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Die Erfindung betrifft ein lenkbares Fahrzeug mit einem motorischen und/oder muskelbetätigtem Antrieb, welches mindestens einen Sitz für einen Fahrzeugführer mit allen zur Bedienung des Fahrzeug nötigen Kontroll- und Bedienungseinrichtungen aufweist, wobei das Fahrzeug Kopplungseinrichtungen zur lösbaren Kopplung mit einem oder mehreren Fahrzeugen gleicher Art aufweist und mit diesen Fahrzeugen modulartig zu einem lenkbaren Koppelfahrzeug kombinierbar ist.
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Die aktuelle Diskussion über die Entwicklung der Mobilität für die nähere und weitere Zukunft zeigt, dass die heutigen Kraftfahrzeuge in ihrer Form und Auslegung verändert werden müssen, um zukünftigen Ansprüchen Genüge zu tun. So ist der heutige normale Personenkraftwagen in städtischen Ballungsräumen mehr und mehr infrage gestellt. Hier greifen bereits erste Versuche im Hinblick auf das Teilen von Fahrzeugen unter mehreren Nutzern. Zudem ist der Platzbedarf an Parkraum in den Großstädten sehr groß, so dass in Zukunft nicht mehr alle Fahrzeuge wohnungsnnah abgestellt werden können. Auch ist die Luftverschmutzung und der CO2 Ausstoß durch Verbrennungsmotoren ein Thema, welches an Brisanz gewinnt.
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Eine Verlagerung des Verkehrs auf öffentliche Verkehrsmittel stößt ebenfalls an Grenzen, da sowohl die zugehörige Infrastruktur immer mehr Aufwand und Kosten erfordert als auch dadurch, dass der Individualverkehr nach wie vor einen recht hohen Stellenwert bei den Verbrauchern hat.
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Auch die mittlerweile von vielen Herstellern angebotenen elektrischen Antriebe für Kraftfahrzeuge werden hier als Lösung in Betracht gezogen. Die zugehörige Infrastruktur von Strom-Tankstellen und die erforderliche Normung und Vergleichmäßigung der bisher noch sehr unterschiedlichen Systeme lässt noch viel Raum für Entwicklungen. Einzellösungen und partiell genutzte Elektrofahrzeuge leiden jedoch noch unter diesen Nachteilen.
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Auch Aktivitäten in Bezug auf eine Verbesserung des Fahrradnetzes in Städten und auf Elektrifizierung von Fahrrädern / Pedelecs können Lösungen aufzeichnen, sind aber heutzutage noch nicht so weit, dass sie für einen Großteil der Bevölkerung als einfach nutzbare Alternativen bereitstehen.
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Vor diesem Hintergrund bestand für die Erfindung die Aufgabe, eine Mobilitätslösung zu finden, die wenig Abgase erzeugt, die leichte Fahrzeuge bereitstellt, die ausreichenden Wetterschutz bietet, die wenig Parkraum benötigt und die auch zukünftig Potenzial bietet im Hinblick auf eine Verdichtung des Verkehrs gerade in Ballungsräumen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Dabei sind die Kopplungseinrichtungen zur lösbaren Kopplung mit einem oder mehreren Fahrzeugen gleicher Art zu einem lenkbaren Koppelfahrzeug so ausgebildet, dass eine starre verwindungs- und biegesteife Verbindung zwischen den jeweiligen Fahrzeugkarosserien oder den jeweiligen Fahrzeugrahmen der einzelnen Fahrzeuge herstellbar ist, wobei nach der Kopplung die Steuerungen und Bedienungseinrichtungen der einzelnen Fahrzeuge, insbesondere die für Antriebe und Lenkung, allein oder gemeinsam zum Betrieb des Koppelfahrzeug betreibbar sind. So können je nach Bedarf entweder einzelne Kleinfahrzeuge betrieben werden oder Koppelfahrzeug durch eine Kopplung einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen einzelner Fahrzeuge hergestellt werden, wobei mehrere Kleinfahrzeuge zu einem größeren Transportfahrzeug gekoppelt werden, welches dann mithilfe einer der Bedienungseinrichtungen eines Fahrzeuges bedienbar ist und wie ein mehrsitziges Fahrzeug von einem Fahrer gefahren werden kann. Nach Erreichen des Ziels oder nach Rückkehr können dann die Einzelfahrzeuge wieder voneinander abgekoppelt werden und stehen als kleinere einzelne Einheiten wieder den Nutzern zur Verfügung.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass das lenkbare Fahrzeug einen in seiner Grundfläche dreieckig ausgebildeten Fahrzeugrahmen oder eine dreieckige Karosserie aufweist, wobei der Fahrzeugrahmen bzw. die Karosserie eines einzelnen Fahrzeugs Räder bzw. Fahrwerke in Bereich jeder seiner drei Ecken aufweist und über mindestens eine seiner Seiten mit mindestens einem weiteren dreieckig ausgebildeten Fahrzeugrahmen oder dreieckigen Karosserie eines weiteren gleich ausgebildeten einzelnen Fahrzeugs über eine verwindungs- und biegesteife Verbindung koppelbar ist.
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Eine solche dreieckige Ausbildung von Fahrzeugrahmen oder Karosserie weist eine außerordentlich hohe Steifigkeit und damit eine große Sicherheit bei einem Aufprall auf (Crashsicherheit). Die Form des dreieckigen Grundrahmens oder der dreieckigen Karosserie ist dabei so gewählt, dass in Vorwärts-Fahrtrichtung vorn ein spitzer Winkel des Dreiecks vorhanden ist, wodurch sich der Luftwiderstand stark reduziert.
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Die Position der Räder in diesen dreieckigen Konstruktionen in den drei Ecken erzeugt eine hohe Kippsicherheit, insbesondere dann, wenn die Räder möglichst weit außen im Rahmen oder in der Karosserie angeordnet sind. Dabei sollen die Räder natürlich nicht über die Rahmenkonstruktion oder die Karosserie hinaus ragen, auch nicht beim Lenken. Eine solche Ausbildung unterstützt das Koppeln mehrerer Fahrzeuge in der Weise, dass auch nach der Kopplung keine Kollisionen von einzelnen Bedienungsteilen eines einzelnen Fahrzeugs mit seinem benachbarten angekoppelten Fahrzeug entstehen können.
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Von den drei Rädern einer solchen dreieckigen Konstruktionen bzw. von den drei Fahrwerken sind mindestens eines, nämlich das Bugrad, vorzugsweise aber zwei Räder bzw. Fahrwerksaufhängungen als lenkbare Räder bzw. Fahrwerke ausgeführt, soweit im Betrieb als einzelnes Fahrzeug die Vorwärts-Fahrtrichtung durch einen spitzen Dreieckswinkel von Fahrzeugrahmen oder Karosserie vorgegeben ist. Ist nämlich bei einem dreieckigen Rahmen das in Vorwärtsrichtung vorderer Bugrad lenkbar ausgeführt, so ergibt sich die typische sehr direkte Lenkbarkeit und Manövrierfähigkeit eines dreirädrigen Fahrzeugs. Bildet man die Konstruktion jedoch so aus, dass die beiden hinteren Fahrwerke bzw. Räder lenkbar ausgebildet sind, so erzielt man eine außerordentlich hohe Wendigkeit des Fahrzeugs, etwa vergleichbar der eines Gabelstaplers.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das lenkbare Fahrzeug einen Fahrzeugrahmen aufweist, der in seiner Grundfläche so als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet ist, dass nach gegengleicher Kopplung zweier gleich ausgebildeter einzelner Fahrzeuge das Koppelfahrzeug einen verwindungs- und biegesteifer Fahrzeugrahmen mit einer rechteckigen Grundfläche aufweist.
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Unter dem Begriff “gegengleiche Kopplung“ versteht man eine solche Kopplung, bei der das vordere Rad eines zweiten einzelnen Fahrzeugs bei dem Koppelfahrzeug sich an der hinteren Seite des Koppelfahrzeugs befindet, d.h. bei dem ein Einzelfahrzeug um seine Hochachse gedreht wird und mit der langen Dreiecksseite an die lange Dreiecksseite des ersten Einzelfahrzeugs angeschlossen und verwindungs- und biegesteif gekoppelt wird.
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Der durch Kopplung entstandene Rahmen aus zwei Dreiecksrahmen ist dann ein viereckiger Rahmen, etwa vergleichbar mit dem Rahmen von bisher bekannten Fahrzeugen. Der Aufbau des Fahrzeugrahmens des einzelnen Fahrzeugs und auch der Aufbau des Rahmens des Koppelfahrzeugs kann dabei wie ein Fachwerk erfolgen. Diese Rahmenbauart ist auch allgemein als „Spaceframe“ bekannt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass mindestens ein Rad bzw. Fahrwerk mit Einrichtungen, vorzugsweise Hydraulikeinrichtungen, versehen ist, mit denen nach Kopplung mit mindestens einem weiteren, gleichen Fahrzeug mindestens ein Rad vom Boden abhebbar ist. Eine solche Ausführung ist insbesondere bei der oben erwähnten gegengleichen Kopplung sehr vorteilhaft, da dann an einer “Ecke„ des entstehenden viereckigen Rahmen des Koppelfahrzeugs keine zwei Räder unterschiedlicher Einzelfahrzeuge für das Bedienen des Koppelfahrzeugs koordiniert werden müssen. In diesem Fall wird einfach ein Rad vom Boden abgehoben so dass das in der gleichen Ecke vorhandene Rad des anderen Einzelfahrzeugs die Führung und ggf. die Lenkung übernehmen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Antrieb als Radnabenantrieb, vorzugsweise als ein an mindestens einem Rad angeordneter, lenkbarer elektrischer Radnabenmotor ausgebildet ist. Auch wenn ein solcher Radnabenmotor die so genannte „ungefederte Masse“ im Fahrwerk bzw. am Fahrzeug erhöht, so wird doch hierdurch der verfügbare Fahrgastraum im Fahrzeug erheblich vergrößert, da Antrieb und Getriebe keinerlei Anteile des Fahrgastraumes benötigen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Sitz für den Fahrzeugführer mit allen zur Bedienung des Fahrzeug nötigen Kontroll- und Bedienungseinrichtungen um seine Hochachse drehbar und in Fahrtrichtung feststellbar ausgebildet ist. Damit erreicht man, dass nach Kopplung der Einzelfahrzeuge zu einem Koppelfahrzeugs ein einziger Fahrersitz mit allen Bedienungselementen vorhanden ist. Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass die Lenkung mittels einer Ein-Hand-Bedienung über ein Steuerhorn oder über einen so genannten Joystick erfolgt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Kopplungseinrichtungen zur lösbaren Kopplung mit einem oder mehreren Fahrzeugen gleicher Art mit Hilfsenergie betrieben werden, vorzugsweise pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch. Mit einer solchen Ausführung vereinfacht sich das Koppeln der einzelnen Fahrzeuge.
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Selbstverständlich lassen sich nicht nur zwei, sondern auch mehrere Einzelfahrzeuge über die Koppeleinrichtungen miteinander verbinden. Hierdurch entstehen mehrsitzige Fahrzeuge, die im Rahmen ihrer Konstruktionsvorgaben beliebig zusammengestellt werden können.
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Die Verkleidung des lenkbaren Fahrzeugs des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann dabei so ausgebildet sein, dass an der Seite, an der die Kopplung mit einem weiteren Fahrzeug erfolgt, eine Möglichkeit besteht, die Verkleidung abzunehmen oder entsprechend die Karosserie von einzelnen Teilen zu befreien, so dass nach der Kopplung sich ein vergrößerter gemeinsamer Innenraum/Fahrgastraum des Koppelfahrzeugs ergibt. Die Verkleidung kann an der Seite, an der die Kopplung erfolgen soll, auch demontierbar ausgeführt werden.
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Bei der Betrachtung eines einzelnen lenkbaren Fahrzeugs ist die Sitzposition des Fahrers so ausgelegt, dass sie sich direkt über dem Flächenschwerpunkt der Dreiecksfläche des Rahmens bzw. der Grundfläche der dreieckigen Grundfläche der Karosserie befindet.
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Der Aufbau des einzelnen Fahrzeuges kann so ausgebildet sein, dass bei einer dreieckigen Grundkonstruktion an der längsten Grundseite des Dreieckrahmens die größte Höhe vorhanden ist, so dass sowohl vor als auch nach der Kopplung der Einzelfahrzeuge ein sicherer Ablauf von Regenwasser oder Spritzwasser gewährleistet ist.
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Das Fahrzeug kann so ausgebildet sein, dass neben dem motorischen Antrieb auch ein Antrieb mit Muskelkraft erfolgen kann, beispielsweise über Pedale, die ähnlich denen eines Fahrrades ausgebildet sind. Die mit der Muskelkraft gewonnene Energie wird entweder über einen Generator in die elektrische Speichereinheit des Fahrzeuges geladen oder unterstützend über mechanische Mittel direkt auf die Antriebsachse aufgebracht.
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Wie bereits oben ausgeführt, kann die Lenkung über einen Joystick erfolgen, vorzugsweise über einen Joystick der über Signalauswertung und Leistungselektronik den Radeinschlag mittels Stellmotoren erzeugt. Die Lenkung kann eben falls über einen Stab/ein Steuerhorn erfolgen, wodurch mittels hydraulischer Zylinder, Schläuche und radnahen Steuerzylindern den Lenkeinschlag erzeugt.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug, welches modulartig mit weiteren einzelnen erfindungsgemäßen Fahrzeugen gekoppelt werden kann, ist im Hinblick auf seine Konstruktion sehr leicht und damit energieeffizient. Trotzdem ist die Karosserie durch die Dreieckskonstruktion sehr steif. Das Fahrzeug ist einfach ausgeführt und kann somit kostengünstig als einzelnes Fahrzeug hergestellt werden. Durch die Ausführung mit einem Dreiecksrahmen in Fachwerkbauweise kann auch eine einfache Beplankung/Bespannung für das Fahrzeug bereitgestellt werden, so dass das Gewicht des Fahrzeuges erniedrigt werden kann. Ebenfalls wird durch die Dreieckskonstruktion Parkraum gespart, da auch nicht gekoppelte Fahrzeuge beim Parken entsprechend gegengleich positioniert werden können, so dass nur eine minimale Parkfläche benötigt wird.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
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1 Ein erfindungsgemäßes lenkbares einzelnes Fahrzeug,
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2 zwei gleiche erfindungsgemäße lenkbare einzelne Fahrzeuge,
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3 ein Koppelfahrzeug aus zwei gegengleich gekoppelten erfindungsgemäßen einzelnen Fahrzeugen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes lenkbares Fahrzeug 9 mit einem motorischen Antrieb 1 und einem muskelbetätigtem Antrieb 3 in Form eines pedalbetätigten elektrischen Generators, wobei das Fahrzeug einen Sitz 2 für einen Fahrzeugführer mit allen zur Bedienung des Fahrzeug nötigen Kontroll- und Bedienungseinrichtungen 4 aufweist.
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Das Fahrzeug 9 weist einen in seiner Grundfläche dreieckig ausgebildeten Fahrzeugrahmen auf, wobei im Bereich jeder der drei Ecken des Fahrzeugrahmens Räder 5, 6 und 11 bzw. die entsprechenden Fahrwerke angeordnet sind. Hierbei sind zwei der Räder lenkbar, nämlich die an der unteren kurzen Dreiecksseite angeordnete Räder 5 und 11. So wird für das ganze Fahrzeug eine ausreichende und sichere Lenkbarkeit und eine hohe Wendigkeit erreicht.
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Im Betrieb als einzelnes Fahrzeug 9 ist die Vorwärts-Fahrtrichtung durch den oberen spitzen Dreieckswinkel von Fahrzeugrahmen oder Karosserie vorgegeben ist
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Das Fahrzeug 9 weist hier nicht im einzelnen näher dargestellte Kopplungseinrichtungen zur lösbaren Kopplung mit einem oder mehreren Fahrzeugen 10 gleicher Art auf, so dass die beiderseitigen Fahrzeugen modulartig zu einem lenkbaren Koppelfahrzeug kombinierbar sind, wie in der Zusammenschau der 2 und 3 ersichtlich ist.
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In diesen 2 und 3 ist dargestellt, wie die mit dreieckigen Fahrzeugrahmen ausgebildeten Fahrzeuge 9 und 10 über eine ihrer „langen“ Seiten miteinander gekoppelt sind. Die dazu vorgesehenen Kopplungseinrichtungen sind dabei so ausgebildet sind, dass eine starre verwindungs- und biegesteife Verbindung zwischen den jeweiligen den jeweiligen Fahrzeugrahmen der einzelnen Fahrzeuge herstellbar ist, wobei nach der Kopplung die Steuerungen und Bedienungseinrichtungen 4 der einzelnen Fahrzeuge 9 und 10, insbesondere die für Antriebe und Lenkung, allein oder gemeinsam zum Betrieb des Koppelfahrzeug betreibbar sind. Die Dreiecksform des Fahrzeugrahmens unterstützt natürlich die biegesteife und verwindungssteife Verbindung außerordentlich.
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3 zeigt zwei einzelne Fahrzeuge 9 und 10, die zu einem Koppelfahrzeug 12 zusammen gekoppelt worden sind. Die Fahrzeuge sind dabei gegengleich gekoppelt, d.h., ein Einzelfahrzeug wird um seine Hochachse gedreht und mit der langen Dreiecksseite an die lange Dreiecksseite des anderen Einzelfahrzeugs angeschlossen und verwindungs- und biegesteif gekoppelt. Das Koppelfahrzeug 12 weist damit einen verwindungs- und biegesteifer Fahrzeugrahmen mit einer rechteckigen Grundfläche aufweist.
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Die einzelnen Fahrzeuge 9 und 10 sind jeweils mit einem Rad 6 versehen, welches nach der Kopplung vom Boden abgehoben werden kann, so dass nur noch ein Satz von Rädern 5 und 11 Bodenkontakt und lenkbar ausgebildet bleiben. Die anderen Räder/der andere Satz von Rädern 5 und 11 wird dann in aller Regel in der Lenkung blockiert. Dabei kann eine Vorderradlenkung des Koppelfahrzeugs 12 genauso realisiert werden wie eine Hinterradlenkung. Das Abheben eines Rades 6 vom Boden kann über hydraulische Einrichtungen, pneumatisch oder elektrisch erfolgen.
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Angetrieben wird das hier gezeigte Koppelfahrzeug 12 mit einem Radnabenantrieb, bei dem ein Elektromotor/Radnabenmotor 1 auf der Radnabe des jeweiligen Rades 11 jedes Fahrzeugs 9 und 10 angeordnet ist.
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Der Sitz 2 für den Fahrzeugführer ist im oder nahe dem Schwerpunkt 8 eines jeden einzelnen Fahrzeugs 9, 10 angeordnet und um seine Hochachse drehbar und in Fahrtrichtung feststellbar ausgebildet. Dazu können auch die zur Bedienung des Fahrzeugs nötigen Kontroll- und Bedienungseinrichtungen 4 schwenkbar oder am Sitz 2 befestigbar ausgebildet sein. Bei dem hier dargestellten Koppelfahrzeug 12 sind jedoch die Kontroll- und Bedienungseinrichtungen 4 jeweils feststehend ausgebildet, da nach Kopplung der beiden einzelnen Fahrzeuge lediglich ein Fahrzeugführer-Sitz derjenige ist, der die Vorwärtsrichtung des Koppelfahrzeugs 12 definiert und somit für das Führen und Fahren des Fahrzeugs benutzt wird. Der zweite Fahrzeugführer-Sitz wird dann in Fahrtrichtung gedreht, die zugehörigen Kontroll- und Bedienungseinrichtungen werden dann aber ausgeschaltet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radnabenmotor / Antrieb
- 2
- Fahrersitz
- 3
- Muskelbetätigter Antrieb
- 4
- Kontroll- und Bedienungseinrichtung
- 5
- Lenkbares Rad
- 6
- Hebbares/liftbares Rad
- 7
- Fahrzeugrahmen, Dreiecksrahmen
- 8
- Schwerpunkt des einzelnen Fahrzeuges
- 9
- Fahrzeug
- 10
- Fahrzeug
- 11
- Lenkbares Rad
- 12
- Koppelfahrzeug aus zwei einzelnen Fahrzeugen
