DE102015219848B3

DE102015219848B3 - Dynamisch balancierendes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015219848B3
Application number: DE102015219848.0A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bernhard; Armin Maurer; Ulrich Riexinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: WO2017064162A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisch balancierendes Fahrzeug (1), umfassend ein Fahrgestell (2), das eine Basis (3) und einen oberhalb der Basis (3) angeordneten Aufbau (4) aufweist, einen am Aufbau (4) angeordneten Fahrzeugsitz (8) für einen Fahrzeugführer, zwei Räder (10) zum Abstützen des Fahrgestells (2) auf einem Untergrund (11), die um eine parallel zu einer Fahrzeugquerachse (Y) verlaufende gemeinsame Raddrehachse (12) drehbar am Fahrgestell (2) gelagert sind, und eine Lenkstange (24). Der Komfort beim Betreten und Verlassen des Fahrzeugs (1) lässt sich erhöhen, wenn die Lenkstange (24) oben einen Handgriff (25) aufweist und unten mit einem Lenklager (26) verbunden ist, wenn die Basis (3) eine erste Lagerbefestigungsstelle (32) zum Befestigen des Lenklagers (26) aufweist, wenn der Aufbau (4) eine zweite Lagerbefestigungsstelle (33) zum Befestigen des Lenklagers (26) aufweist, die gegenüber der ersten Lagerbefestigungsstelle (32) nach vorn versetzt ist, und wenn das Lenklager (26) an der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) am Aufbau (4) befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisch balancierendes Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Umbausatz sowie ein Verfahren zum Umbauen eines dynamisch balancierenden Fahrzeugs.
Ein dynamisch balancierendes Fahrzeug besitzt ein Fahrgestell, das über wenigstens ein Rad auf einem Untergrund abgestützt ist, einen Antrieb zum Antreiben des wenigstens einen Rads, eine Lage- oder Neigungssensorik und eine Fahrzeugsteuereinrichtung. Diese Fahrzeuge werden entweder mit nur einem einzigen Rad oder mit mehreren Rädern, bevorzugt mit genau zwei Rädern, verwendet, die dann jedoch um eine gemeinsame Raddrehachse drehen, die sich parallel zu einer Fahrzeugquerachse erstreckt. Üblicherweise besitzt das Fahrgestell eine Basis mit einem Trittbrett, das eine Trittfläche aufweist, auf der ein Fahrzeugführer stehen kann. Die Fahrzeugsteuereinrichtung steuert den jeweiligen Antrieb so an, dass das Fahrzeug ausbalanciert ist, das heißt, die Fahrzeugsteuereinrichtung betreibt das Fahrzeug in einem Balancemodus oder Balancebetriebszustand. Hierzu wird unter anderem ein Neigungswinkel der Fahrzeuglängsachse gegenüber einer sich senkrecht zur Gravitationsrichtung erstreckenden Horizontalebene ermittelt. Die Fahrzeugsteuereinrichtung versucht permanent durch entsprechende Ansteuerung des Antriebs, diesen Neigungswinkel auf den Wert Null zurückzustellen. Der Fahrzeugführer kann nun durch Verlagern seines Körperschwerpunkts die Neigung des Fahrgestells gegenüber der Horizontalebene verändern, wodurch es je nach Neigungswinkel zu einer positiven oder negativen Beschleunigung des Fahrzeugs kommt. Eine positive Beschleunigung liegt vor, wenn das Fahrzeug schneller wird. Eine negative Beschleunigung liegt vor, wenn das Fahrzeug langsamer wird. Vereinfacht können die negative Beschleunigung auch als Bremsen oder Abbremsen und die positive Beschleunigung kurz als Beschleunigen bezeichnet werden.
Bei einem solchen Fahrzeug, das genau zwei Räder aufweist, die um eine gemeinsame Raddrehachse rotieren, ist für jedes Rad ein separater Antrieb vorgesehen. Ferner ist eine Lenkeinrichtung zum Erzeugen von Lenkbefehlen vorgesehen. Je nach Lenkbefehl können die Antriebe für die beiden Räder unterschiedlich betätigt werden, wodurch sich eine entsprechende Lenkbetätigung des Fahrzeugs ergibt. Eine derartige Lenkeinrichtung kann beispielsweise einen Schalter aufweisen, mit dem der Fahrzeugführer die Lenkbefehle erzeugen kann. Bevorzugt kann die Lenkeinrichtung jedoch eine vom Fahrzeugführer betätigbare Lenkstange aufweisen, die über ein Lenklager am Fahrgestell um eine parallel zu einer Fahrzeuglängsachse verlaufende Lenkachse schwenkbar gelagert ist.
Bekannt geworden sind derartige dynamisch balancierende Fahrzeuge unter der Bezeichnung „Segway” des Herstellers Segway Incorporated. Da bei derartigen Fahrzeugen eine Neigungssensorik mit wenigstens einem Kreisel arbeiten kann, werden diese Fahrzeuge gelegentlich auch als gyroskopische Fahrzeuge oder als gyroskopisch stabilisierte Fahrzeuge bezeichnet.
Aus der WO 2011/106767 A2 ist ein dynamisch balancierendes Fahrzeug der eingangs genannten Art bekannt, das jedoch anstelle eines Trittbretts mit Triftfläche für einen stehenden Fahrzeugführer mit einem Fahrzeugsitz ausgestattet ist, auf dem der Fahrzeugführer Platz nehmen kann. Hierzu ist das Fahrgestell mit einem Aufbau ausgestattet, der den Fahrzeugsitz aufweist und der an der Basis in der Fahrzeuglängsachse verstellbar angebracht ist. Das bekannte Fahrzeug weist außerdem eine Lenkstange auf, die unten an einer Fußabstellplatte gelagert ist, die ihrerseits an der Basis starr befestigt ist. Diese Lenkstange ist dabei außerdem mit dem Aufbau gekoppelt, so dass der Fahrzeugführer durch Drücken der Lenkstange nach vorn den Aufbau mit dem Fahrzeugsitz und somit seinen Schwerpunkt nach vorn verlagern kann, während er durch Ziehen an der Lenkstange nach hinten den Aufbau mit dem Fahrzeugsitz und seinen Schwerpunkt nach hinten verlagern kann.
Aus der US 7,740,099 B2 ist ein dynamisch balancierendes Fahrzeug für einen stehenden Fahrzeugführer bekannt, das mit einer Lenkstange ausgestattet ist, die oben einen Handgriff aufweist und die unten mit einem Lenklager verbunden ist, das an einer Basis des Fahrgestells befestigt ist. Diese Basis kann dabei wannenförmig ausgestaltet sein und an ihrer Oberseite mit Hilfe eines Trittbretts verschlossen sein, auf dem der Fahrzeugführer stehen kann. Das Lenklager ist dabei zweckmäßig unmittelbar an der Basis befestigt, wozu die Basis mit einer entsprechenden Lagerbefestigungsstelle ausgestattet ist. Das Lenklager besitzt einen rotatorischen Freiheitsgrad, nämlich die parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Lenkachse, um die die Lenkstange im Lenklager am Fahrgestell verschwenkbar ist. Vorzugsweise besitzt das Lenklager nur diesen einen Freiheitsgrad.
Um nun ein Fahrzeug der eingangs genannten Art, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, möglichst preiswert herstellen zu können, gibt es Bestrebungen, herkömmliche Fahrzeuge, die für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen sind, umzubauen, wozu in der Regel auf die Basis ein Aufbau mit Fahrzeugsitz aufgesetzt wird. Problematisch bei derartigen Umbauten ist unter anderem, dass eine Sitzfläche des Fahrzeugsitzes in der Fahrzeuglängsachse vergleichsweise viel Platz benötigt, so dass es zu einer Kollision mit der Lenkstange kommen kann. Jedenfalls wird ein Abstand in der Fahrzeuglängsachse zwischen der Lenkstange und einer Vorderkante des Fahrzeugsitzes in der Regel sehr klein. Hierdurch erschwert sich der Einstieg in das Fahrzeug bzw. der Ausstieg aus dem Fahrzeug.
Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es grundsätzlich möglich, die Lenkstange abzukröpfen, derart, dass sie im Bereich des Handgriffs weiter vorn verläuft als im Bereich des Lenklagers. Ferner kann zwischen Lenkstange und Lenklager eine Steckverbindung vorgesehen sein, die es für den Einstieg in das Fahrzeug bzw. für den Ausstieg aus dem Fahrzeug ermöglicht, die Lenkstange abzunehmen. Problematisch ist dabei, dass die Steckverbindung im Bereich des Lenklagers für den auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeugführer in der Regel nicht einsehbar ist, wodurch sich das Einführen der Lenkstange in eine entsprechende Stangenaufnahme am Lenklager erheblich erschwert. Für körperlich behinderte Fahrzeugführer erschwert sich dieser Vorgang abhängig vom Grad der Behinderung.
Ein gattungsgemäßes Fahrzeug ist aus der EP 2 606 869 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Fahrzeug ist die Lenkstange mehrfach abgekröpft, so dass ein unterer Abschnitt der Lenkstange von dem an der Basis montierten Lenklager etwa horizontal und quer zur Fahrzeuglängsrichtung aus dem Beinbereich des Fahrzeugsitzes wegführt. Dieser untere Abschnitt ist über einen vertikalen mittleren Abschnitt mit einem oberen Abschnitt verbunden, der wieder quer zur Fahrzeuglängsrichtung und horizontal verläuft und den Handgriff trägt.
Ein weiteres gattungsgemäßes Fahrzeug ist aus der US 2009/0115149 A1 bekannt. Es zeichnet sich durch einen kleinen Sitz aus, so dass die Lenkstange in herkömmlicher Weise an dem an der Basis befestigten Lenklager anbringbar ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die für den sitzenden Fahrzeugführer eine vereinfachte Handhabung ermöglicht. Ferner sollen ein Umbausatz und ein Verfahren bereitgestellt werden, die einen Umbau eines für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehenen Fahrzeugs in ein für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehenes Fahrzeug der eingangs genannten Art vereinfachen.
Dieses Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am Aufbau des Fahrgestells eine zweite Lagerbefestigungsstelle vorzusehen, die sich zum Befestigen des Lenklagers eignet und die identisch oder ähnlich zu einer ersten Lagebefestigungsstelle ausgestaltet ist, die an der Basis zum Befestigen des Lenklagers vorgesehen ist. Die aufbauseitige zweite Lagerbefestigungsstelle ist gegenüber der basisseitigen ersten Lagerbefestigungsstelle in der Fahrzeuglängsachse nach vorn versetzt. Das Lenklager ist nun an dieser zweiten Lagerbefestigungsstelle am Aufbau befestigt und befindet sich somit weiter vorn als die erste Lagerbefestigungsstelle. Durch Versetzen des Lenklagers nach vorn vereinfacht sich die Zugänglichkeit einer gegebenenfalls vorhandenen Steckverbindung für die Lenkstange, was die Handhabung beim Einstieg und Ausstieg vereinfacht. Auch schafft der Versatz des Lenklagers nach vorn mehr Bauraum für den Fahrzeugsitz. Ebenso wird der Komfort für den Zustieg und Ausstieg erhöht. Durch das Anbringen der zweiten Lagerbefestigungsstelle am Aufbau ist die Positionierung des Lenklagers unabhängig von der Basis, so dass eine quasi beliebige, geeignete Position für die zweite Lagerbefestigungsstelle bezüglich der Basis bereitgestellt werden kann. Die vorstehend genannten Probleme lassen sich dadurch reduzieren bzw. vermeiden. Insbesondere kann eine gegebenenfalls am Lenklager vorgesehene Stangenaufnahme, in welche das untere Ende der Lenkstange eingesteckt werden muss, so weit nach vorn versetzt sein, dass sie für einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeugführer relativ leicht einsehbar ist, was das Einstecken der Lenkstange erheblich vereinfacht.
Die relativen Ortsangaben „vorne”, „hinten”, „oben” und „unten” beziehen sich im vorliegenden Zusammenhang auf eine Fahrzeuglängsachse bzw. auf eine Fahrzeughochachse bei ordnungsgemäßer Verwendung des Fahrzeugs. Die Fahrzeughochachse erstreckt sich parallel zur Gravitationsrichtung, die auf den Erdmittelpunkt weist, also vertikal. Die Fahrzeuglängsachse erstreckt sich horizontal und senkrecht zur Fahrzeughochachse sowie senkrecht zur Raddrehachse. Dabei ist „vorne” auf ein vorderes Ende des Fahrzeugs bei Vorwärtsfahrt bezogen, während sich „hinten” auf ein hinteres Ende des Fahrzeugs bei Vorwärtsfahrt bezieht. Die Lenkstange befindet sich in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs, also an einem vorderen Bereich des Aufbaus. Eine Fahrzeugquerachse erstreckt sich horizontal und senkrecht zur Fahrzeuglängsachse sowie senkrecht zur Fahrzeughochachse. Die Raddrehachse erstreckt sich parallel zur Fahrzeugquerachse.
Im Lenklager ist die Lenkstange um die Lenkachse relativ zum Fahrgestell verschwenkbar am Aufbau gelagert. Das Lenklager besitzt hierbei zweckmäßig nur diesen einen Freiheitsgrad, der diese Lenkachse definiert.
Zweckmäßig kann der Aufbau zumindest im Bereich der zweiten Lagerbefestigungsstelle nach vorn über die Basis vorstehen, so dass die zweite Lagerbefestigungsstelle vor der Basis liegt. Hierdurch wird ein signifikanter Versatz des Lenklagers nach vorn erreicht. Insbesondere kann die zweite Lagerbefestigungsstelle bezüglich einer Fahrzeughochachse oberhalb der ersten Lagerbefestigungsstelle liegen, was ebenfalls für die Einsehbarkeit einer gegebenenfalls zwischen Lenklager und Lenkstange vorgesehenen Steckverbindung von Vorteil ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann sich die Lenkstange vom Lenklager bis zum Handgriff ungekröpft erstrecken. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung der Lenkstange. Dabei kann die Lenkstange geradlinig oder gekrümmt ausgestaltet sein.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Lenklager mittels Befestigungsmitteln an der zweiten Lagerbefestigungsstelle befestigt sein, die mit dazu komplementären Gegenbefestigungsmitteln zusammenwirken, die an der zweiten Lagerbefestigungsstelle ausgebildet sind. Auch die erste Lagerbefestigungsstelle ist mit derartigen, zu den Befestigungsmitteln komplementären Gegenbefestigungsmitteln ausgestattet, so dass das Lenklager bei fehlendem Aufbau an der ersten Lagerbefestigungsstelle an der Basis befestigt werden kann. Somit ist es grundsätzlich möglich, im Rahmen eines Umbaus die ohnehin zur Befestigung des Lenklagers an der ersten Lagerbefestigungsstelle vorhandenen Befestigungsmittel zu verwenden, um das Lenklager an der zweiten Lagerbefestigungsstelle zu befestigen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Lenklager mittels mehrerer Schrauben an der zweiten Lagerbefestigungsstelle befestigt ist, wobei das Lenklager für jede Schraube eine Durchgangsöffnung aufweist. Die Anordnung dieser Durchgangsöffnungen am Lenklager definiert ein Lochbild. Die zweite Lagerbefestigungsstelle besitzt nun für jede Durchgangsöffnung eine Gewindeöffnung, in die eine der Schrauben eingeschraubt ist. Diese Durchgangsöffnungen sind nun gemäß dem Lochbild der Durchgangsöffnungen an dem Aufbau angeordnet. Die erste Lagerbefestigungsstelle weist ebenfalls für jede Durchgangsöffnung eine Gewindeöffnung auf, die gemäß dem Lochbild der Durchgangsöffnungen an der Basis angeordnet sind. Somit lässt sich mit einfachen Maßnahmen im Rahmen eines Umbaus das Lenklager von der basisseitigen ersten Lagerbefestigungsstelle auf die aufbauseitige zweite Lagerbefestigungsstelle umsetzen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Aufbau eine Abdeckplatte aufweisen, die eine Oberseite der wannenförmigen Basis verschließt. Die Abdeckplatte dient quasi als mechanische Schnittstelle zwischen dem Aufbau und der Basis. Mit Hilfe einer derartigen Abdeckplatte lässt sich der Aufbau vergleichsweise einfach an der Basis montieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Abdeckplatte mit der Basis verschraubt sein, wobei eine mehrere Schrauben umfassende Verschraubung ausgebildet wird. Diese Verschraubung verwendet hierzu eine oder mehrere oder alle Gewindeöffnungen der ersten Lagerbefestigungsstelle. Mit anderen Worten, die beim erfindungsgemäßen Fahrzeug nicht mehr zum Befestigen des Lenklagers benötigten Gewindeöffnungen der ersten Lagerbefestigungsstelle können zumindest teilweise zum Befestigen der Abdeckplatte an der Basis verwendet werden. Hierdurch vereinfacht sich die Montage des Aufbaus an der Basis. Auch kann sich dadurch eine Stabilisierung der Basis ergeben.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Basis mehrere Schrauböffnungen zum Anschrauben eines Trittbretts aufweisen, das zum Verschließen der wannenförmigen Basis verwendbar ist, wenn das Lenklager an der ersten Lagerbefestigungsstelle an der Basis befestigt ist. Die zuvor genannte Abdeckplatte kann nun anstelle dieses Trittbretts mit der Basis verschraubt sein, wobei diese Verschraubung zwischen Abdeckplatte und Basis hierzu eine oder mehrere oder alle Schrauböffnungen der Basis verwendet. Auch diese Maßnahme vereinfacht die Montage des Aufbaus an der Basis, indem die für das Trittbrett vorgesehenen, ohnehin vorhandenen Schrauböffnungen der Basis genutzt werden.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann am Lenklager ein Lenkwinkelsensor angeordnet sein, der über ein Lenksignalkabel mit einer Fahrzeugsteuerung gekoppelt ist, die vom Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkel in Lenkbewegungen des Fahrzeugs wandelt. Beim Versetzen des Lenklagers von der ersten Lagerbefestigungsstelle zur zweiten Lagerbefestigungsstelle kann es erforderlich sein, das Lenksignalkabel zu verlängern, also mit einem Verlängerungskabel zu versehen, oder durch ein längeres Lenksignalkabel zu ersetzen, um weiterhin den Lenkwinkelsensor mit der Fahrzeugsteuereinrichtung zu koppeln. Auch diese Maßnahme führt zu mehr Freiheit für die Positionierung des Lenklagers am Aufbau.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann eine Riegeleinrichtung zum Sichern der Lenkstange in einer am Lenklager ausgebildeten Stangenaufnahme vorgesehen sein, die beim Einstecken der Lenkstange in die Stangenaufnahme automatisch verriegelt. Mit anderen Worten, zwischen Lenkstange und Lenklager ist eine Steckverbindung vorgesehen, die beim Einstecken der Lenkstange in eine entsprechende, am Lenklager vorgesehene Stangenaufnahme, vorzugsweise nach Art einer Verrastung, automatisch die Lenkstange in der Stangenaufnahme sichert, nämlich durch die Verriegelung. Hierdurch erhöht sich die Betriebssicherheit des Fahrzeugs.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann an der Lenkstange eine Entriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die bei ihrer Betätigung die Riegeleinrichtung entriegelt, so dass die Lenkstange aus der Stangenaufnahme herausziehbar ist. Die Positionierung der Entriegelungseinrichtung an der Lenkstange ermöglicht es insbesondere, ein manuell betätigbares Betätigungselement dieser Entriegelungseinrichtung beabstandet von der Stangenaufnahme, also beabstandet vom unteren Ende der Lenkstange anzuordnen. Vorzugsweise kann ein derartiges Betätigungselement so an der Lenkstange angeordnet sein, dass es für den auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeugführer einfach zugänglich ist. Auch diese Maßnahme erhöht den Bedienkomfort des Fahrzeugs.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann am Aufbau zumindest eine Stütze angebracht sein, die zwischen einer Aktivstellung, in der die Stütze das Fahrgestell am Untergrund abstützt, und einer Passivstellung verstellbar ist, in der die Stütze vom Untergrund abgehoben ist. Mit Hilfe einer derartigen Stütze, vorzugsweise mit mehreren derartigen Stützen, kann das stehende Fahrzeug so weit stabilisiert werden, dass das Einsteigen und Aussteigen vereinfacht ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei der zumindest ein elektrischer Stützenantrieb zum Verstellen der jeweiligen Stütze zwischen der Aktivstellung und der Passivstellung vorgesehen ist, der mit einer vom Fahrzeugführer manuell betätigbaren Stützensteuereinrichtung gekoppelt ist, die zum Ansteuern des jeweiligen Stützenantriebs vorgesehen ist. Zur manuellen Betätigung der Stützensteuereinrichtung kann eine entsprechende Bedieneinheit vorgesehen sein, die beispielsweise an einer Armlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet sein kann. Diese Maßnahme erhöht den Bedienkomfort des Fahrzeugs.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Stützensteuereinrichtung mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung zum Ansteuern der Antriebseinrichtung gekoppelt sein und so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass die jeweilige Stütze nur dann von der Aktivstellung in die Passivstellung verstellt wird, wenn das Fahrzeug in einem Balancemodus, also in einem Balancebetriebszustand ist. Bei einem Fahrzeug für einen stehenden Fahrzeugführer kann die Fahrzeugsteuereinrichtung zweckmäßig so ausgestaltet sein, dass sie erkennt, wenn der Fahrzeugführer das Fahrzeug betritt. Beispielsweise kann ein Trittbrett an der Basis des Fahrzeugs elastisch nachgiebig sein, so dass beim Betreten des Trittbretts eine entsprechende Belegungserkennungseinrichtung, die z. B. mit wenigstens einem Schalter oder einem Sensor arbeitet, betätigt wird, die dann ein entsprechendes Belegungssignal generiert. Dieses Belegungssignal wird dann von der Fahrzeugsteuereinrichtung verarbeitet, so dass der Balancemodus erst dann eingestellt wird, wenn das Belegungssignal das Betreten des Fahrzeugs signalisiert. Die Stützensteuereinrichtung wirkt nun so mit der Fahrzeugsteuereinrichtung zusammen, dass mithilfe der Stützensteuereinrichtung der Fahrzeugsteuereinrichtung das Betreten des Fahrzeugs signalisiert werden kann. Insbesondere erzeugt die Stützensteuereinrichtung hierzu das Belegungssignal und übermittelt dieses der Fahrzeugsteuereinrichtung. Mit anderen Worten, über die Stützensteuerung kann die Begleitperson der Fahrzeugsteuereinrichtung signalisieren, dass der Insasse auf dem Fahrzeugsitz Platz genommen hat. Die Fahrzeugsteuereinrichtung kann dann automatisch den Balancemodus aktivieren und die Stützensteuerung kann automatisch die jeweilige Stütze in die Passivstellung verstellen. Auch diese Maßnahmen verhindern Bedienfehler und erhöhen die Funktionssicherheit.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann eine Kopplungseinrichtung vorgesehen sein, die Zug- und Druckkräfte entlang einer Fahrzeuglängsachse zwischen Lenkstange und Aufbau überträgt. Mit Hilfe einer derartigen zug- und druckstabilen Kopplungseinrichtung wird eine signifikante Entlastung des Lenklagers erreicht. Bei fehlender Kopplungseinrichtung führt jedes Ziehen und Drücken in der Fahrzeuglängsachse an der Lenkstange im Lenklager zu sehr hohen Drehmomenten um eine parallel zur Fahrzeugquerachse durch das Lenklager verlaufende Drehmomentachse. Mit Hilfe dieser Kopplungseinrichtung werden diese Drehmomente quasi eliminiert. Das Lenklager ist zwar zum Aufnehmen von Drehmomenten um eine solche Drehmomentachse ausgelegt, allerdings für ein Fahrzeug mit stehendem Fahrzeugführer. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei sitzendem Fahrzeugführer sehr viel größere Zug- und Druckkräfte in die Lenkstange eingeleitet werden als bei stehendem Fahrzeugführer. Dies wird auf den bei sitzendem Fahrzeugführer tiefer liegenden Schwerpunkt zurückgeführt, der verhältnismäßig weit nach vorn bzw. nach hinten verstellt werden muss, um eine signifikante positive oder negative Beschleunigung des Fahrzeugs zu erreichen.
Die Kopplungseinrichtung kann dabei aufbauseitig eine Schienenführung aufweisen, die Relativbewegungen zwischen Aufbau und Lenkstange quer zur Fahrzeuglängsachse ermöglicht. Folglich sind trotz der druck- und zugstabilen Verbindung in der Fahrzeuglängsachse zum Lenken des Fahrzeugs nach wie vor Schwenkbewegungen der Lenkstange um die Lenkachse möglich.
Bei einer anderen Ausführungsform kann am Fahrgestell, vorzugsweise am Aufbau, zumindest ein Kippschutz angebracht sein, der einem Umkippen des Fahrzeugs nach hinten und/oder nach vorn entgegenwirkt. Auch diese Maßnahme erhöht die Betriebssicherheit des Fahrzeugs, insbesondere bei sitzendem Fahrzeugführer.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest ein hinterer Kippschutz, zum Beispiel in Form eines Stützrads, vorgesehen sein, der einem Umkippen des Fahrzeugs nach hinten entgegenwirkt. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein vorderer Kippschutz, zum Beispiel in Form einer Fußabstellplatte, vorgesehen sein, der einem Umkippen des Fahrzeugs nach vorn entgegenwirkt.
Ein erfindungsgemäßer Umbausatz, mit dessen Hilfe ein dynamisch balancierendes Fahrzeug, das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, in ein dynamisch balancierendes Fahrzeug, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, transformiert werden kann, umfasst einen Aufbau mit Fahrzeugsitz und zweiter Lagerbefestigungsstelle. Das für den stehenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug besitzt eine wannenförmige Basis, die an ihrer Oberseite mit einem Trittbrett verschlossen ist und die eine erste Lagerbefestigungsstelle aufweist, an der ein Lenklager für eine Lenkstange des Fahrzeugs befestigt ist. Der Aufbau des Umbausatzes kann nun anstelle des Trittbretts an der Basis montiert werden. Das Lenklager kann nun an der zweiten Lagerbefestigungsstelle am Aufbau befestigt werden. Somit lässt sich der Umbau von einem für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehenen Fahrzeug in ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, besonders einfach realisieren. Zweckmäßig umfasst der Umbausatz eine für den sitzenden Fahrzeugführer geeignete Lenkstange, die gegenüber einer für den stehenden Fahrzeugführer vorgesehenen Lenkstange verkürzt ist und die dann anstelle der längeren Lenkstange mit dem Lenklager gekoppelt wird.
Da Fahrzeuge für stehende Fahrzeugführer bereits in vergleichsweise großen Stückzahlen angeboten werden, lassen sich diese vergleichsweise preiswert herstellen. Da der Umbau eines derartigen Fahrzeugs für einen sitzenden Fahrzeugführer somit wesentliche Komponenten eines Fahrzeugs für stehenden Fahrzeugführer unverändert übernimmt, gestaltet sich der Umbau vergleichsweise preiswert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Umbauen eines dynamisch balancierenden Fahrzeugs, das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, in ein dynamisch balancierendes Fahrzeug, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, beruht auf der Überlegung, das Trittbrett von der Basis des für den stehenden Fahrzeugführer vorgesehenen Fahrzeugs zu entfernen und das Lenklager von der Basis dieses Fahrzeugs zu entfernen. Anschließend kann das Lenklager an dem Aufbau für das für den sitzenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug befestigt werden. Ferner kann der Aufbau an der Basis des Fahrzeugs befestigt werden. Außerdem kann der Fahrzeugsitz am Aufbau befestigt werden. Somit nutzt das für den sitzenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug die Basis mit den Rädern, der Antriebseinrichtung und der Fahrzeugsteuerung des für den stehenden Fahrzeugführer vorgesehenen Fahrzeugs. Die Reihenfolge, in welcher das Lenklager, der Aufbau und der Fahrzeugsitz montiert werden, ist dabei grundsätzlich beliebig und ist z. B. abhängig von der Zugänglichkeit der jeweiligen Montagestelle zu wählen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine stark vereinfachte Seitenansicht eines Fahrzeugs,
2 eine stark vereinfachte Frontansicht des Fahrzeugs, entsprechend einer Blickrichtung II in 1;
3 eine Draufsicht auf eine Basis des Fahrzeugs entsprechend einer Blickrichtung III in 1 mit einem Trittbrett,
4 eine Draufsicht wie in 3, jedoch mit einer Abdeckplatte,
5 eine vereinfachte Schnittdarstellung entsprechend Schnittlinien V in 4 im Bereich einer Schraubverbindung,
6 eine stark vereinfachte Schnittansicht im Bereich einer Lenkstange.
Entsprechend den 1 und 2 umfasst ein dynamisch balancierendes Fahrzeug 1 ein Fahrgestell 2, das eine Basis 3 und einen Aufbau 4 besitzt. Basis 3 und Aufbau 4 sind fest miteinander verbunden. Der Aufbau 4 umfasst vorzugsweise eine Abdeckplatte 5, die an der Basis 3 befestigt ist und an der über mehrere vertikale Träger 6 ein Tragrahmen 7 für einen Fahrzeugsitz 8 befestigt ist.
Das Fahrzeug 1 besitzt eine Längsachse X oder Längsrichtung X, die im Gebrauchszustand des Fahrzeugs 1 horizontal verläuft. Ferner besitzt das Fahrzeug 1 eine Querachse Y oder Querrichtung Y, die senkrecht zur Fahrzeuglängsachse X und im Gebrauchszustand des Fahrzeugs 1 ebenfalls horizontal verläuft. Schließlich besitzt das Fahrzeug 1 außerdem eine Hochachse Z oder Hochrichtung Z, die sich senkrecht zur Fahrzeuglängsachse X und senkrecht zur Fahrzeugquerachse Y erstreckt und die im Gebrauchszustand des Fahrzeugs 1 vertikal, also parallel zu einer Gravitationsrichtung G verläuft. Der Aufbau 4 ist bezüglich der Fahrzeughochachse Z oberhalb der Basis 3 angeordnet. Der Aufbau 4 umfasst den Fahrzeugsitz 8 für einen Fahrzeugführer. Die Basis 3 dient zur Aufnahme verschiedener Komponenten des Fahrzeugs 1, die nachfolgend noch erläutert werden. Die Basis 3 ist dabei zur Aufnahme besagter Komponenten bevorzugt als Wanne oder Gehäuse ausgestaltet. Zweckmäßig besitzt die wannenförmige Basis 3 oben eine offene Oberseite 9.
Das Fahrzeug 1 weist zumindest zwei Räder 10 auf, die zum Abstützen des Fahrzeugs 1 auf einem Untergrund 11 dienen, auf dem das Fahrzeug 1 steht oder fährt. Beim gezeigten Beispiel besitzt das Fahrzeug 1 genau zwei Räder 10 zum Abstützen des Fahrgestells 2 auf dem Untergrund 11. Theoretisch sind auch drei oder mehr Räder 10 denkbar. Wesentlich ist, dass die Räder 10 um eine gemeinsame Raddrehachse 12 drehbar am Fahrgestell 2 angeordnet sind, die parallel zur Fahrzeugquerachse Y verläuft. Im gezeigten, bevorzugten Beispiel sind die Räder 10 an der Basis 3 drehbar gelagert und zwar an zwei in der Fahrzeugquerachse Y voneinander abgewandten Seiten der Basis 3.
Der zuvor genannte Fahrzeugsitz 8 umfasst ein Sitzkissen 13, das vom Tragrahmen 7 getragen ist. Im einfachsten Fall ist das Sitzkissen 13 fest mit dem Tragrahmen 7 verbunden. Bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann das Sitzkissen 13 dagegen relativ zum Tragrahmen 7 in der Fahrzeuglängsachse X verstellbar angeordnet sein. Der Fahrzeugsitz 8 weist außerdem eine Rückenlehne 14 auf, die ein Rückenpolster 15 und einen Rückenpolsterhalter 16 aufweist, mit dem das Rückenpolster 15 am Tragrahmen 7 befestigt ist. Außerdem können zwei in 2 wiedergegebene Armlehnen 17 vorgesehen sein, die jeweils ein Armlehnenpolster 18 und einen Armlehnenpolsterhalter 19 besitzen, der das Armlehnenpolster 18 fest mit dem Tragrahmen 7 verbindet. In 1 sind diese Armlehnen 17 zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen. Zumindest eine dieser Armlehnen 17 kann, zum Beispiel um eine parallel zur Fahrzeuglängsachse X verlaufende Schwenkachse, abklappbar konfiguriert sein.
Das Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Antriebseinrichtung 20, die mit den Rädern 10 gekoppelt ist und die zum dynamischen Balancieren des Fahrzeugs 1 sowie zum Antreiben, zum Beschleunigen, zum Bremsen und zum Lenken des Fahrzeugs 1 dient. Zweckmäßig umfasst die Antriebseinrichtung 20 für jedes der beiden Räder 10 einen Elektromotor 21 sowie wenigstens eine Fahrzeugbatterie 22 als elektrischen Energiespeicher bzw. zur Stromversorgung der Motoren 21. Sofern mehr als drei Räder 10 vorgesehen sein sollten, ist die Antriebseinrichtung 20 mit mindestens zwei dieser Räder 10 gekoppelt. Dann sind auch wenigstens zwei Räder 10 mit je einem Elektromotor 21 ausgestattet.
Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 eine Lenkeinrichtung 23 auf, die zum Erzeugen von Lenkbefehlen vorgesehen ist. Hierzu weist die Lenkeinrichtung 23 eine Lenkstange 24 auf, die vom Fahrzeugführer betätigbar ist. Hierzu ist die Lenkstange 24 an ihrem oberen Ende zweckmäßig mit einem Handgriff 25 ausgestattet, an dem der Fahrzeugführer die Lenkstange 24 greifen und betätigen kann. Die Lenkstange 24 ist an ihrem unteren Ende über ein Lenklager 26 am Aufbau 4 um eine Lenkachse 27 verschwenkbar gelagert, die sich parallel zur Fahrzeuglängsachse X erstreckt.
Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einer Lagesensorik 28 ausgestattet, die in 1 angedeutet ist und die zum Ermitteln wenigstens eines Neigungswinkels dient. Demnach umfasst die Lagesensorik 28 zumindest eine Neigungssensorik oder ist durch wenigstens eine solche Neigungssensorik gebildet. Besagter Neigungswinkel wird dabei zwischen der Fahrzeuglängsachse X und einer in 1 angedeuteten Horizontalebene 29 aufgespannt, die sich senkrecht zur Gravitationsrichtung G erstreckt, die bekanntlich auf den Erdmittelpunkt weist. Des Weiteren ist eine Fahrzeugsteuereinrichtung 30 vorgesehen, die in 1 angedeutet ist und die auf geeignete Weise mit der Lenkeinrichtung 23 und mit der Lagesensorik 28 gekoppelt ist. Im Beispiel ist die Lagesensorik 28 in die Fahrzeugsteuereinrichtung 30 integriert. Die Lenkeinrichtung 23 kann insbesondere am Lenklager 26 eine Lenkwinkelsensorik 31 aufweisen, um einen Lenkwinkel zu erfassen. Der Lenkwinkel ist dabei derjenige Winkel, den die Lenkstange 24 gegenüber einer Vertikalrichtung aufspannt. Im gezeigten Beispiel der 2 steht die Lenkstange 24 vertikal, so dass der Lenkwinkel den Wert 0° besitzt. Im gezeigten Beispiel der 1 ist das Fahrzeug 1 bzw. das Fahrgestell 2 horizontal ausgerichtet, so dass sich die Fahrzeuglängsachse X in der Horizontalebene 29 erstreckt und der Neigungswinkel den Wert 0° besitzt.
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 30 dient zum Erzeugen von Antriebsbefehlen und Bremsbefehlen abhängig vom Neigungswinkel. Ferner ist die Fahrzeugsteuereinrichtung 30 so ausgestaltet, dass sie die Antriebseinrichtung 20 bzw. deren Elektromotoren 21 abhängig von den Lenkbefehlen, abhängig von den Antriebsbefehlen und abhängig von den Bremsbefehlen ansteuern kann.
Die Basis 3 weist im Bereich ihrer Oberseite 9 sowie in einem vorderen Bereich eine erste Lagerbefestigungsstelle 32 auf, an der das Lenklager 26 befestigt werden kann. Der Aufbau 4 weist ebenfalls in einem vorderen Bereich eine zweite Lagerbefestigungsstelle 33 auf, an der das Lenklager 26 ebenfalls befestigt werden kann. Beim Fahrzeug der 1 und 2, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, ist das Lenklager 26 an der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33, also am Aufbau 4 befestigt. Die zweite Lagerbefestigungsstelle 33 ist bezüglich der Fahrzeuglängsachse X weiter vorn angeordnet als die erste Lagerbefestigungsstelle 32. Beim Beispiel der 1 ragt der Aufbau 4, nämlich im Bereich der Abdeckplatte 5 zumindest im Bereich der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 nach vorn über die Basis 3 hinaus, so dass er darüber nach vorn vorsteht. Der Überstand des Aufbaus 4 bzw. der Abdeckplatte 5 über die Basis 3 ist hier im Beispiel so groß, dass die zweite Lagerbefestigungsstelle 33 vor der Basis 3 liegt. Durch die gegenüber der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 nach vorn versetzte zweite Lagerbefestigungsstelle 33 ergibt sich eine entsprechend nach vorn verlagerte Positionierung des Lenklagers 26 relativ zum Fahrgestell 2, so dass es möglich ist, die Lenkstange 24 ungekröpft auszugestalten. Erkennbar besitzt die Lenkstange 24 in der Seitenansicht, also parallel zur Fahrzeugquerachse Y keine Kröpfung. Vielmehr ist die Lenkstange 24 im Beispiel geradlinig ausgestaltet. Es ist klar, dass grundsätzlich auch eine gebogene oder gekrümmte Lenkstange 24 in Betracht kommt.
Gemäß den 3 bis 5 ist das Lenklager 26 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 34 an der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 befestigt, die hierzu mit Gegenbefestigungsmitteln 35 ausgestattet ist, die komplementär zu den Befestigungsmitteln 34 ausgestaltet sind und mit denen die Befestigungsmittel 34 zusammenwirken. Im Beispiel der 5 sind die Befestigungsmittel 34 durch Schrauben 34, insbesondere durch Senkkopfschrauben 34, gebildet. Die Gegenbefestigungsmittel 35 sind durch dazu komplementäre Gewindeöffnungen 35 gebildet. Gemäß 3 ist nun auch die erste Lagerbefestigungsstelle 32 mit derartigen Gegenbefestigungsmitteln 35, also beispielsweise mit Gewindeöffnungen 35 ausgestattet, die ebenfalls komplementär zu den Befestigungsmitteln 34 ausgestaltet sind. Dementsprechend kann das Lenklager 36 bei entferntem Aufbau 4 an der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 an der Basis 3 befestigt werden.
Bevorzugt ist die hier gezeigte Ausführungsform, bei der das Lenklager 26 mit Hilfe mehrerer Schrauben 34 an der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 befestigt ist. Das Lenklager 26 weist gemäß 5 hierzu für jede Schraube 34 eine Durchgangsöffnung 36 auf. Die Anordnung dieser Durchgangsöffnungen 36 am Lenklager 26 definiert ein Lochbild 37. Die zweite Lagerbefestigungsstelle 33 weist für jede Durchgangsöffnung 36 eine Gewindeöffnung 35 auf, wobei die Gewindeöffnungen 35 an der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 gemäß dem vorstehend genannten Lochbild 37 angeordnet sind. Gemäß den 3 und 4 besitzt dieses Lochbild 37 zwei parallele Reihen von jeweils vier Löchern. Es ist klar, dass grundsätzlich jedes beliebige andere geeignete Lochbild realisiert werden kann. Gemäß 3 sind auch in der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 gemäß dem Lochbild 37 eine entsprechende Anzahl und Anordnung von Gewindeöffnungen 35 vorgesehen, so dass auch hier für jede Durchgangsöffnung 36 eine Gewindeöffnung 35' vorgesehen ist.
Gemäß 3 weist die Basis 3 mehrere Schrauböffnungen 38 auf, mit deren Hilfe ein in 3 angedeutetes Trittbrett 39 an der Basis 3 befestigt werden kann, wenn der Aufbau 4 fehlt. Das Trittbrett 39 kann auch dann an der Basis 3 befestigt werden, wenn das Lenklager 26 an der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 an der Basis 3 befestigt ist. Gemäß 4 kann nun die Abdeckplatte 5 bei fehlendem Trittbrett 39 mit der Basis 3 verschraubt sein. Die zugehörige Verschraubung kann hierzu eine oder mehrere oder alle Schrauböffnungen 38 der Basis 3 verwenden. Im Beispiel der 4 nutzt die Verschraubung der Abdeckplatte 5 alle Schrauböffnungen 38 der Basis 3, die an sich für die Verschraubung des Trittbretts 39 vorgesehen sind. In den 3 und 4 sind die an sich verdeckten Schrauböffnungen 38 als sichtbar dargestellt. Das hierbei verwendete Bezugszeichen 38 repräsentiert vereinfacht gleichzeitig auch entsprechende Durchgangsöffnungen 38, die im Trittbrett 39 bzw. in der Abdeckplatte 5 enthalten sind, um Schrauben dieser Verschraubung in die Schrauböffnungen 38 einführen zu können. Ebenso repräsentieren dieses Bezugszeichen 38 auch entsprechende Schrauben 38, die zur Realisierung der Verschraubung in die Schrauböffnungen 38 eingeschraubt sind.
Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform kann die Abdeckplatte 5 auch so mit der Basis 3 verschraubt sein, dass die zugehörige Verschraubung eine oder mehrere oder alle Gewindeöffnungen 35' der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 nutzt. Gemäß 4 werden nur einige der Gewindeöffnungen 35' der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 genutzt, nämlich beispielsweise genau vier der insgesamt acht Gewindeöffnungen 35'. Auch hier repräsentiert das Bezugszeichen 35' gleichzeitig die Gewindeöffnungen 35' in der Basis 3, die zugehörigen Durchgangsöffnungen in der Abdeckplatte 5 und die zugehörigen Schrauben, die durch die jeweilige Durchgangsöffnung in die jeweilige Gewindeöffnung 35' eingeschraubt sind.
Gemäß 1 ist am Lenklager 26 der Lenkwinkelsensor 31 angeordnet, so dass beim Umsetzen des Lenklagers 26 gleichzeitig auch der Lenkwinkelsensor 31 umgesetzt wird. Der Lenkwinkelsensor 31 ist über ein Lenksignalkabel 70 mit der Fahrzeugsteuereinrichtung 30 gekoppelt. Im Betrieb des Fahrzeugs 1 kann die Fahrzeugsteuereinrichtung 30 wie erwähnt die vom Lenkwinkelsensor 31 erfassten Lenkwinkel in Lenkbewegungen des Fahrzeugs 1 wandeln.
Entsprechend 6 kann eine Riegeleinrichtung 40 zum Sichern der Lenkstange 24, die in 6 verkürzt bzw. unterbrochen dargestellt ist, in einer Stangenaufnahme 41 vorgesehen sein. Die Stangenaufnahme 41 ist dabei am Lenklager 26 ausgebildet. Die Riegeleinrichtung 40 ist so konfiguriert, dass sie beim Einstecken der Lenkstange 24 in die Stangenaufnahme 41 eine automatische Verriegelung bewirkt, so dass die Lenkstange 24 in der Stangenaufnahme 41 gesichert ist. Die Riegeleinrichtung 40 ist im Beispiel der 6 mit Hilfe eines Rastriegels 42 realisiert, der eine Rastnase 43 besitzt und der um eine Riegelschwenkachse 44 verschwenkbar an der Lenkstange 24 gelagert ist. Im verrasteten Zustand, der in 6 wiedergegeben ist, greift der im Inneren 45 der hohlen Lenkstange 24 angeordnete Rastriegel 42 mit seiner Rastnase 43 durch eine Lenkstangenöffnung 46 hindurch und in eine Stangenaufnahmeöffnung 47 hinein. Dort kommt die Rastnase 43 mit einem die Stangenaufnahmeöffnung 47 begrenzenden Wandabschnitt, also an der Stangenaufnahme 41 zur Anlage. Dabei kann der Rastriegel 42 mittels einer Rastfeder 48 in seine Verriegelungsstellung vorgespannt sein. Ferner ist im Beispiel der 6 die Lenkstange 24 in der Auszugsrichtung mittels einer Stangenfeder 49 vorgespannt, wodurch die Stange 24 in Verbindung mit der Riegeleinrichtung 40 in der Stangenaufnahme 41 spielfrei gehalten ist.
Zum Entriegeln der Riegeleinrichtung 40 ist an der Lenkstange 24 eine Entriegelungseinrichtung 50 vorgesehen, die bei ihrer Betätigung die Riegeleinrichtung 40 entriegelt. In der Folge kann die Lenkstange 40 aus der Stangenaufnahme 41 herausgezogen werden. Im Beispiel der 6 besitzt die Entriegelungseinrichtung 50 im Bereich des Rastriegels 42 einen, z. B. keilförmigen, Mitnehmer 51, der über eine Stange 52 mit einem aus der Lenkstange 24 herausgeführten Betätigungshebel 53 gekoppelt ist. Der Betätigungshebel 53 ragt dabei durch eine weitere Lenkstangenöffnung 54 aus dem Inneren 45 der Lenkstange 24 heraus und trägt außen an der Lenkstange 24 einen Handgriff 55, der vom Fahrzeugführer manuell betätigbar ist. Zum Entriegeln der Riegeleinrichtung 40 zieht der Fahrzeugführer am Handgriff 55 nach oben. In der Folge bewegt sich die Stange 52 nach oben und nimmt dabei den Mitnehmer 51 ebenfalls nach oben mit. Dabei kommt der Mitnehmer 51 mit dem Rastriegel 42 in Kontakt und bewirkt ein Verschwenken des Rastriegels 42 um die Rastriegelschwenkachse 44, derart, dass die Rastnase 43 nach innen, in das Innere 45 der Lenkstange 24 hinein zurückgezogen wird und von der Stangenaufnahmeöffnung 47 frei kommt. Anschließend kann die Lenkstange 24 aus der Stangenaufnahme 41 herausgezogen werden. In 1 ist eine mögliche Position von Betätigungshebel 53 und Handgriff 55 an der Lenkstange 24 angedeutet.
Entsprechend den 1 und 2 kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform am Aufbau 4 zumindest eine Stütze 56 angebracht sein. Im gezeigten Beispiel sind zwei derartige Stützen 56 vorgesehen. Die jeweilige Stütze 56 besitzt eine Stützenstange 57, die einen, insbesondere beweglich gelagerten, Stützfuß 58 trägt und relativ zu einem Gehäuse 59 der jeweiligen Stütze 56 verstellbar ist. Dementsprechend ist die jeweilige Stütze 56 zwischen einer Aktivstellung AS und einer Passivstellung PS verstellbar. In der Aktivstellung AS stützt die jeweilige Stütze 56 das Fahrgestell 2 am Untergrund 11 ab. In der Passivstellung PS ist dagegen die jeweilige Stütze 56 vom Untergrund 11 abgehoben. Im Beispiel der 1 und 2 sind genau zwei derartige Stützen 56 vorgesehen. Die eine Stütze 56 ist am Fahrgestell 2 bzw. am Aufbau 4 vorne, an der rechten Fahrzeugseite angeordnet, während die andere Stütze 56 hinten, an der linken Fahrzeugseite angeordnet ist. Zur Veranschaulichung ist in den 1 und 2 die eine Stütze 56 in die Aktivstellung AS verstellt, während die andere Stütze 56 in die Passivstellung PS verstellt ist. Es ist klar, dass üblicherweise gleichzeitig beide Stützen 56 in die Aktivstellung AS bzw. in die Passivstellung PS verstellt sind.
Im Gehäuse 59 kann ein elektrischer Stützenantrieb (nicht dargestellt) zum Verstellen der jeweiligen Stütze 56 zwischen der Aktivstellung AS und der Passivstellung PS vorgesehen sein. Eine in 2 angedeutete Stützensteuereinrichtung 60 kann in der Basis 3 untergebracht sein und ist mit dem jeweiligen Stützenantrieb gekoppelt. Ferner kann eine in 2 erkennbare Bedieneinheit 61 vorgesehen sein, zum Beispiel im Bereich der rechten Armlehne 17, die vom Fahrzeugführer manuell betätigbar ist. Dementsprechend kann der Fahrzeugführer über die Bedieneinheit 61 die Stützensteuereinrichtung 60 ansteuern, so dass diese ein Verstellen der Stützen 56 zwischen der Aktivstellung AS und der Passivstellung PS veranlasst. Zweckmäßig ist die Stützensteuereinrichtung 60 mit der Fahrzeugsteuereinrichtung 30 gekoppelt und des Weiteren so ausgestaltet bzw. programmiert, dass sie die Stützen 56 nur dann von der Aktivstellung AS in die Passivstellung PS überführt, wenn das Fahrzeug 1 in einem Balancebetriebszustand ist.
Gemäß 1 ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform außerdem eine Kopplungseinrichtung 62 vorgesehen, die so ausgestaltet ist, dass sie Zug- und Druckkräfte, die parallel zur Fahrzeuglängsachse X orientiert sind, zwischen der Lenkstange 24 und dem Aufbau 4 übertragen kann. Hierzu ist die Kopplungseinrichtung 42 einenends mit der Lenkstange 24 und anderenends mit dem Aufbau 4, vorzugsweise mit dem Tragrahmen 7 gekoppelt. Damit die Lenkstange 24 dennoch um die Lenkachse 27 verschwenkbar ist, kann die Kopplungseinrichtung zweckmäßig am Aufbau 4 eine Schienenführung 63 aufweisen, die Relativbewegungen der Lenkstange 24 zum Aufbau 4 quer zur Fahrzeuglängsachse X, insbesondere in der Fahrzeugquerachse Y, ermöglicht, dabei jedoch Zugkräfte und Druckkräfte in der Fahrzeuglängsachse X überträgt.
Gemäß 1 ist das Fahrgestell 2 außerdem mit wenigstens einem Kippschutz 64, 65 ausgestattet. Zweckmäßig ist der jeweilige Kippschutz 64, 65 am Aufbau 4 angebracht. Der jeweilige Kippschutz 64, 65 wirkt einem Umkippen des Fahrzeugs 1 nach hinten bzw. nach vorn entgegen. Beispielsweise ist ein vorderer Kippschutz 64 durch eine Fußabstellplatte 66 gebildet, die an der Abdeckplatte 5 bzw. am Aufbau 4 angebracht ist und so dimensioniert ist, dass sie einem Umkippen des Fahrzeugs 1 nach vorn entgegenwirkt. Wenn sich das Fahrzeug 1 um die Raddrehachse 12 nach vorn neigt, kommt die Fußabstellplatte 66 bzw. der vordere Kippschutz 64 ab einem vorbestimmten Neigungswinkel mit dem Untergrund 11 in Kontakt, so dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 insbesondere mit dem Fahrzeugführer zwischen den Kontaktstellen des Fahrzeugs 1 mit dem Untergrund 11 liegt, die dann durch den vorderen Kippschutz 64 und die beiden Räder 10 gebildet sind. In 2 sind der vordere Kippschutz 64 und die Fußabstellplatte 66 zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Ferner ist hier ein hinterer Kippschutz 65 realisiert, nämlich in Form wenigstens eines Stützrads 67, das auf geeignete Weise am Aufbau 4 bzw. an der Abdeckplatte 5 angebracht ist. Auch hier kommt das Stützrad 67 bei einem Kippen des Fahrzeugs 1 um die Raddrehachse 12 nach hinten ab einem bestimmten Neigungswinkel mit dem Untergrund 11 in Kontakt. Auch hier erfolgt die Abstimmung zweckmäßig so, dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs 1, vorzugsweise mit dem darauf sitzenden Fahrzeugführer, zwischen den Kontaktstellen des Fahrzeugs 1 zum Untergrund 11 liegt, die dann durch den hinteren Kippschutz 65 und die beiden Räder 10 gebildet sind. In 2 sind der hintere Kippschutz 65 und das Stützrad 67 zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Bei den hier gezeigten Beispielen ist die zweite Lagerbefestigungsstelle 33 unmittelbar auf der Abdeckplatte 5 ausgebildet. Denkbar ist jedoch auch die Realisierung der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 an einer Trägerstruktur, die am Aufbau 4 vorgesehen ist und die insbesondere an der Abdeckplatte 5 befestigt sein kann. Eine derartige Trägerstruktur ist im Beispiel der 1 zum Anbringen des Stützrads 67 vorgesehen und mit 68 bezeichnet.
Um nun ein Fahrzeug, das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, in ein hier vorgestelltes Fahrzeug 1, das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, umbauen zu können, wird ein nicht näher bezeichneter Umbausatz bereitgestellt, der den Aufbau 4 umfasst. Das für den stehenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug besitzt bzw. stellt die wannenförmige Basis 3 bereit, die an ihrer Oberseite 9 mit dem Trittbrett 39 verschlossen ist. An der ersten Befestigungsstelle 32 ist das Lenklager 26 befestigt. Um nun den Umbau bzw. die Umrüstung durchzuführen, wird das Trittbrett 39 von der Basis 3 abgenommen. Ebenso wird das Lenklager 26 von der ersten Lagerbefestigungsstelle 32 von der Basis 3 abgenommen. Anschließend wird das Lenklager 26 an der zweiten Lagerbefestigungsstelle 33 am Aufbau 4 befestigt. Ferner wird der Aufbau 4 an der Basis 3 befestigt. Zweckmäßig wird anschließend erst der Fahrzeugsitz 8 am Aufbau 4 befestigt.

Claims

Dynamisch balancierendes Fahrzeug, – mit einem Fahrgestell (2), das eine Basis (3) und einen oberhalb der Basis (3) angeordneten Aufbau (4) aufweist, – mit einem am Aufbau (4) angeordneten Fahrzeugsitz (8) für einen Fahrzeugführer, – mit mindestens zwei Rädern (10) zum Abstützen des Fahrgestells (2) auf einem Untergrund (11), die um eine parallel zu einer Fahrzeugquerachse (Y) verlaufende gemeinsame Raddrehachse (12) drehbar am Fahrgestell (2) gelagert sind, – mit einer Lenkstange (24), – wobei die Lenkstange (24) oben einen Handgriff (25) aufweist und unten mit einem Lenklager (26) verbunden ist, – wobei die Basis (3) eine erste Lagerbefestigungsstelle (32) zum Befestigen des Lenklagers (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Aufbau (4) eine zweite Lagerbefestigungsstelle (33) zum Befestigen des Lenklagers (26) aufweist, die gegenüber der ersten Lagerbefestigungsstelle (32) nach vorn versetzt ist, – dass das Lenklager (26) an der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) am Aufbau (4) befestigt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau (4) zumindest im Bereich der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) nach vorn über die Basis (3) vorsteht, so dass die zweite Lagerbefestigungsstelle (33) vor der Basis (3) liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lenkstange (24) vom Lenklager (26) bis zum Handgriff (25) ungekröpft erstreckt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – dass das Lenklager (26) mittels Befestigungsmitteln (34) an der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) befestigt ist, die mit dazu komplementären Gegenbefestigungsmitteln (35) zusammenwirken, die an der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) ausgebildet sind, – dass auch die erste Lagerbefestigungsstelle (32) solche zu den Befestigungsmitteln (34) komplementäre Gegenbefestigungsmittel (35') aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Lenklager (26) mittels mehrerer Schrauben (34) an der zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) befestigt ist, – dass das Lenklager (26) für jede Schraube (34) eine Durchgangsöffnung (36) aufweist, deren Anordnung ein Lochbild (37) definiert, – dass die zweite Lagerbefestigungsstelle (33) für jede Durchgangsöffnung (36) eine Gewindeöffnung (35) aufweist, die entsprechend diesem Lochbild (37) angeordnet sind, – dass die erste Lagerbefestigungsstelle (32) für jede Durchgangsöffnung (36) eine Gewindeöffnung (35') aufweist, die entsprechend diesem Lochbild (37) angeordnet sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau (4) eine Abdeckplatte (5) aufweist, die eine Oberseite (9) der wannenförmigen Basis (3) verschließt.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (5) mit der Basis (3) verschraubt ist, wobei diese Verschraubung hierzu eine oder mehrere oder alle Gewindeöffnungen (35') der ersten Lagerbefestigungsstelle (32). verwendet.
Fahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, – dass die Basis (3) mehrere Schrauböffnungen (38) zum Anschrauben eines Trittbretts (39) aufweist, das zum Verschließen der wannenförmigen Basis (3) verwendbar ist, wenn das Lenklager (26) an der ersten Lagerbefestigungsstelle (32) an der Basis (3) befestigt ist, – dass die Abdeckplatte (5) mit der Basis (3) verschraubt ist, wobei diese Verschraubung hierzu eine oder mehrere oder alle Schrauböffnungen (38) der Basis (3) verwendet.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Riegeleinrichtung (40) zum Sichern der Lenkstange (24) in einer am Fahrgestell (2), vorzugsweise am Lenklager (26), ausgebildeten Stangenaufnahme (41) vorgesehen ist, die beim Einstecken der Lenkstange (24) in die Stangenaufnahme (41) automatisch verriegelt.
Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lenkstange (24) eine Entriegelungseinrichtung (50) vorgesehen ist, die bei ihrer Betätigung die Riegeleinrichtung (40) entriegelt, so dass die Lenkstange (24) aus der Stangenaufnahme (41) herausziehbar ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrgestell (2), vorzugsweise am Aufbau (4), zumindest eine Stütze (56) angebracht ist, die zwischen einer Aktivstellung (AS), in der die Stütze (56) das Fahrgestell (2) am Untergrund (11) abstützt, und einer Passivstellung (PS) verstellbar ist, in der die Stütze (56) vom Untergrund (11) abgehoben ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungseinrichtung (62) vorgesehen ist, die Zug- und Druckkräfte entlang einer Fahrzeuglängsachse (X) zwischen Lenkstange (24) und Aufbau (4) überträgt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrgestell (2), vorzugsweise am Aufbau (4), wenigstens ein Kippschutz (64, 65) angebracht ist, der einem Umkippen des Fahrzeugs (1) um die Raddrehachse (12) nach hinten und/oder nach vorne entgegenwirkt.
Umbausatz zum Umbauen eines dynamisch balancierenden Fahrzeugs, das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, in ein dynamisch balancierendes Fahrzeug (1), das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, – wobei das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug eine wannenförmige Basis (3) aufweist, die an ihrer Oberseite (9) mit einem Trittbrett (39) verschlossen ist und die eine erste Lagerbefestigungsstelle (32) aufweist, an der ein Lenklager (26) für eine Lenkstange (24) des Fahrzeugs befestigt ist, – wobei der Umbausatz einen Aufbau (4) aufweist, der anstelle des Trittbretts (39) an der Basis (3) montierbar ist und der eine zweite Lagerbefestigungsstelle (33) aufweist, an der das Lenklager (26) befestigbar ist, – wobei der Umbausatz einen Fahrzeugsitz (8) für den Fahrzeugführer aufweist, der am Aufbau (4) befestigt ist oder daran befestigbar ist.
Verfahren zum Umbauen eines dynamisch balancierenden Fahrzeugs, das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, in ein dynamisch balancierendes Fahrzeug (1), das für einen sitzenden Fahrzeugführer vorgesehen ist, – wobei das für einen stehenden Fahrzeugführer vorgesehene Fahrzeug eine wannenförmige Basis (3) aufweist, die an ihrer Oberseite (9) mit einem Trittbrett (39) verschlossen ist und die eine erste Lagerbefestigungsstelle (32) aufweist, an der ein Lenklager (26) für eine Lenkstange (24) des Fahrzeugs befestigt ist, – bei dem das Trittbrett (39) von der Basis (3) entfernt wird, – bei dem das Lenklager (26) von der ersten Lagerbefestigungsstelle (32) von der Basis (3) entfernt wird, – bei dem das Lenklager (26) an einer zweiten Lagerbefestigungsstelle (33) an einem Aufbau (4) befestigt wird, – bei dem der Aufbau (4) an der Basis (3) befestigt wird, – bei dem ein Fahrzeugsitz (8) am Aufbau (4) befestigt wird.