und Anordnung der Räder des Anhängers sichergestellt ist, dass das Gefährt bei der Benutzung als Schiebewagen nicht umkippen kann.
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Derartige Anhänger sind in unterschiedlichen Konfigurationen bekannt: Entweder als sogenannter Einspuranhänger, bei dem der Anhänger selbst im Anhängezustand nur mit einem einzigen Rad, dem Hauptrad, gegenüber dem Untergrund abgestützt wird, welches sich auf der Längsmitte des Anhängers befindet.
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Falls ein solcher Anhänger abgekuppelt als Schiebewagen verwendet werden soll, benötigt er links und rechts der Längsmitte und in Längsrichtung vom Hauptrad beabstandet jeweils ein Stützrad, welches jedoch beim Anhängerbetrieb außer Funktion sein muss, um eine Kurvenlage des Anhängers zu ermöglichen.
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Daneben sind auch Zweispuranhänger bekannt, die zwei links und rechts der Längsmitte angeordnete und beabstandete Haupträder aufweisen, die im Anhängerbetrieb den Anhänger abstützen.
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Wenn ein solcher Zweispuranhänger als Schiebewagen verwendet werden soll, benötigt er nur noch mindestens ein Stützrad, welches auch auf der Längsmitte angeordnet sein kann, aber in Längsrichtung von den beiden Haupträdern beabstandet sein muss.
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Auch zwei Stützräder links und rechts der Längsmitte sind möglich, vergrößern lediglich den baulichen Aufwand, da sie vorzugsweise ebenfalls aktivierbar und deaktivierbar ausgebildet sein müssen.
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Wenn mit einem nicht motorisch angetriebenen Primärfahrzeug wie einem Fahrrad – im folgenden ist nur noch von einem Fahrrad die Rede, ohne die Anmeldung darauf zu beschränken – ein solcher Anhänger gezogen werden soll, steigt der dafür notwendige Kraftaufwand sehr stark an, abhängig auch vom momentanen Inhalt des Anhängers, was ein Kind ebenso sein kann wie eine Last in Form eines Gegenstandes.
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Daher ist es sinnvoll, einen motorischen Antrieb, insbesondere einen der inzwischen zu akzeptablen Preisen am Markt verfügbaren Elektroantriebe, nicht im Fahrrad, sondern in einem solchen Anhänger anzuordnen, da nur mit angehängtem Anhänger eine Kraftunterstützung benötigt wird, in der Regel jedoch nicht beim Fahren mit dem Fahrrad alleine.
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Dieser Elektroantrieb ist in dem Anhänger dann jedoch permanent vorhanden, also auch, wenn der Anhänger im abgekoppelten Zustand als Schiebewagen verwendet wird.
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Über Bedienelemente an der Haltestange könnte der Bediener, der hinter dem Schiebewagen geht, dann den Elektroantrieb des Schiebewagens entsprechend seiner eigenen Laufgeschwindigkeit steuern.
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Hierfür sind jedoch Bedienelemente an der Haltestange zusätzlich zu den Bedienelementen am Fahrrad im Anhängerbetrieb für den Elektroantrieb notwendig, und je nach Benutzungszustand muss gegebenenfalls eines der beiden Bedienelemente deaktiviert sein.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu schaffen, welches auf unterschiedliche Art und Weise benutzt werden kann.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gespann aus einem insbesondere elektrisch antreibbaren Zugfahrzeug und einem davon gezogenen, insbesondere deaktivierbaren, z. B. abkuppelbaren, Stehbrett, auf dem der Benutzer stehen oder sitzen kann, und welches selbst über wenigstens ein Rad, besser zwei Räder, auf dem Untergrund abgestützt ist.
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Die Haltestange, mit der der Benutzer das Zugfahrzeug hält, bzw. sich am Zugfahrzeug festhält, oder eine andere geeignete Stelle am Zugfahrzeug weist dann ein Bedienelement für den Elektroantrieb auf, welches von dem auf dem Stehbrett stehenden oder sitzenden Benutzer betätigt werden kann.
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Ein solches Zugfahrzeug kann im Extremfall ein einzelnes, z. B. mit einem Radnabenmotor ausgestattetes, Rad sein, mit einer daran befestigten Haltestange.
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In der Regel jedoch ist das Zugfahrzeug mit einer Ladefläche ausgestattet, um darin Ladung transportieren zu können, vor allem bei der Verwendung als Anhänger.
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Durch das Stehen auf dem Stehbrett muss der Benutzer einerseits nicht selbst laufen, vor allem aber muss er nicht die Geschwindigkeit des Elektroantriebes immer seinem eigenen Gehtempo anpassen.
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Mehrfach einsatzfähig wird ein solches Zugfahrzeug, indem es an seinem vorderen Ende eine Kupplung besitzt, um selbst an einem Primärfahrzeug, bspw. einem Fahrrad, angekuppelt zu werden und dann als Anhänger betrieben zu werden. In diesem Betriebsmodus wird das Stehbrett meist vom Heck dieses nun als Anhänger betriebenen Zugfahrzeuges entfernt, da in diesem Betriebsmodus in der Regel niemand hinten am Stehbrett mitgeführt werden muss.
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Im Anhängermodus soll der Elektroantrieb des nun als Anhänger betriebenen Zugfahrzeuges ebenfalls eingesetzt werden, und muss hierfür über ein Bedienelement an der Lenkstange des davor gespannten, z. B. Fahrrades angeordnet sein.
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Dies ist möglich, indem zusätzlich zur mechanischen Kupplung eine Signalverbindung zwischen dem Bedienelement am Fahrrad und dem Elektroantrieb im Anhänger (= ”Zugfahrzeug”) vorhanden ist, und diese Signalverbindung etwa an der Stelle der Anhängerkupplung oder Deichsel durch eine Signalkupplung gelöst werden kann, sodass der vordere Teil der Signalverbindung mit dem Bedienelement fest am Fahrrad verbleibt, und der hintere Teil der Zuführung am abgekuppelten Zugfahrzeug, welches im Anhängerbetrieb nunmehr ein Schubfahrzeug ist.
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Eine andere Lösung – die sinnvoll ist, wenn unterschiedliche Fahrräder vor dieses Zugfahrzeug gesetzt werden – ist eine vom Anhänger = „Zugfahrzeug” über die Anhängekupplung hinaus verlängerte Signalverbindung mit entsprechendem Bedienelement am vorderen Ende, wobei die Signalverbindung so lang ist, dass sie bei Ankuppeln an einem Fahrrad bis zur Lenkstange am Fahrrad reicht.
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Vorzugsweise kann das Stehbrett, wenn es nicht benötigt und abgekuppelt wird, in einer speziellen Tasche im Zugfahrzeug mitgeführt werden.
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Die Lenkung im Gespannbetrieb bestehend aus Zugfahrzeug und Stehbrett muss vom Stehbrett aus erfolgen, was auf unterschiedliche Art und Weise möglich ist:
Die erste Möglichkeit besteht darin, eine Kurvenfahrt des Stehbrettes durch Gewichtsverlagerung auf dem Stehbrett, also Schrägstellung des Stehbrettes um die horizontale Längsachse, zu bewirken, wofür z. B. die beiden Räder des Stehbrettes einen ausreichenden Abstand zu dieser Längsmittelachse besitzen müssen. Dies funktioniert bei einer um die Hochachse nicht knickbaren, starren Verbindung zwischen Zugfahrzeug und dem Chassis des Stehbrettes, dann gut, wenn sich das Heck des Zugfahrzeuges leicht lenken lässt, also z. B. nur ein hinteres, zentrales Hauptrad besitzt oder zwei nebeneinander im Abstand angeordnete selbst lenkende Räder, z. B. Nachlauflenkräder.
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Der Lenkeinschlag des Stehbrettes wird dabei beispielsweise so erzeugt, dass das Stehbrett einerseits gegenüber der Stehbrett-Deichsel zum Zugfahrzeug und andererseits gegenüber dem Fahrgestell zum Rad bzw. einer quer zur Fahrtrichtung stehenden Achse mit den Rädern des Stehbrettes an den Enden um jeweils eine Kippachse kippbar ist.
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Da die Kippachse gegenüber der Stehbrett-Deichsel eine in Fahrtrichtung liegende horizontale Kippachse ist und die Kippachse zum Fahrwerk eine in Fahrtrichtung liegende, schräg stehende, insbesondere von vorn nach hinten abfallende, Kippachse ist, ergibt ein verkippendes Stehbrett eine seitliche Auslenkung der schräg stehenden Kippachse und damit auch eine seitliche Auslenkung der Achse aus ihrer 90°-Lage zur Fahrtrichtung und somit eine Kurvenfahrt des Stehbrettes.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, am Stehbrett in Fahrtrichtung hintereinander zwei um die Hochachse schwenkbare, nachlaufende Räder vorzusehen, die insbesondere in ihre Mittellage vorgespannt sind. Durch Gewichtsverlagerung z. B. nach links wird dann das vordere Nachlaufrad nach rechts und das hintere nach links ausgelenkt und dadurch eine Linkskurve gefahren.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Stehbrett in seiner Schrägstellung um die horizontale Längsachse nicht veränderbar, also starr ist, jedoch das gesamte Stehbrett um eine Hochachse bezüglich des Zugfahrzeuges schwenkbar ist.
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Dadurch kann der auf dem Stehbrett stehende Bediener, der mit beiden Händen links und rechts der Längsmitte die Haltestange des Zugfahrzeuges in der Hand hält, das Zugfahrzeug gegenüber dem Stehbrett seitlich auslenken und dadurch eine Kurvenfahrt des gesamten Gespannes einleiten. Hierfür muss vorzugsweise das vordere Ende des Zugfahrzeuges leicht lenkbar sein, beispielsweise durch nur ein zentrales vorderes Stützrad oder zwei nebeneinander beabstandete, selbst lenkende z. B. nachlaufende, Stützräder.
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Das Zugfahrzeug benötigt bei Betrieb als Gespann zusammen mit dem Stehbrett – abhängig von der Art der Kopplung mit dem Stehbrett – mindestens ein Stützrad.
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Beim Betrieb als reiner Schiebewagen muss das Zugfahrzeug als Schiebewagen kippsicher sein, also insgesamt mindestens drei Räder- aufweisen, von denen mindestens zwei abseits der Längsachse auf verschiedenen Seiten angeordnet sind.
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Beim Betrieb des Zugfahrzeuges als Anhänger an einem Fahrrad dagegen ist dies nicht notwendig und abhängig von der Art der Kopplung an das Fahrrad kommt der Anhänger dann auch mit nur einem einzigen Rad oder zwei auf einer Querachse liegenden Rädern aus, sodass die für den Schiebebetrieb benötigten weiteren Stützräder für diesen Fall deaktivierbar ausgeführt sein sollten.
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Zusätzlich zu den aktivierbaren oder deaktivierbaren Stützrädern für den Schiebebetrieb kann das Zugfahrzeug auch einen aktivierbaren oder deaktivierbaren Stützständer aufweisen.
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Die Stützräder können dabei vorzugsweise in der aktivierten Position einen größeren Abstand zueinander aufweisen, als in der deaktivierten Position, um die Kippsicherheit des Zugfahrzeuges im Betrieb ohne Fahrrad zu verbessern.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1: das Gespann aus Zugfahrzeug und davon gezogenen Stehbrett in der Seitenansicht,
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2: das Zugfahrzeug einzeln in perspektivischer Ansicht,
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3: das Zugfahrzeug als Anhänger mit einer Deichsel am vorderen Ende zum Anhängen an einem Fahrrad,
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4a, b: das angekuppelte Stehbrett in Seitenansicht und Aufsicht in einer ersten Ausführungsform,
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5: das angekuppelte Stehbrett in einer zweiten Ausführungsform und
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6: das angekuppelte Stehbrett in einer dritten Ausführungsform.
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Die 2a–c zeigen das Zugfahrzeug 1 alleine in unterschiedlichen Ansichten, und zwar in 2a mit einer zusätzlichen Haltestange 6 am Heck des Zugfahrzeuges 1 in etwa Brusthöhe eines dahinter stehenden Benutzers, die abnehmbar ist und in den 2b, c nicht vorhanden ist.
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Grundsätzlich besteht dieses Zugfahrzeug 1 aus einem etwa horizontal umlaufenden, etwa rechteckigen Hauptrahmen 2a, in den die Bodenwanne 13 eingesetzt ist, die in diesem Fall einen Sitz 20 zum Transport eines Kindes trägt.
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Unter dem hinteren Ende des Hauptrahmens 2a und der Bodenwanne 13 ist mittig das Hauptrad 4 befestigt über eine gefederte Schwinge 15, welches angetrieben wird von einem nicht dargestellten Elrktroantrieb, der ebenfalls z. B. in der Bodenwanne 13 untergebracht ist.
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Im vorderen Bereich sind am Hauptrahmen 2a an beiderseits nach außen vorstehenden Rohrstutzen 8 jeweils ein Stützrad 5a, b angeordnet, welche selbstlenkende Nachlaufrollen sind, und die zusätzlich durch Hochklappen oder auf andere Weise deaktiviert werden können für den Betrieb als Anhänger.
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Vom Hauptrahmen 2a ragt nach oben ein Verdeckrahmen 2b auf, der eine Stützstrebe 7 und eine etwa rechteckige, horizontal nach vorn verlaufende Versteckstrebe 17 umfasst, über die ein Verdeck gespannt werden kann.
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Am hinteren Ende der Versteckstrebe 17 ist die U-förmige Haltestange 6 mit ihren freien Enden lösbar befestigt.
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Das vordere Ende der Versteckstrebe 17 ist am oberen Ende eines im vorderen Bereich vom Hauptrahmen 2a aufragenden Zusatzrahmens 18 befestigt, wobei an einer mittigen Verbindungsstrebe zwischen Zusatzrahmen und Hauptrahmen am vorderen Ende oder an andren geeigneten Stellen des Zugfahrzeuges 1 oben und unten jeweils ein Befestigungspunkt 25a, b als Kupplung 3 zum Befestigen einer Deichsel 35 vorhanden ist, mittels der – wie in 3 dargestellt – das Zugfahrzeug 1 auch als Anhänger angehängt an einem – nicht dargestellten – Fahrrad oder Motorrad benutzt werden kann.
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1 zeigt in der Seitenansicht den Gespannbetrieb des Zugfahrzeuges 1 mit einem daran angehängten, gezogenen Stehbrett 30, wobei die vorderen Stützräder 5a, b aktiviert sein müssen, also das Zugfahrzeug 1 zusammen mit dem Hauptrad 4 auf dem Untergrund abstützen müssen.
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Das Stehbrett 30 ist z. B. an der Achse des Hauptrades 4 befestigt, und im Gespannbetrieb ist an dem Zugfahrzeug 1 auch am Heck die Haltestange 6 montiert, denn diese hält der auf dem Stehbrett 30 stehende Nutzer in den Händen und führt dadurch das Zugfahrzeug 1.
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Ferner bedient er den Elektroantrieb des Zugfahrzeuges 1 über ein Bedienelement 16, welches an der Haltestange 6 befestigt ist, und von dem eine Signalleitung zum Elektroantrieb führt.
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Wird das Zugfahrzeug 1 dagegen angehängt an ein Primärfahrzeug, wie etwa ein Fahrrad, betrieben gemäß 3, und es soll dabei der Elektroantrieb eingesetzt werden, muss ein weiteres Bedienelement 16' hierfür am Primärfahrzeug vorhanden sein, und auch dorthin eine Signalleitung 36 vom Elektroantrieb aus führen.
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Diese Signalleitung 36 kann im Ganzen ausreichend weit über des vordere Ende der Deichsel 35 weiter reichen, z. B. bis zum Lenker des Fahrrades, und verbleibt bei Nutzung ohne vorgespanntes Primärfahrzeug immer am Zugfahrzeug = Anhänger 1.
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Alternativ kann die Signalleitung 36 auf der Höhe des vorderen Endes der Deichsel 35 durch eine Signalkupplung 37 trennbar sein, sodass der vordere Teil der Signalleitung 36 immer am Fahrrad verbleiben kann.
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Das Stehbrett 30 ist in den 4, 5 und 6 vergrößert dargestellt:
Die 4a, b zeigen eine erste Ausführungsform des Stehbrettes 30 und damit eine erste Möglichkeit, wie das gesamte Gespann gelenkt werden kann:
Dabei ist das Stehbrett 30 – vorzugsweise über eine unter dem Stehbrett 30 montierte, in Längsrichtung verlaufende und fest mit dem Stehbrett 30 verbundene Längsstrebe 30' – um Kippachsen 32, 33 kippbar und zwar
- – um eine in Längsrichtung 10 verlaufende, horizontale Kippachse 32 gegenüber der am Hauptrad 4 des Zugfahrzeugs 1 befestigten Stehbrettdeichsel 26 und
- – um eine in Fahrtrichtung 10 liegende, schräg von z. B. hinten oben nach vorne unten, etwa im 45°-Winkel verlaufende, Kippachse 33 gegenüber einer Chassisstrebe 29, an deren unteren Ende horizontal und im rechten Winkel dazu stehend die Achse 34 verläuft, an deren freien Enden die Räder 28 des Stehbrettes 30 befestigt sind.
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Ein auf dem Stehbrett 30 stehender Benutzer kann durch Gewichtsverlagerung somit das Stehbrett 30 um die horizontale Kippachse 32 kippen, was zu einer seitlichen Auslenkung des Chassis 29 einschließlich einer Abweichung der Achse 34 von der Querrichtung 11 führt und somit zu einer Kurvenfahrt des Stehbrettes 30.
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Wenn das Stehbrett 30 auf diese Art und Weise eine Kurve fährt, ergibt dies eine Kurvenfahrt des gesamten Gespanns.
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Durch die zwischen den freien Enden der Achse 34 und dem hinteren Ende der Längsstrebe 30' befestigten Zugfedern 27 wird das Stehbrett 30 ohne Belastung selbttätig immer in die neutrale, ungekippte horizontale Lage zurückbewegt.
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5 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Achse 34 mit den Rädern 28 an ihren freien Enden starr und nicht verschwenkbar gegenüber dem Stehbrett 30 befestigt ist.
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Jedoch ist das Stehbrett 30 insbesondere mit seiner Längsstrebe 30' am vorderen Ende verschwenkbar um eine Hochachse 31 gegenüber der Stehbrettdeichsel 26 befestigt.
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Das Bewirken einer Lenkbewegung des Gespanns wird erreicht, indem der Benutzer auf dem Stehbrett 30 steht, und die von ihm gehaltene, quer verlaufende Haltestange 6, die er in der Regel in beiden Händen hält, aus dieser Querrichtung 11 auslenken kann.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform ähnlich 4a, b, bei der durch Schrägstellung des Stehbrettes um die Längsachse die Achse mit den Rädern um eine Hochachse dadurch verschwenkt wird, dass ein Lenkgetriebe dazwischen vorgesehen wird:
Auf der Stehbrettdeichsel 26 ist eine horizontale Achse 38 gelagert, die drehfest mit dem Stehbrett 30 verbunden ist sowie mit einem Zahnrad 37b in Form z. B. eines Kegelrades.
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Dieses kämmt mit einem weiteren Zahnrad 37a, welches drehfest auf einer vvertikalen Achse 39 sitzt, an deren unterem Ende drehfest und quer verlaufend der Achskörper 34 mit den Rädern 28 an seinen Enden befestigt ist und dadurch ausgelenkt wird.
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Durch Wahl der Zähnezahlen der Zahnräder 37a, b kann jede beliebige Übersetzung gewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anhänger, Zugfahrzeug
- 2
- Rahmen
- 2a
- Hauptrahmen
- 2b
- Verdeckrahmen
- 3
- Kupplung
- 4
- Hauptrad
- 5a, b
- Stützrad
- 6
- Haltestange
- 7
- Stützstrebe
- 8
- Rohrstutzen
- 10
- Längsrichtung
- 11
- Querrichtung
- 13
- Bodenwanne
- 15
- Schwinge
- 16, 16'
- Bedienelement
- 17
- Verdeckstrebe
- 18
- Zusatzrahmen
- 20
- Sitz
- 25a, b
- Befestigungspunkte
- 26
- Stehbrett-Deichsel
- 27
- Zugfeder
- 28
- Rad
- 29
- Chassis
- 30
- Stehbrett
- 30, 30'
- Längsstrebe
- 31
- Hochachse
- 32
- Kippachse
- 33
- Kippachse
- 34
- Achse
- 35
- Deichsel
- 36
- Signalleitung
- 37
- Signalkupplung
- 37a, b
- Zahnrad
- 38
- Achse
- 39
- Achse
