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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein Fahrzeug der eingangs genannten Art ist aus dem Dokument
DE 10 2004 013 021 A1 bekannt. Dieses Fahrzeug besteht aus einem Fahrzeugrahmenteil, einem daran drehbar gelagerten, aber verdrehfest mit einer Lenkstange verbundenen Radträger, einem drehbar am Radträger gelagerten Rad und einer Kupplung mit einer ersten, am Fahrzeugrahmenteil angeordneten Kupplungsschnittstelle und mit einer zweiten, mit einer Standfläche für einen Benutzer verbundenen Kupplungsschnittstelle. Dieses Fahrzeug ist als Fahrzeug nur im zusammengebauten Zustand nutzbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein besonders universell einsetzbares Fahrzeug geschaffen werden.
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Diese Aufgabe ist mit einem Fahrzeug der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Fahrzeug sowohl als Einrad als auch als Fahrzeug mit mehreren Rädern verwendet werden kann, dass das Rad elektromotorisch angetrieben ist und dass eine Verdrehbarkeit der Lenkstange gegenüber der Standfläche zur Nutzung des Fahrzeuges als Einrad begrenzbar ist.
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Dabei ermöglicht die Kupplung sowohl die Anbringung einer Standfläche für den Einradbetrieb als auch die Anbringung einer Standfläche für den Mehrradbetrieb. Da die Standfläche für den Einradbetrieb aus Gleichgewichtsgründen dabei im Bereich des einzigen Rades angeordnet sein muss, ist dessen Verdrehbarkeit erfindungsgemäß mittels einer entsprechenden Einrichtung, die weiter unten noch genauer erläutert wird, jedenfalls begrenzbar, bevorzugt sogar komplett unterbindbar ausgebildet.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Der Vollständigkeit halber wird noch auf folgende Dokumente hingewiesen:
- Aus dem Dokument DE 103 35 771 A1 ist ein sogenannter Scooter bekannt, der zwar elektrisch angetrieben ist, der aber nicht als Einrad benutzt werden kann.
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Aus dem Dokument
WO 2016/ 187 834 A1 ist weiterhin ein Fahrzeug bekannt, das Ähnlichkeit mit einem Lastkarren hat, wobei das Hinterrad aus einem sogenannten Monowheel gebildet ist. Ein solches Monowheel weist dabei grundsätzlich keine Lenkstange auf; die erfindungsgemäß vorgesehene Maßgabe bezüglich der Begrenzung der Verdrehbarkeit ist also offenkundig nicht realisiert.
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Aus dem Dokument
CN 106 080 908 A ist schließlich ein Fahrzeug bekannt, das Ähnlichkeit mit einem elektrischen Motorrad hat, bei dem das Hinterrad ebenfalls aus einem sogenannten Monowheel gebildet ist.
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Aus den Dokumenten
JP 2012 -
96 595 A ,
CN 106 275 193 A ,
WO 2019/ 203 674 A1 CN 107 651 076 A ,
CN 106 080 878 A sind Fahrzeuge bekannt, die zwar als Einrad benutzt werden können, deren Lenkstange jedoch nicht drehbar gelagert aber fixierbar ausgebildet ist.
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Aus dem Dokument
CN 204 821 912 U ist ein Fahrzeug bekannt, welches sich zu einem Zweirad umbauen lässt, bei dem zwei Räder auf einer Achse liegen. Dieses Fahrzeug lässt sich also nicht zu einem Einrad umbauen.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, näher erläutert, wobei zu beachten ist, dass einzelne Teile in unterschiedlichen Figuren gegebenenfalls nicht identisch dargestellt sind.
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Es zeigt (schematisch)
- 1 das erfindungsgemäße Fahrzeug mit zwei Rädern;
- 2 das Fahrzeugrahmenteil mit einer Standfläche für die Benutzung als Einrad in einer ersten perspektivischen Ansicht von oben;
- 3 das Fahrzeugrahmenteil gemäß 2 in einer zweiten perspektivischen Ansicht von unten;
- 4 als Ausschnitt die Kupplung mit den beiden Kupplungsschnittstellen in gekuppeltem Zustand;
- 5 das Fahrzeugrahmenteil mit dem hakenförmiger Abschnitt und dem Riegel in einer perspektivischen Ansicht;
- 6 das Fahrzeugrahmenteil gemäß 5 von oben;
- 7 die Kupplung mit der Bremsleitungskupplung;
- 8 die erste, fahrzeugrahmenteilseitige Bremsleitungskupplungseinheit;
- 9 perspektivisch der fahrzeugrahmenteilseitige Haken;
- 10 perspektivisch der fahrzeugabschnittseitige Haken; und
- 11 im Schnitt der Haken gemäß 9.
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Das insbesondere in 1 komplett dargestellte Fahrzeug besteht zunächst in bekannter Weise aus einem Fahrzeugrahmenteil 1, einem daran drehbar gelagerten, aber verdrehfest mit einer Lenkstange 2 verbundenen Radträger 3, einem drehbar am Radträger 3 gelagerten Rad 4 und einer Kupplung 5 mit einer ersten, am Fahrzeugrahmenteil 1 angeordneten Kupplungsschnittstelle 5.1 und mit einer zweiten, mit einer Standfläche 6 für einen Benutzer verbundenen Kupplungsschnittstelle 5.2. Wie auch beim eingangs genannten Stand der Technik ist dabei auch bei der erfindungsgemäßen Lösung besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Radträger 3 als Gabel ausgebildet ist.
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Außerdem ist in an sich bekannter Weise vorzugsweise vorgesehen, dass die Lenkstange 2 aus einer im wesentlichen vertikal erstreckten Stange 2.1 und einem am oberen Ende der Stange 2.1 angeordneten, im wesentlichen horizontal erstreckten Lenker 2.2 gebildet ist.
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Wesentlich für das erfindungsgemäße Fahrzeug ist nun, dass das Fahrzeug sowohl als Einrad als auch als Fahrzeug mit mehreren Rädern verwendet werden kann, dass das Rad 4 elektromotorisch angetrieben ist und dass eine Verdrehbarkeit der Lenkstange 2 gegenüber der Standfläche 6 zur Nutzung des Fahrzeuges als Einrad begrenzbar ist.
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Um den Aufwand bezüglich der Kraftübertragung vom Motor auf das Rad 4 dabei besonders gering zu halten, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Rad 4 mit einem Radnabenmotor 4.2 versehen ausgebildet ist.
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Um den Elektromotor bzw. insbesondere den Radnabenmotor 4.2 betreiben zu können, ist das Fahrzeug ferner bevorzugt mit einem Speicherelement 10 für elektrische Energie, insbesondere einer wiederaufladbaren Batterie oder Akkumulator, versehen ausgebildet. Dieses Speicherelement für elektrische Energie ist dabei vorzugsweise, wie in 1 dargestellt, an der Lenkstange 2 angeordnet. Alternativ kann es aber auch am Radträger 3 angeordnet sein (nicht extra dargestellt).
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Fahrzeugrahmenteil 1 und das Rad 4 bei geradeaus fahrendem Fahrzeug in einer gemeinsamen gedachten Ebene liegend ausgebildet sind. Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass an einem Ende des Fahrzeugrahmenteils 1 die erste Kupplungsschnittstelle 5.1 und an einem gegenüberliegenden Ende des Fahrzeugrahmenteils 1 ein Steuerrohr 1.1 zur drehbaren Aufnahme des Radträgers 3 angeordnet ist.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass ein hinterer, über die zweite Kupplungsschnittstelle 5.2 ankuppelbarer und mit der Standfläche 6 versehener Fahrzeugabschnitt 8 je nach Anwendungsfall des Fahrzeugs wahlweise null, ein oder mehrere Räder aufweist. Dies ermöglicht es zum Beispiel, das Fahrzeug zu einem Einrad, Fahrrad bzw. Roller bzw. Scooter oder als mit einer Art Anhänger versehen umzubauen.
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Für die Verwendung als Einrad ist am Fahrzeugrahmenteil 1 insbesondere eine Fixiereinrichtung zur Begrenzung der Drehbarkeit der Lenkstange 2 gegenüber der Standfläche 6 vorgesehen. Dies ermöglicht eine Stabilisierung der Lenkstange 2 beim Fahren. Daher ist auch die Lenkstange 2 in diesem Fall vorzugsweise in Bezug auf die Standfläche 6 verdrehfest fixierbar ausgebildet.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass bei Verwendung des Fahrzeugs als Einrad die Standfläche 6 in unterschiedlichen Neigungspositionen an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 fixierbar ausgebildet ist. Ebenso ist bevorzugt, dass bei Verwendung des Fahrzeugs als Einrad die Standfläche 6 beidseitig neben dem Rad 4 erstreckt ausgebildet ist. Zudem weist die Standfläche 6 bei Verwendung des Fahrzeugs als Einrad vorzugsweise zwei menschenfußgroße, beidseitig an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 befestigte Flächenabschnitte 6.1 auf (siehe 2). Des weiteren ist bevorzugt, dass bei Verwendung des Fahrzeugs als Einrad die Standfläche 6 unterhalb einer Achse 4.1 des Rades 4 angeordnet ist und/oder dass bei Verwendung des Fahrzeugs als Einrad die Standfläche 6 in Fahrtrichtung des Rades 4 gesehen sowohl vor als auch hinter einer Achse 4.1 des Rades 4 angeordnet ist. Diese Merkmale des Fahrzeuges fördern bei der Nutzung als Einrad eine Stabilisierung des Fahrzeugs durch eine besonders günstige Anordnung des Schwerpunkts der Standfläche 6 und damit auch des Schwerpunkts eines Fahrers des Fahrzeugs.
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Zudem ist, wie bereits erwähnt, bevorzugt, dass zur Ausbildung eines mehrrädrigen Fahrzeugs an der Standfläche 6 mindestens ein Hinterrad 7 angeordnet ist. Dabei ist bevorzugt, dass die Standfläche 6 zwischen der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 und dem Hinterrad 7 angeordnet ist.
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Um den unterschiedlichen Leistungsanforderungen der verschiedenen Nutzungsvarianten des Fahrzeugs gerecht zu werden, ist zusätzlich bevorzugt vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einer sowohl zum Einrad- als auch zum Mehrradbetrieb ausgelegten Motorregelungseinrichtung versehen ist.
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Ebenso ist bevorzugt, dass die beiden Kupplungsschnittstellen 5.1, 5.2 über eine bei geradeaus fahrendem Fahrzeug horizontal verlaufende Kupplungsachse 5.3 miteinander verbunden ausgebildet sind. Dies ermöglicht die im folgenden genauer beschriebene Konstruktion der Kupplung 5, welche besonders einfach kuppelbar, aber dennoch im Fahrbetrieb nicht selbstständig lösbar ausgebildet ist. Weiterhin ist die Kupplungsachse 5.3 bei geradeaus fahrendem Fahrzeug vorzugsweise parallel zu einer Achse 4.1 des Rades 4 verlaufend angeordnet.
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Außerdem ist bevorzugt, dass die beiden Kupplungsschnittstellen 5.1, 5.2 in Bezug auf die Kupplungsachse 5.3 in einer ersten Winkelstellung zueinander miteinander ver- und entkuppelbar ausgebildet sind. Dabei ist weiterhin, dass in einer zweiten Winkelstellung der Kupplungsschnittstellen 5.1, 5.2 zueinander die eine einen Drehbegrenzungsanschlag 5.4 für die andere bildet (siehe 4) und/oder dass in einer zweiten Winkelstellung der Kupplungsschnittstellen 5.1, 5.2 zueinander diese gegen eine Verschiebung in Richtung der Kupplungsachse 5.3 gesichert ausgebildet sind.
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Dieses Eigenschaften der Kupplung 5 werden vorzugsweise dadurch verwirklicht, dass die zweite Kupplungsschnittstelle 5.2 eine zylindrischen Hohlraum 5.5 aufweist, wobei die Hohlzylinderachse vorzugsweise der Kupplungsachse 5.3 entspricht. Dabei ist bevorzugt, dass an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 eine von außen bis zum Hohlraum 5.5 reichende Durchgriffsöffnung 5.6 vorgesehen ist. Ebenso ist bevorzugt, dass die Durchgriffsöffnung 5.6 einerseits einen parallel und andererseits einen senkrecht zur Kupplungsachse 5.3 erstreckten Abschnitt 5.6.1, 5.6.2 aufweist (siehe 3). Des Weiteren ist vorzugsweise der senkrecht verlaufende Abschnitt 5.6.2 am parallel verlaufenden Abschnitt 5.6.1 beginnend und mit einer Wandung endend ausgebildet, wobei die Wandung als Drehbegrenzungsanschlag 5.4 für die erste Kupplungsschnittstelle 5.1 in der zweiten Winkelstellung ausgebildet ist. Zudem ist vorzugsweise der parallel erstreckte Abschnitt 5.6.1 zur Durchführung eines Abschnitts der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 in der ersten Winkelstellung ausgebildet.
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Es ist zusätzlich bevorzugt, dass die erste Kupplungsschnittstelle 5.1 einen hakenförmigen Abschnitt 5.1.1 und an diesem einen parallel zur Kupplungsachse 5.3 verlaufenden Riegel 5.1.2 aufweist (siehe 4 bis 6) und/oder dass der Riegel 5.1.2 durch den parallel erstreckten Abschnitt 5.6.1 an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 hindurchführbar und innerhalb des Hohlraums 5.5 drehbar ausgebildet ist. Weiterhin ist bevorzugt, dass der hakenförmige Abschnitt 5.1.1 an der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 bei fahrendem Fahrzeug mit dem Drehbegrenzungsanschlag 5.4 an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 zusammenwirkend ausgebildet ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt, dass an der Kupplung 5 zusätzlich eine Bremsleitungskupplung 9 angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Bremsleitungskupplung 9 beim Entkuppeln der Kupplung 5 ebenfalls entkuppelnd ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, eine Bremsvorrichtung eines optional vorhandenen Hinterrads 7 direkt zusammen mit der Standfläche 6 vom Fahrzeugrahmenteil 1 abzukuppeln, was die Handhabung des Fahrzeugs erheblich vereinfacht.
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Es ist dabei bevorzugt, dass die Bremsleitungskupplung 9 aus einer ersten, an der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 und einer zweiten, an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 angeordneten Bremsleitungskupplungseinheit 9.1, 9.2 gebildet ist. Ebenso weist vorzugsweise jede Bremsleitungskupplungseinheit 9.1, 9.2 einen über einen Bowdenzug beweglichen Haken 9.1.1, 9.2.1 auf (siehe 7 bis 11), wobei die Haken 9.1.1, 9.1.2 im gekuppelten Zustand der Kupplung 5 benachbart zueinander und ineinandergreifend zusammenwirkend und im entkuppelten Zustand der Kupplung 5 entfernt voneinander und nicht zusammenwirkend ausgebildet sind. Zudem ist bevorzugt, dass an der Lenkstange 2 eine mit der Bremsleitungskupplungseinheit 9.1, 9.2 an der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 zusammenwirkende Betätigungseinheit angeordnet ist (weil ohne weiteres vorstellbar, nicht extra dargestellt). Diese oder auch eine weitere Betätigungseinheit (ebenfalls nicht extra dargestellt) kann auch zur Betätigung einer am Rad 4 (Vorderrad9 angeordneten Bremse (zum Beispiel Trommel- oder Scheibenbremse) vorgesehen sein. Ferner ist außerdem (ebenfalls nicht extra dargestellt) bevorzugt, dass am Hinterrad 7 eine mit der Bremsleitungskupplungseinheit 9.1, 9.2 an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 zusammenwirkende Bremse für das Hinterrad 7 angeordnet ist.
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Das Kuppeln des erfindungsgemäßen Fahrzeugs gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform funktioniert wie folgt:
- Das Fahrzeugrahmenteil 1 und der Fahrzeugabschnitt 8 werden zunächst so zueinander gedreht, dass der Riegel 5.1.2 der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 in Eingriff mit dem parallel zur Kupplungsachse 5.3 erstreckten Abschnitt 5.6.1 der Durchgriffsöffnung 5.6 an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 gebracht werden kann. Der Riegel 5.1.2 wird dann durch die Durchgriffsöffnung 5.6 hindurch in den Hohlraum 5.5 eingebracht, wobei der hakenförmige Abschnitt 5.1.1 der ersten Kupplungsschnittstelle 5.1 in den parallel erstreckten Abschnitt 5.6.1 der Durchgriffsöffnung 5.6 gerät. Nun werden das Fahrzeugrahmenteil 1 und der Fahrzeugabschnitt 8 wieder zurück gedreht, das heißt, in eine Position, in der beide Teile ein Fahren mit dem Fahrzeug ermöglichen. Dabei verdreht sich der Riegel 5.1.2 so, dass er nicht mehr durch die Durchgriffsöffnung 5.6 aus dem Hohlraum 5.5 entweichen kann und sich der hakenförmige Abschnitt 5.1.1 in den senkrecht zur Kupplungsachse 5.3 erstreckten Abschnitt 5.6.2 begibt. Dort stößt der hakenförmige Abschnitt 5.1.1 an den Drehbegrenzungsanschlag 5.4, was ein weiteres Verdrehen der Kupplungsschnittstellen 5.1 und 5.2 in diese Richtung verhindert. Dies ermöglicht ein schnelles aber dennoch sicheres Kuppeln zweier Teile des Fahrzeugs. Zum Entkuppeln wird der oben beschriebene Vorgang einfach umgekehrt durchgeführt. Zusätzlich ist im übrigen an der Kupplung 5 bevorzugt eine ein ungewolltes Entkuppeln verhindernde Rasteinrichtung (nicht extra dargestellt) vorgesehen. Besonders bevorzugt ist diese Rasteinrichtung dabei an der zweiten Kupplungsschnittstelle 5.2 angeordnet und wirkt durch eine Öffnung (diese ist gut in 7 zu erkennen) mit der ersten Kupplungsschnitte 5.1 verrastend zusammen.
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Das oben beschriebene Vorgehen ist im Wesentlichen stets gleich, egal wie viele Räder der Fahrzeugabschnitt 8 letztlich aufweist. Weist der Fahrzeugabschnitt 8 aber mindestens ein Rad auf, so können nach dem Kuppeln von Fahrzeugrahmenteil 1 und Fahrzeugabschnitt 8 weiterhin die Haken 9.1.1 und 9.2.1 der Bremsleitungskupplungseinheiten 9.1 und 9.2 miteinander in Eingriff gebracht werden. Ist dies geschehen, kann zum Bremsen eines Hinterrads 7 des Fahrzeugs an der Lenkstange 2 die oben genannte Betätigungseinheit betätigt werden. Diese löst einen Zug auf den Bowdenzug der Bremsleitungskupplungseinheit 9.1 aus. Der Bowdenzug bewirkt hierdurch eine Rotation des (rotations)beweglich an der erste Kupplungsschnittstelle 5.1 angebrachten Hakens 9.1.1, was wiederum einen Zug auf den mit ihm in Eingriff gebrachten Haken 9.2.1 der Bremsleitungskupplungseinheit 9.2 bewirkt. Der Zug am Haken 9.2.1 überträgt sich auf den Bowdenzug der Bremsleitungskupplungseinheit 9.2 und betätigt so letztendlich die Bremse am Hinterrad 7.
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Werden die Fahrzeugteile wieder entkuppelt, werden die Haken 9.1.1 und 9.2.1 bei der dabei durchgeführten Bewegung automatisch außer Eingriff gebracht. So wird außer dem Fahrzeuggestell auch gleich die Bremsmechanik separiert, was dem Benutzer des Fahrzeugs einige Mühen erspart.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugrahmenteil
- 1.1
- Steuerrohr
- 2
- Lenkstange
- 2.1
- Stange
- 2.2
- Lenker
- 3
- Radträger
- 4
- Rad
- 4.1
- Achse des Rades
- 4.2
- Radnabenmotor
- 5
- Kupplung
- 5.1
- erste Kupplungsschnittstelle
- 5.1.1
- hakenförmiger Abschnitt
- 5.1.2
- Riegel
- 5.2
- zweite Kupplungsschnittstelle
- 5.3
- Kupplungsachse
- 5.4
- Drehbegrenzungsanschlag
- 5.5
- Hohlraum
- 5.6
- Durchgriffsöffnung
- 5.6.1
- parallel erstreckter Abschnitt
- 5.6.2
- senkrecht erstreckter Abschnitt
- 6
- Standfläche
- 6.1
- Flächenabschnitt
- 7
- Hinterrad
- 8
- Fahrzeugabschnitt
- 9
- Bremsleitungskupplung
- 9.1
- Bremsleitungskupplungseinheit
- 9.2
- Bremsleitungskupplungseinheit
- 9.1.1
- Haken
- 9.2.1
- Haken
- 10
- Speicherelement
