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Die Erfindung betrifft eine Vorderachsvorrichtung für ein mobil einsetzbares, insbesondere dreispuriges Fahrzeug, wie Trainingsgerät, Fahrrad oder Liegefahrrad, welches über einen zur Vorderachse verschwenkbaren Rahmen verfügt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorderachsvorrichtung, welche durch eine Kopplungsvorrichtung an den Rahmen eines mobil einsetzbaren, insbesondere dreispurigen Fahrzeugs, wie Trainingsgerät, Fahrrad oder Liegefahrrad, koppelbar oder gekoppelt ist.
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Solche Fortbewegungsmittel sind insbesondere bekannt als Sport- und Freizeitgeräte, beispielsweise sogenannte Cross Rider oder Walkingbikes, aber auch als ein- oder mehrspurige Fahr- und Liegeräder.
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Walkingbikes und Cross Rider dienen aufgrund ihrer ausgeprägten Bewegungsabläufe der Muskulaturverstärkung des nahezu gesamten Körpers. Sie können aber auch in therapeutischen Behandlungen eingesetzt werden, um bspw. Menschen mit Beeinträchtigungen der Gliedmaßen oder bestimmter Muskelgruppen bei der Rehabilitation zu helfen.
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Der Vorteil von sogenannten Cross Ridern ist dabei, im Gegensatz zu feststehenden Crosswalkern oder Crosstrainern, dass die ausgeführten Bewegungen auch zur Fortbewegung durch das Gerät dienen.
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Aus der
DE 203 19 128 U1 ist ein Trainingsgerät mit einspuriger Hinterachse und zweispuriger Vorderachse bekannt, wobei die an der Vorderachse angebrachten Vorderräder über ein Lenkgestänge als Lenkräder ausgebildet und über eine Lenkgestänge miteinander verbunden sind, wobei über Steuerelemente der Lenkwinkel beeinflusst werden kann. Bei dieser Konstruktion ist nachteilig, dass die Neigung des Trainingsgerätes zur Fahrzeughochachse nicht verändert werden kann.
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Insbesondere wenn ebensolche Cross Rider oder auch aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte dreispurige Fahrräder bauartbedingt über einen relativ hohen Schwerpunkt verfügen, ist die Kurvenfahrt mit diesen Geräten unsicher, da diese insbesondere bei hohen Kurvengeschwindigkeiten oder beim abrupten Einlenken zum Kippen um die Längsachse neigen, was schwere Unfälle verursachen kann.
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Aus der
WO 2007/005640 A1 sind dreispurige Trainingsgeräte bekannt, welche über eine lenkbare zweispurige Vorderachse verfügen, wobei zwei Ausführungsformen zur Lenkung beschrieben werden. Die eine Ausführungsform beschreibt die Drehauslenkung der Räder über an der Vorderachse gelagerte Achsschenkel. Über eine an Handgriffen angebrachte Lenkbetätigungseinrichtung und eine diese Lenkbetätigungseinrichtung mit den Achsschenkeln koppelnde Lenkkraftübertragungsvorrichtung wird die Drehauslenkung der Vorderräder eingestellt. Auch bei dieser Ausführungsform ist nachteilig, dass die Neigung des Trainingsgerätes zur Fahrzeughochachse nicht verändert werden kann, mit den Nachteilen, wie schon zu der
DE 203 19 128 U1 beschrieben.
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Des weiteren wird in der gleichen Schrift eine weitere Ausführungsform zur Lenkung beschrieben, wobei die Neigung des Fahrzeugführers zur Fahrzeughochachse über eine Kraftübertragungseinrichtung zu einer gleichgerichteten Neigung der Achsschenkel zur Fahrzeughochachse führt, wobei durch diese Sturzänderung eine Lenkbewegung ermöglicht werden soll. Nachteilig ist hierbei, dass die Lenkung relativ ungenau ist, vor allem ist ein Einlenken bei niedrigen Geschwindigkeiten problematisch, da sich der Fahrzeugführer zunächst wieder gerade hinstellen muss, um dann den Rahmen mit den Handhebeln wieder aufzurichten. Dieses verhindert einen fließenden und ergonomischen Bewegungsablauf beim Übergang vom Geradeausfahren zu Kurvenfahrten und umgekehrt.
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Aus der
WO 2008/132191 A1 ist ein Fitnessgerät mit einem Rahmen, zwei Vorderrädern und einem Hinterrad bekannt, wobei die Lenkung durch Neigung des Rahmens erfolgt. Die Vorderräder sind über eine Gelenkaufhängung beweglich mit dem Rahmen verbunden. Der Lenkeinschlag wird ausschließlich durch die Seitenneigung und die Lenkkinematik der Vorderräder ausgelöst. Bei dieser Konstruktion ist wie bei der
WO 2007/005640 A1 nachteilig, dass die Lenkung relativ ungenau ist, vor allem ein Einlenken bei niedrigen Geschwindigkeiten ist problematisch, ein fließender und ergonomischen Bewegungsablauf beim Übergang vom Geradeausfahren zu Kurvenfahrten und umgekehrt ist nicht möglich.
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Bei keiner der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist es möglich, eine zweispurige Vorderachse an den Rahmen eines mobil einsetzbaren Fortbewegungsmittels, wie Trainingsgerät, Fahrrad oder Liegefahrrad, zu koppeln, wobei ein sicheres Fahrverhalten in allen Fahrsituationen, insbesondere bei Kurvenfahrten, ermöglicht wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorderachsvorrichtung für eine mobil einsetzbares, dreispuriges Fahrzeug, wie Trainingsgerät oder Fahrrad zu schaffen, das eine lenkbare zweispurige Vorderachse und einen neigbaren Rahmen aufweist, wobei ein präzises Einlenken bei allen Geschwindigkeiten und ein sicheres Fahrverhalten insbesondere bei Kurvenfahrten ermöglicht wird.
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Desweiteren ist aus dem Stand er Technik nicht bekannt, eine Vorderachsvorrichtung über eine Kopplungsvorrichtung als Nachrüst- oder Aufrüstlösung an einen Rahmen eines mobil einsetzbaren Fortbewegungsmittels, wie Trainingsgerät, Cross Rider oder ein- oder mehrspuriges Fahrrad, zu koppeln.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorderachsvorrichtung, insbesondere für ein dreispuriges Fahrzeug, wie Trainingsgerät, Fahrrad oder Liegefahrrad, die eine lenkbare zweispurige Vorderachse mit beidseitig der Vorderachse an derselben drehbar aufgenommen Radträgern, wie Achsschenkeln, aufweist, mit einer eine Lenkbetätigungsvorrichtung mit den Radträgern koppelnde Lenkkraftübertragungsvorrichtung, wobei über die Lenkbetätigungsvorrichtung und die Lenkkraftübertragungsvorrichtung die Drehauslenkung der Radträger bezüglich der Vorderachse eingestellt wird oder einstellbar ist, mit einer bezüglich der Vorderachse verschwenkbaren Vorderachsträgervorrichtung, wobei die Verschwenkung einstellbar ist, wobei die Einstellung über eine Schwenkkopplungseinrichtung erfolgt, die die Radträger mit der Vorderachsträgervorrichtung koppelt.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung sorgt die Schwenkkopplungseinrichtung dafür, dass eine Lenkbewegung resultierend aus einem Lenkbefehl des Fahrers eine vorbestimmte Schwenkbewegung des Rahmens nach sich zieht, wodurch eine berechenbares, sicheres Kurvenverhalten erzielt wird.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Einstellung der Verschwenkung resultierend aus der Lenkbewegung proportional zur Drehauslenkung der Vorderräder erfolgt.
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Durch die stetige Zunahme des Schwenkgrades mit dem Lenkwinkel wird das Kurvenverhalten besonders berechenbar und dadurch Unfälle sicher vermieden.
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In einer Ausführung wird die Schwenkkopplungseinrichtung durch eine mechanische Kopplung der Radträger mit der Vorderachsträgervorrichtung gebildet wird.
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Durch die Verwendung mechanischer Komponenten wird ein besonders kostengünstiger, weitgehend wartungsfreier und robuster Systemaufbau erzielt.
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In einer besonders vorteilhaften Variante erfolgt die Kopplung durch je eine Lenkwinkelkopplungsstange für jeden der Radträger, die jeweils an deren einen Ende ein erstes Ankoppelmittel zur Verbindung mit dem zugehörigen Radträger an einem ersten Aufnahmemittel aufweist und die jeweils an deren anderen Ende ein zweites Ankoppelmittel zur Verbindung mit einem Schwenkhebel an einem zweiten Aufnahmemittel aufweist, wobei der Schwenkhebel zur Einleitung der Schwenkbewegung in die Vorderachsträgervorrichtung mit dieser fest verbunden ist.
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Durch diesen Aufbau wird eine einfache Übersetzung der Drehbewegung der Radträger in eine Schwenkbewegung der Vorderachsträgervorrichtung erreicht. Die Montage der Koppelstangen mit den Radträgern und dem Schwenkhebel kann spielfrei, wartungsarm, kostengünstig und robust ausgeführt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zweite Aufnahmemittel unterschiedliche Aufnahmebereiche zur Einstellung alternativer Übertragungsübersetzungen zur Aufnahme der Lenkwinkelkopplungsstange verfügt.
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Durch die unterschiedlichen Aufnahmebereiche wird eine individuelle Einstellbarkeit der Übersetzung der Drehbewegung des Radträgers in die gewünschte Schwenkbewegung des Schwenkhebels ermöglicht, so dass hierüber eine ergonomisch für den Fahrer besonders günstige Anpassung erfolgen kann.
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Dies wird insbesondere dadurch besonders einfach realisiert, wenn die Aufnahmebereiche wenigstens zwei unterschiedliche Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme eines Zapfens der Lenkwinkelkopplungsstange bereitstellen.
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Durch die Wahl der Aufnahmeöffnung wird auf einfache Art und Weise die Übertragungsgeometrie und damit das Übertragungsverhältnis variiert.
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In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung wird die Schwenkkopplungseinrichtung durch eine hydraulische und/oder elektrische und/oder pneumatische Kopplung der Radträger mit der Vorderachsträgervorrichtung gebildet wird.
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Zur Übertragung der Auslenkbewegung der Lenkbetätigungsvorrichtung an die Radträger kann die Lenkkraftübertragungsvorrichtung mechanische Mittel umfassen.
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In einer besonders einfachen Variante umfasst die Lenkkraftübertragungsvorrichtung wenigstens eine Seilzugeinrichtung, die die Auslenkbewegung der Lenkbetätigungsvorrichtung, beispielsweise eines Lenkdrehgriffes einer Lenkstange, wie beispielsweise aus der
WO 2007/005640 A1 bekannt, über einen Lenkhebel und wenigstens eine Spurstange an die Radträger überträgt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Vorderachsvorrichtung zur Übertragung der Schwenkbewegung der Vorderachsträgervorrichtung auf einen Rahmen des Fahrzeugs mit diesem koppelbar ist.
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Durch die Anbindung der Vorderachsvorrichtung an den Fahrzeugrahmen wird die Schwenkbewegung des Vorderachsträgers relativ zur Vorderachse auf den Rahmen übertragen, wodurch das Kurvenverhalten des Fahrzeugs positiv beeinflusst wird.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Kopplung eine feste Kopplung ist und über eine formschlüssige Verbindung wie Verrastung, Verstemmung oder dergleichen und/oder eine stoffschlüssige Verbindung wie Verschweißung oder Verlötung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung wie Verschraubung oder Vernietung erfolgt.
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Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Kopplung mit dem Rahmen federnd erfolgt, wobei die Kopplung mittelbar über einen Kopplungsadapter erfolgt, der an einem ersten Bereich drehbar an der Vorderachsträgervorrichtung aufgenommen ist, der an einem zweiten Bereich drehbar eine Dämpfungseinrichtung abstützt, und der an einem dritten Bereich fest an den Rahmen gekoppelt oder koppelbar ist.
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Durch die Verwendung einer Dämpfungseinrichtung wird ein besonders komfortables Fahrverhalten erzielt.
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Die Dämpfungseinrichtung kann ein aus dem Stand der Technik bekannter Stossdämpfer sein, der in seinen Federungs- und Dämpfungseigenschaften auf das Fahrzeug, den Fahrer und/oder den Verwendungszweck des Fahrzeugs abgestimmt ist, alternativ auch durch den Einbau oder der Verwendung und weitere aus dem Stand der Technik bekannte Dämpfungseinrichtungen wie Reibungsdämpfer, Luftfedern- und balge, Gummifedern oder andere.
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Durch den Einsatz eines Kopplungsadapters wird es auf einfache Art und Weise möglich, die erfindungsgemäße Vorderachsvorrichtung an unterschiedliche Rahmen von Fahrrädern oder Trainingsgeräten anzukoppeln. Die Anpassung an die Ausführung des Rahmens erfolgt durch den Einsatz eines geeigneten Kopplungsadapters.
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Die Kopplung des Kopplungsadapters an den dritten Bereich kann beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung wie Verrastung, Verstemmung oder dergleichen und/oder eine stoffschlüssige Verbindung wie Verschweißung oder Verlötung und/oder eine kraftschlüssige Verbindung wie Verschraubung oder Vernietung erfolgen.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein dreispuriges Fahrzeug, wie Trainingsgerät oder Fahrrad, mit einem Fahrzeugrahmen und einer erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung sowie mit an den Radträgern drehbar aufgenommenen Vorderrädern.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung
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2a eine der 1 entsprechende Seitenansicht der Vorderachsvorrichtung
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2b eine der 1 entsprechende Vorderansicht der Vorderachsvorrichtung
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2c eine der 1 entsprechende Draufsicht der Vorderachsvorrichtung
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3 die Vorderachsvorrichtung der 1 in Vorderansicht und Draufsicht im nicht ausgelenkten und ausgelenkten Zustand
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4a und 4b die Vorderachsvorrichtung der 1 im ausgelenkten Zustand mit montierten Rädern in Vorderansicht und Draufsicht
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5a und 5b die Seitenansicht und Draufsicht einer den 4a und 4b entsprechenden Vorderachsvorrichtung mit montierten Rädern im nicht ausgelenkten Zustand, gekoppelt an einen im Ausschnitt dargestellten Rahmen eines Cross-Riders
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6a und 6b und 6c verschiedene Ansichten zu eine alternativen Ausgestaltungsart einer erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung mit montierten Vorderrädern, gekoppelt an einen Liegefahrradrahmen
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In 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung 1 dargestellt, in den 2a, 2b, 2c die gleiche Vorderachsvorrichtung in unterschiedlichen Ansichten.
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Zentrales Element ist die Vorderachsträgervorrichtung 7, deren Vorderachsträger 6 in diesem Ausführungsbeispiel als Rundrohr ausgeführt ist, an dem weitere Komponenten der Vorderachsvorrichtung aufgenommen sind. Er kann alternativ zum Beispiel auch aus anderen Profilen mit anderen Querschnittsformen gefertigt sein. Weiterhin kann er auch in beliebiger Ausführungsform, insbesondere umformend, wie tiefziehtechnisch, oder urformend, wie als Schmiedeteil, oder gusstechnisch, wie Aluminiumdruckguss, oder spritzgusstechnisch hergestellt sein, um die geforderte Stabilität und Funktion zu gewährleisten. Er kann dabei aus einem beliebigen Werkstoff, wie Stahl, Aluminium oder Verbundlösungen derselben, oder aus Verbundwerkstoffen wie faserverstärktem Kunststoff bestehen.
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An dem einen Ende der Vorderachsträgervorrichtung 7 wird diese über ein an den Vorderachsträger angeschweißtes, alternativ auch eingepresstes oder anderweitig angeflanschtes, Lagerauge 30 um eine Achse 25.1 quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs drehbar an einem Kopplungsadapter 3, 3.1, 3.2, 3.3 aufgenommen und stützt sich über eine Dämpfungseinrichtung 26, 26.1, 26.2, 26.3 federnd an diesem ab, wobei die Dämpfungseinrichtung über eine Achse 25.2 drehbar in einem am Vorderachsträger angeschweißten, alternativ auch eingepressten oder anderweitig angeflanschten Auflager 31 und über eine weitere Achse 25.3 drehbar im Kopplungsadapter 3, 3.1, 3.2, 3.3 aufgenommen ist. Über den fahrzeugspezifischen Kopplungsadapter 3, 3.1, 3.2, 3.3 erfolgt eine schwingend gelagerte Aufnahme der Vorderachsvorrichtung 1 am Rahmen 22.1, 22.2, 22.3. Über die fahrzeugspezifische Aufnahme kann die Vorderachsvorrichtung beispielsweise bei der Herstellung von Cross Ridern auf einfache Art und Weise an dessen Rahmen montiert werden.
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Für nachzurüstende Lösungen, wie z. B. bei Fahrrädern, ist eine universelle oder fahrzeugspezifische Adaptierung vorgesehen. Diese kann wie hier dargestellt aus einer Blechkonstruktion mit Adapterblechen 29.1, 29.2, selbstverständlich aber auch andersartig und aus anderen Werkstoffen ausgeführt sein.
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Beim Einsatz der dargestellten Dämpfungseinrichtung 26, 26.1, 26.2, 26.3 wird ein Stoßdämpfer, bestehend aus einem Lineardämpfer und einer dazu konzentrisch montierten Schraubendruckfeder, eingesetzt. Hierdurch wird beim Überfahren von Hindernissen oder Bodenwellen die aus den Auf- und Abbewegungen der Vorderachse resultierende Bewegung des Fahrzeugrahmens zumindest vermindert, was den Fahrkomfort erhöht. Alternativ zu der hier beschriebenen Variante können auch beliebige andere Dämpfungseinrichtungen eingesetzt werden, wie beispielsweise Reibungsdämpfer, Luftfederbälge oder Gummifedern.
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Auf der dem Kopplungsadapter 3., 3.1, 3.2, 3.3 gegenüberliegenden Seite der Vorderachsträgervorrichtung 7 weist der Vorderachsträger 6 eine Vorderachsaufnahmevorrichtung 28 zur Aufnahme der pendelnd gelagerten Vorderachse 2 über eine Vorderachsachse 31 auf, wobei die Achse über eine Verschraubung axial auf der Vorderachsachse gesichert wird. In dem ausgeführten Beispiel weist der Grundkörper der Vorderachse 2 ein Rundrohr auf. Er kann alternativ zum Beispiel auch aus anderen Profilen mit anderen Querschnittsformen gefertigt sein. Weiterhin kann er auch in beliebiger Ausführungsform, insbesondere umformend, wie tiefziehtechnisch, oder urformend, wie als Schmiedeteil, oder gusstechnisch, wie Aluminiumdruckguss, oder spritzgusstechnisch hergestellt sein, um die geforderte Stabilität und Funktion zu gewährleisten.
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Er kann dabei aus einem beliebigen Werkstoff, wie Stahl, Aluminium oder Verbundlösungen derselben, oder aus Verbundwerkstoffen wie faserverstärktem Kunststoff bestehen.
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Die Vorderachse 2 nimmt an seinen beiden Enden über angeschweißte, alternativ auch angeflanschte Radträgeraufnahmen 33.1, 33.2 mit darin drehbar gelagerten Radträgerachsen 34.1, 34.2 drehbar die Radträger 4.1, 4.2, hier Achsschenkel, auf. Selbstverständlich kann die Vorderachse auch so ausgeführt sein, dass die Radträgeraufnahmen 33.1, 33.2 bereits direkter Bestandteil sind (bspw. als Einkomponentenlösung aus einem Verbundwerkstoff).
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Die Radträger sind über an sich aus dem Stand der Technik bekannten Spurstangen 21.1, 21.2 und einen Lenkhebel 20 miteinander verbunden, um einen synchrone Drehauslenkung der Radträger zu ermöglichen. Der Lenkhebel 20 ist über eine Lenkhebelachse 35 drehbar im Vorderachsträger 6 gelagert. Der Lenkhebel 20 wird im hier ausgeführten Beispiel über aus dem Stand der Technik bekannte Seilzugeinrichtungen 19.1, 19.2 betätigt, wobei die Aufnahmehüllen für die Seilzüge am Vorderachsträger einstellbar befestigt werden können (hier nicht dargestellt).
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Die Seilzugeinrichtungen 19.1, 19.2 bilden hier zusammen mit dem Lenkhebel 20 und dessen Lagerung im Vorderachsträger 6 sowie den Spurstangen 21.1, 21.2 die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 5, die die mit Hilfe einer Lenkbetätigungsvorrichtung, wie Lenkdrehgriffen (nicht dargestellt), oder Fahrradlenker beim Fahrrad (hier nicht dargestellt) aufgebrachte Lenkkraft auf die Radträger 4.1, 4.2 überträgt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die ausgeführte Lenkkraftübertragungsvorrichtung mit einer Seilzugeinrichtung beschränkt. Weitere aus dem Stand bekannte Ausbildungen, wie zum Beispiel die Übertragung der Lenkkräfte über ein Lenkgestänge und/oder eine Gemischtbauweise aus hydraulischen und/oder pneumatischen oder elektrischen Komponenten wie Aktuatoren sind denkbar. Die im ausgeführten Beispiel dargestellte Lenkbetätigungsvorrichtung mit zwei Seilzugeinrichtungen ermöglicht im Falle eines Ausfall einer der beiden Seilzugeinrichtungen 19.1, 19.2 noch ein sicheres Lenken, da die beiden Radträger 4.1, 4.2 durch die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 5 miteinander verbunden sind. Auch ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Lenkkraftübertragung durch einen Lenkhebel 20, an welche die beiden Seilzugeinrichtungen 19.1, 19.2 montiert sind, beschränkt. Alternativ ist auch eine direkte Befestigung der beiden hier dargestellten Seilzugeinrichtungen 19.1, 19.2 an den Radträgern 4.1, 4.2 oder ähnliches denkbar.
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Die für den jeweiligen Anwendungsfall benötigten Sturz- sowie Vor- und Nachlaufwinkel können sowohl über die geometrische Ausgestaltung der Radträger 4.1, 4.2, deren Anbindung über die Radträgeraufnahme 33.1, 33.2 an die Vorderachse 2 und die Länge der Spurstangen 21.1, 21.2 sowie deren Anbindung an die Radträger 4.1, 4.2 voreingestellt werden.
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Selbstverständlich können zusätzlich auch aus dem Stand der Technik bekannte Einstellmöglichkeiten insbesondere für die Länge der Spurstangen vorgesehen werden.
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Der Abstand der Radträger voneinander bestimmt die Spurweite der Vorderachse.
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Eine große Spurweite erhöht die Sicherheit im Betrieb, insbesondere bei Kurvenfahrten, allerdings erhöht sich auch der Wendekreis des Fahrzeugs, welches dadurch unhandlicher wird. Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Vorderachsvorrichtung wird selbst bei geringeren Spurweiten eine hohe Kurvensicherheit erreicht.
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Wie aus 1 ersichtlich, werden die Radträger 4.1, 4.2 über eine Schwenkkopplungseinrichtung 8 mit dem Vorderachsträger gekoppelt. Die Lenkwinkelkopplungsstangen 10.1, 10.2 weisen an deren einen Ende jeweilig ein erstes Ankoppelmittel 13.1, 13.2 in Gestalt eines Zapfens 18.1, 18.2 auf, der über ein Kugelgelenk drehbar, aber zur Übertragung von Zugkräften in Stangenrichtung fest mit der Lenkwinkelkopplungsstange 10.1, 10.2 verbunden ist.
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Die Lenkwinkelkopplungsstangen 10.1, 10.2 weisen weiterhin an deren anderen Ende jeweilig ein zweites Ankoppelmittel 11.1, 11.2 in Gestalt eines weiteren Zapfens 36.1, 36.2 auf, der über ein Kugelgelenk drehbar, aber zur Übertragung von Zugkräften in Stangenrichtung fest mit einem zweiten Aufnahmemittel 12, hier ein mit dem Schwenkhebel verschweißtes Neigungseinstellblech, verbunden ist.
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Der Schwenkhebel 15 ist bei dieser Variante über eine nicht näher dargestellte Schweißung fest mit dem Vorderachsträger 6 verbunden. Der Vorderachsträger 6 ist über den Kopplungsadapter 3, 3.1, 3.2, 3.3 in Fahrzeuglängsrichtung drehfest mit dem Rahmen 22.1, 22.2, 22.3 eines Fahrrads oder Trainingsgerätes verbunden.
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Die Verbindung mit dem Rahmen erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend der 1 und den 2a bis 2d über eine Verschweißung der Adapterbleche 29.1, 29.2 mit dem hier nicht näher dargestellten Rahmen des Fahrrads oder Trainingsgeräts.
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Das Neigungseinstellblech weist zur Aufnahme des Zapfens 36.1, 36.2 der Lenkwinkelkopplungsstange 10.1, 10.2 mehrere, an alternativen Positionen angeordnete Aufnahmeöffnungen 17 auf, worüber der Grad der Seitenneigung des Rahmens in Abhängigkeit von der Drehauslenkung der Radträger eingestellt werden kann, wie im Folgenden noch weiter erläutert werden wird.
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Die Funktion wird im Folgenden anhand der 3 und 4 erläutert, wobei 4 die in den 1 bis 3 dargestellte Vorderachsvorrichtung, lediglich erweitert um an den Radträgern 4.1, 4.2 montierte Vorderräder 9, zeigt.
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Die 3a und 3b zeigen einen Ausgangszustand der Vorderachsvorrichtung bei Geradeausfahrt, mithin ohne Drehauslenkung der Radträger und ohne Schwenkauslenkung des Vorderachsträgers, in Vordersicht und in Draufsicht.
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Die 3c und 3d zeigen einen Zustand der Vorderachsvorrichtung bei Kurvenfahrt, mithin mit Drehauslenkung der Radträger und mit Schwenkauslenkung des Vorderachsträgers, ebenfalls in Vordersicht und in Draufsicht.
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Wie deutlich zu erkennen ist, neigt sich der Fahrzeugrahmen bei Kurvenfahrt zum Kurvenmittelpunkt hin.
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Der Fahrer betätigt entsprechend seines Fahrwunsches die bereits oben beschriebene Lenkbetätigungseinrichtung, hier nicht näher dargestellt. Die Lenkkraft wird über die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 5 auf die Radträger 4.1, 4.2 übertragen, die dadurch relativ zur Vorderachse 2 drehausgelenkt werden. Durch die beschriebene Anbindung der Lenkwinkelkopplungstangen 10.1, 10.2 an die Radträger 4.1, 4.2 erfahren diese eine Auslenkung, die ihrerseits wiederum, über deren Anbindung an das zweite Aufnahmemittel 12 und damit den Schwenkhebel 15, eine Verschwenkung der Vorderachsträgervorrichtung 7 relativ zur Vorderachse 2 bewirken.
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Durch die bezüglich der Fahrzeuglängsachse 39 drehfeste Anbindung der Vorderachsträgervorrichtung 7 über den Kopplungsadapter 3, 3.1, 3.2, 3.3 an den Fahrzeugrahmen 22.1, 22.2, 22.3, hier nicht dargestellt, resultiert hieraus ebenfalls und in gleichem Maße eine Verschwenkung des Fahrzeugrahmens relativ zur Vorderachse, mithin eine die Fahrsicherheit in Kurven verbessernde Seitenneigung des Rahmens gegenüber der Fahrbahn.
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Der Grad der Seitenneigung des Rahmens in Abhängigkeit von der Drehauslenkung der Radträger kann über die Ausgestaltung der Schwenkkopplungseinrichtung und deren Anbindung an Radträger und Vorderachsträgervorrichtung geometrisch eingestellt werden.
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Der bzgl. Fahrstabilität und Fahrdynamik optimale Wert kann anwendungsspezifisch fahrdynamisch ermittelt und danach entsprechend konstruktiv umgesetzt werden.
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Der Grad der Übersetzung bestimmt auch maßgeblich die Leichtgängigkeit der gesamten Lenkung, deren Rückstellkräfte und die maximale Neigung des Fahrzeugrahmens bei Kurvenfahrten. Um feine Justierungen an diesem Übersetzungsverhältnis vornehmen zu können, können die Lenkwinkelkopplungsstangen 10.1, 10.2 über ein hier nicht näher dargestelltes Schraubgewinde in deren Länge verstellt werden.
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Alternativ zu Lenkwinkelkopplungsstangen können zur mechanischen Kopplung von Radträgern und Schwenkhebel auch andere Übertragungsmittel wie z. B. Seilzugeinrichtungen, hier nicht dargestellt, eingesetzt werden.
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Wie zum Beispiel in 4a erkennbar ist, kann die Bodenfreiheit des Fahrzeugs durch eine in Hochrichtung gewölbte Gestaltung der Vorderachse 2 erhöht werden. Die Vorderachsvorrichtung bietet somit mittig die höchste Bodenfreiheit, welches ein Überfahren von Hindernissen vereinfacht.
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Die 5a und 5b zeigen Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung 1, gekoppelt an einen Cross Rider-Rahmen 22.3, wobei hier lediglich beispielhaft ein Ausschnitt des Rahmens dargestellt ist. Wie in der Seitenansicht laut 5a zu erkennen ist, ist der Kopplungsadapter 3.1 über eine Verschweißung 23 mit dem Rahmen verbunden. 5b zeigt eine entsprechende Draufsicht.
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Die 6a, 6b, 6c zeigen den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorderachsvorrichtung an einem Liegefahrrad, im nicht ausgelenkten Zustand, in Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht. Die Ankopplung der Vorderachsvorrichtung an den Rahmen 22.3 erfolgt hier an den Rahmen 22.3 über den Kopplungsadapter 3.3, wobei hier die Abstützung des Vorderachsträgers 6 am Kopplungsadapter 3.3 über eine Dämpfungseinrichtung 26.3 erfolgt.
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Die Funktionsweise der Lenkung ist dabei vergleichbar der bereits in den 1 bis 4 beschriebenen Lösung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderachsvorrichtung
- 2
- Vorderachse
- 3, 3.1, 3.3
- Kopplungsadapter
- 4.1, 4.2
- Radträgern
- 5
- Lenkkraftübertragungsvorrichtung
- 6
- Vorderachsträger
- 7
- Vorderachsträgervorrichtung
- 8
- Schwenkkopplungseinrichtung
- 9
- Vorderräder
- 10.1, 10.2
- Lenkwinkelkopplungsstange
- 11.1, 11.2
- zweites Ankoppelmittel
- 12
- zweites Aufnahmemittel
- 13.1, 13.2
- erstes Ankoppelmittel
- 14.1, 14.2
- erstes Aufnahmemittel
- 15
- Schwenkhebel
- 16.1, 16.2
- Aufnahmebereich
- 17
- Aufnahmeöffnung
- 18.1, 18.2
- Zapfen
- 19.1, 19.2
- Seilzugeinrichtung
- 20
- Lenkhebel
- 21.1, 21.2
- Spurstange
- 22.1, 22.3
- Rahmen
- 23
- Verschweißung
- 24
- Verschraubung
- 25.1, 25.2, 25.3
- Achse
- 26, 26.1, 26.3
- Dämpfungseinrichtung
- 27a, b, c
- erster, zweiter, dritter Bereich
- 28
- Vorderachsaufnahmevorrichtung
- 29.1, 29.2
- Adapterblech
- 30
- Lagerauge
- 31
- Auflager
- 32
- Vorderachsachse
- 33.1, 33.2
- Radträgeraufnahme
- 34.1, 34.2
- Radträgerachse
- 35
- Lenkhebelachse
- 36.1, 36.2
- Zapfen
- 38.1, 38.2
- Lenkbetätigungsgriff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20319128 U1 [0006, 0008]
- WO 2007/005640 A1 [0008, 0010, 0028]
- WO 2008/132191 A1 [0010]
