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Die Erfindung betrifft ein DuoFront-3-Rad mit Neigetechnikausstattung. Derartige DuoFront 3-Rad-Fahrzeuge sind seit Jahrzehnten bekannt, das erste Muster dieser Fahrzeuggattung, ein Motorrad mit sogenannter Paralellogramm-Vorderachse erfand der Deutsche Wolfgang Trautwein in den 1950er Jahren des 20sten Jahrhunderts.
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2-raedrige Fahrzeuge mit hintereinander angeordneten Raedern sind bekanntlich instabil, haben aber gegenueber den stabilen, 3-oder 4 raedrigen Fahrzeugen den Vorteil, dass man sich mit ihnen ‚in die Kurve legen kann‘. Infolge der sich daraus ergebenden Schwepunktverlagerung ‚nach unten‘ lassen sich mit derartigen Zweiraedern daher Kurven wesentlich schneller durchfahren als mit den ueblichen 4-Rad-Vehikeln, bei denen die Raeder parallel zueinander stehen. Mit 2 Rad-Fahrzeugen lassen sich zudem rasche, gegensinnige Wechsel der Fahrtrichtung schneller absolvieren - sie sind einfach generell kurventauglicher, agiler. Das Neigen des 2-Rades in den Kurven spricht zudem den hoch entwickelten Gleichgewichtssinn des Menschen an - einem Spezialisten auf diesem Fach. Das erfolgreiche Kontrollieren dieses Balanceaktes resultiert dann schliesslich auch noch in einem Sinneseindruck, den man Fahrspass nennt.
Allerdings sind Zweiraeder infolge ihrer Instabilitaet auch wesentlich gefaehrlicher als ihre stabileren, aber eben auch langweiligeren 3-und 4 raedrigen Brueder. Um diesen Nachteil der Zweiraeder, also mangelnde Sicherheit infolge der geringen Bodenhaftung, zu eliminieren, ohne ihren Vorteil, ‚das Wiegen durch die Kurven‘ zu verlieren, erfand Wolfgang Trautwein Mitte der 50ger Jahre eine Mischform aus instabilem 2-Rad und dem eigentlich stabilen 3-Rad - ein sogenanntes ‚DuoFront-3-Rad mit Parallelogramm-Vorderachse‘. Die doppelt vorhandenen Vorderraeder dieses Fahrzeugs waren so ueber einen komplexen Parallelogramm-Hebelmechanismus verbunden, dass sie sich ‚in Kurven neigen konnten‘ - obwohl das Gefaehrt seiner Grundkonzeption nach - ohne Abstriche - ein stabiles 3-Rad blieb. Das Vehikel vereinte also die Agilitaet eines 2-Rades/ sprich Motorrades mit der Bodenhaftung und dem Sicherheitsniveau eines stabilen Dreirads - das war geradezu eine Revolution. Allerdings war sein Loesungsansatz, die Parallelogramm-Vorderachse, mechanisch relativ komplex und aufwendig in der Herstellung.
Seit Wolfgang Trautweins Erfindung gab es eine Reihe von weiteren Veroeffentlichungen zum Thema, sprich von Konkurrenzprodukten mit gleicher Zielsetzung aber anders konzipierter Mechanik - aber aus keinem dieser Anlaeufe resultierte eine mechanisch einfachere Neigetechnikloesung - im Gegenteil, sie waren alle noch komplexer!
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Zu nennen waere hierbei unter anderem eine Studie von Daimler fuer ein Fahrzeug in Tandem-Layout aus dem Jahr 1997 namens ‚F 300 LifeJet‘ (mit einer sogenannten ‚aktiven Wanksteuerung‘, exekutiert per Hydraulikzylinder), zudem ein Vorschlag von Toyota aus dem Jahr 2013 namens ‚i-Road‘ (mit einer Technologie namens ‚active lean‘, bei der - per zusaetzlichem elektrischem Stellmotor (also neben dem E-Antriebsmotor) - die beiden Vorderraeder automatisch in zueinander entgegengesetzter Richtung bewegt werden) oder auch ein ziemlich aufwendig gestaltetes (und daher teures), 3-raedriges E-Lastenrad mit Neigetechnik namens Mk1-E der daenischen Firma ‚Butchers & Bicycles‘ aus dem Jahr 2014.
Doch obwohl die Stabilitaets-Vorteile, die alle diese Konstruktionen ihren Nutzern (im Vergleich zu 2-raedrigen Konstruktionen) verschaffen, wie bereits erwaehnt geradezu ueberwaeltigend sind, hat sich diese Technik am Markt bis heute nicht durchsetzen koennen. In Grossstaedten wie z.B. Paris bekommt man zwar heute den erfolgreichsten Vertreter der Gattung, einen Motor-Roller von Piaggio namens ‚MP 3‘ mit Parallelogrammm-Mechanik schon recht haeufig zu Gesicht. Aber eigentlich muesste es von diesen Neigetechnikmodellen schon laengst noch viel mehr geben - sind die Vorteile, die diese DuoFront-Fahrzeuggattung ihren Nutzern bieten doch oft geradezu ueberlebensentscheidend.
Dass dem nicht so ist, ist vor allem einem Umstand geschuldet: Die Mechanik z.B. einer Parallelogramm-Vorderachse - sowie all der anderen konkurrierenden, oben genannten Versionen - ist hochkomplex. Es ist eine Vielzahl von Bauteilen noetig, um derartige Hochtechnologie-Konstrukte zu realisieren - was Fahrzeuge, die ueber diese Technik verfuegen, sehr teuer macht. Sie gehoeren deshalb heute eher zu eine Art von hochpreisigen Exoten ihres jeweiligen Marktsegments. Das ist sehr schade, denn tatsaechlich koennten bei breitflaechigem Einsatz dieser Technologie viele der heute leider immer noch haeufig stattfindenden Stuerze mit 2-Raedern vermieden werden. Insbesondere die Fahrer konventioneller Fahrraeder werden z.B. beim Ueberqueren von in Strassen eingelassenen Strassenbahn-Schienen haeufig Opfer der ‚Tuecke des Objekts‘ (ihres mangelhaften Produkts), des instabilen 2-Rades. Aber auch Motorroller - und Motorradnutzer verlieren bei nasser oder gar glatter Fahrbahn leicht die Kontrolle ueber ihr 2-Rad-Gefaehrt und verungluecken dann - oft mit gravierenden Folgen. Mit einem ‚dritten Rad‘ a la ‚Duofront Vehikel mit Neigefaehigkeit‘ koennten also viele schlimme Schicksale vermieden werden - wenn doch derartige Fahrzeuge nur nicht so technisch komplex und daher teuer in der Anschaffung waeren!
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Aufgabe muss es daher sein, die als vorteilhaft erkannte Neigetechnik eines DuoFront-3-Rad-Fahrzeugs mithilfe einer technisch sehr viel einfacher gehaltenen Mechanik zu realisieren, als sie die momentan am Markt verfuegbaren Produkte bieten, um so die Herstellungskosten und den Verkaufspreis derartiger Fahrzeuge massiv senken zu koennen - und ihnen auf diese Weise schliesslich den Zugang zum Massenmarkt zu eroeffnen, der heute ausschliesslich von den bekannten, profanen, ‚2-Raedern in konventioneller Auslegung‘ dominiert wird.
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Diese Aufgabe wird geloest durch das neuartige Duo-Front-3-Rad gemaess den erfinderischen Anspruechen 1 bis 11.
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Dabei wird die Neigefaehigkeit, also das Wanken des erfinderische Duo-Front-3-Rads in Kurven, neuerdings dadurch erreicht, dass die beiden in ungelenkter, starrer Ausfuehrung vorliegenden Vorderraeder auf beweglichen Monoschwingen am Fahrzeug gelagert sind - welche sich aber nur gegensinnig bewegen koennen, weil sie mechanisch ueber ein Kegelrad-Wendegetriebe miteinander gekoppelt sind. Das Mass der gegensinnigen Auslenkung, also der Bewegung dieser Monoschwingen gegeneinander - und damit zusammenhaengend die Wank-Intensitaet - wird dabei vom Lenkeinschlag des Lenkerbuegels bestimmt.
Das Wanken der Vorderraeder des erfinderischen Duofront-3-Rads - nach links oder rechts - um dieses Fahrzeug damit ‚durch die Kurven zu wiegen‘ haette dabei alleine, also fuer sich genommen, aber natuerlich noch keinerlei Richtungsaenderung des Fahrzeugs zur Folge. Diese laesst sich bekanntlich nur per Radeinschlag herbeifuehren. Mit dieser Aufgabe wird dann das Hinterrad betraut, das dafuer - ebenfalls per Kegelradwendegetriebe - mit dem Lenkerbuegel gekoppelt ist.
Ein Einschlag des Lenkerbuegels zieht beim neuheitlichen Duo-Front-3-Rad somit grundsaetzlich immer eine Doppel-Reaktion nach sich, gemaess einer fuer Neigetechnik-Fahrzeuge typischen und auch erforderlichen Charakteristik: Er bestimmt einerseits den Grad der Auslenkung des Hinterrades (Lenkfunktion) und andererseits die Neigung des Fahrzeuges mithilfe der gegensinnigen Auslenkung der Monoschwingen, inklusive der dort angeschlagenen Vorderraeder (Wankfunktion).
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Mechanische Ausgestaltung der Erfindung in Bezug auf das Wanken Eine senkrecht stehende Lenksaeule laeuft an ihrem unteren Ende im senkrecht fluchtenden, antreibenden Kegelrad-Ritzel eines Kegelradwendegetriebes aus. Dieses Kegelrad-Ritzel in senkrechter Achsausrichtung uebertraegt seine Kraftbeaufschlagung dann auf die beiden anderen angelagerten, waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraeder. Diese rotieren daraufhin gegensinnig, eben Wendegetriebetypisch, da sie auf einer Achse in gegenueberliegender Position vorliegen. Das senkrecht fluchtenden, antreibende Kegelrad-Ritzel verfuegt dabei ueber einen relativ geringen Durchmesser / respektive wenig Zaehne, waehrend die waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraeder, die sich gegensinnig bewegen, einen groesseren Durchmesser aufweisen, sprich, wesentlich mehr Zahne haben. Tatsaechlich besteht bei einer derartigen Konstellation dann noch nicht einmal die Notwendigkeit, die waagerecht fluchtenden Kegelraeder in komplettem Umfang auszufuehren. Funktionsfaehig ist dieses Systen sogar dann, wenn die waagerecht fluchtenden Kegelraeder lediglich in Form von bezahnten Kreissegmenten ausgebildet sind. Die man daher als Tellersegment-Kegelraeder bezeichnen kann. Denn die Uebertragung der Lenkerbuegelkraefte in Wank - sprich Neigungsintensitaet geschieht - wegen der unterschiedlichen Zahnzahl von senkrecht fluchtendem Kegelradritzel zu den waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraedern - ja als Krafttransmission mit Untersetzung - d.h, aus einem relativ grossen Lenkerbuegelausschlag resultiert dabei unten, an den in waagerechter Position anliegenden, gegensinnig rotierenden, tellerfoermigen Kegelraedern nur ein relativ geringer ‚Weg‘. Mit dieser Konstellation kann ein Fahrzeugnutzer am Lenkerbuegel daher einerseits leicht die erforderlichen mechanischen Kraefte aufbringen, die ihm das System Neigungsmechanik beim Betrieb des neuheitlichen Duo-Front-3-Rads abverlangt. Andererseits wird - wie erwaehnt - der groesste Teil des Zahnumfangs der beiden waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraeder in nie in Anspruch genommen - Tellersegment-Kegelraeder statt kompletter Kegelraeder sind in diesem Bereich daher voellig ausreichend. Mag die Auslenkung der - an diesen Tellersegment-Kegelraedern ja angeschlagenen Monoschwingen auch relativ klein sein - ueber den Hebel, also die Laenge dieser Monoschwingen, ergibt sich schliesslich dennoch ein enormer Neigungseffekt des neuheitlichen Fahrzeuges.
Leicht nachvollziehen laesst sich die Funktionsweise der Neigetechnikmechanik z.B.anhand des Bewegungsverlaufs, der beim Ausfuehren einer Linkskurve stattfindet: Das Einschlagen des Lenkerbuegels nach links, um eine Linkskurve zu fahren, verursacht unten an der Lenkersaeule, beim dort angelagerten, senkrecht fluchtenden Kegelrad-Ritzel natuerlich ebenfalls dessen Linksdrehung. Bei den beiden korrespondierenden, waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraedern ergibt sich dadurch dann folgende Reaktion. Das linke Kegelrad (oder Tellersegment-Kegelrad) wird dadurch in Rueckwaertsrotation und gleichzeitig das rechte in Vorwaertsrotation versetzt, was die linke Monoschwinge zu einer Bewegung nach oben zwingt, waehrend die rechte Monoschwinge nach unten ausschlaegt. Die Folge: Das Fahrzeug neigt sich aufgrund dieser Mechaniksituation ‚nach links in die Kurve‘ - wie bei einer Linkskurve ja vorteilhaft und gewuenscht.
Mithilfe des Kegelradwendegetriebes laesst sich somit die Implementierung der Wankfaehigkeit ins efindungsgemaesse Duo-Front-3-Rad in mechanisch geradezu ideal einfacher Weise abdecken. Des Weiteren laesst es sich zudem auch noch besonders vorteilhaft fuer die Aufgabe der Fahrzeuglenkung verwenden.
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Mechanische Ausgestaltung der Erfindung in Bezug auf die Lenkung:
- Auch bei der Erfuellung der Erfordernisse im Hinblick auf die Fahrzeuglenkung bietet sich idealerweise der Zugriff auf das ja ohnehin bereits vorhandene Kegelradwendegetriebe an. Da die waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraeder (Segmente), angetrieben vom senkrecht fluchtenden Lenksaeulen-Kegelrad-Ritzel, ja bei jeder Kurvenfahrt unweigerlich in Vorwaerts oder-Rueckwaerts-Rotation geraten, liegt es nahe, diese Bewegung - die ja mit etwas Abstand zur Kegelrad-(Segment) Achse als nahezu lineare Schub - oder Zugkraft auftritt - mechanisch abzunehmen und als Lenkkraft ans Hinterrad zu uebertragen.
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Typisch fuer eine Hinterradlenkung ist ja generell, dass das Hinterrad immer entgegen der gewuenschten Fahrtrichtung ausgestellt werden muss. Will man z.B. eine Linkskurve fahren, muss als Reaktion auf das Einschlagen des Lenkerbuegels nach links dann das Ausstellen des Hinterrades zur rechten Seite hin erfolgen.
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Ein ganz ausserordentlich vorteilhafter Begleiteffekt des Kegelradwendegetriebes im Hinblick auf dessen Einsatz fuer Lenkzwecke ergibt sich nun aus der Tatsache, dass die waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraeder (Segmente) die Krafteinleitung durch das senkrecht fluchtende Lenksaeulen-Kegelrad-Ritzel im oberen Bereich - also oberhalb ihrer Drehachse erhalten - und sie diese dadurch zwangslaeufug ja im unteren Bereich - also unterhalb der Dreh-achse, in form eines gegenlaeufigen Kraftvektors wieder abgeben. Man koennte auch sagen: Es ergibt sich generell immer ein Kraftvektor entgegengesetzter Bewegungsrichtung zum oben vorgenommenen Einschlag des Lenkerbuegels.
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Wird oberhalb der Drehachse eine Kraft nach vorne, in Fahrtrichtung eingespeist, laesst sich unterhalb der Drehachse eine Kraft die ‚nach hinten‘ wirkt, also gegen die Fahrtrichtung, abnehmen. Und diese Situation laesst sich wunderbar nutzen, um die Ueberkreuz-Uebertragung der Lenkkraefte, wie sie ja bei einem Hinterrad-Lenkung eigentlich unumgaenglich ist, zu umgehen. Sie wird ueberfliessig, laesst sich komplett vermeiden!
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Wird beispielsweise der Lenkerbuegel oben nach rechts eingeschlagen (um eine Rechtskurve zu fahren, wofuer ja das Hinterrad nach links ausgestellt werden muss) wird dann ja zunaechst einmal das waagrecht fluchtende, tellerfoermige Kegelrad z.B. auf der rechten Seite in Rotation ‚nach hinten‘ versetzt (wenn man seinen oberen Bereich betrachtet). Infolge dessen ergibt sich an der gegenueberliegenden, der unteren Seite dieses Kegelrades, eine Bewegung nach vorne - die als Zugkraft abgenommen werden kann und auf der gleichen Seite, der rechten, nach hinten, ans Hinterrad uebertragen werden kann. Denn um das Hinterrad nach links auszustellen muss eine Zugkraft auf dessen - in Fahrtrichtung - rechte hintere Haelfte ausgeuebt werden.
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Zur Uebertragung dieser Lenkkraft stehen dann prinzipiell natuerlich eine ganze Reihe von unterschiedlichen technischen Loesungen zur Verfuegung. Zu nennen waeren hier unter anderem der verrohrte Seilzug und die Schubstange. Die vorteilhafteste Ausstattung ist dabei der verrohrte Seilzug. Er laesst sich flexibel an jedem Chassis / entlang der Rahmenrohre fuehren und beansprucht daher so gut wie keinen Raum. Allerdings muessen bei einer Seilzug-Lenkung des Hinterrades immer zwei Straenge verlegt werden, da diese Einrichtung ja immer nur ‚auf Zug‘ funktioniert. Der Seilzug ist so gesehen zwar flexibel und komfortabel - aber auch aufwendig.
Einfacher laesst sich die Loesung Schubstange realisieren - denn sie ist mit einem konkurrenzlos geringen Bauteilaufwand verbunden, ‚quasi nur mit einem einzigen Bauteil‘, da sie sowohl Zug als auch Druckkraefte uebertragen kann. Dadurch repraesentiert sie die simpelste Loesung - beansprucht aber eben grundsaetzlich mehr Raum als eine Installation auf Basis eines verrohrten Seilzugs
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Mechanische Ausgestaltung der Erfindung in Bezug auf die Hinterrad-Lagerung
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Auch fuer die Lagerung des Hinterrades bieten sich ja verschiedene Moeglichkeiten an. Sowohl eine Gabellagerung mit leichtem Nachlauf als auch eine so genannte Achsschenkellagerung (also ein an einer starren Achse angeschlagenes, einzelnes schwenkbares Rad) sind einsetzbar. Die Gabellagerung des Hinterrades hat dabei den Vorteil, dass sie mit minimalem Teileaufwand verbunden ist und schmaler baut als die Achsschenkellagerung. Das macht sie ganz klar zum Favoriten, sprich, der zu bevorzugenden Bauausfuehrung. Eine Achsschenkellagerung des Hinterrades wird jedoch dann unumgaeglich, wenn als Antriebsvariante ein konventioneller Kettenantrieb ‚per pedes‘ vorgesehen ist. Denn die Uebertragung der Antriebskraft per Kette auf die Hinterradachse laesst sich auf Basis der Achschenkellagerung leicht zufuehren, waehrend dies bei einer Gabellagerung ein Ding der Unmoeglichkeit waere. Eine Achsschenkel-agerung baut dann zwar etwas breiter als die genannte Alternative Gabellagerung des Hinterrades, was jedoch unerheblich ist, da die maximale Fahrzeugbreite sowiso von den beiden Vorderraedern definiert wird - und deren Baubreite erreicht die achsschenkelgelagerte Hinterradpartie dann ohnedies nicht. Und da die Lagerung des Hinterrades per Achsschenkel ja wie bereits erwaehnt mit Raumbedarf verbunden ist, laesst sich daraus resultierend dann auch problemlos z.B. auf die simple, aber ebenfalls raumbean - spruchende Schubstangenlenkung zurueckgreifen. Denn eine Schubstange wird - aus Platzgruenden und aus Gruenden der Funktionalitaet - dem Hinterrad natuerlich logischerweise benfalls auf der Seite zugefuehrt, auf der die Achsschenkellagerung verortet ist.
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Dadurch bleibt dann die andere, gegenueberliegende Seite funktionsseitig komplett frei. Daraus ergibt sich dann der besondere Vorteil der Erfindung, dass im Falle einer Radpanne eine Hinterradabnahme / Reifenwechsel besonders einfach moeglich wird.
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Besonderer Vorteil: Neigefaehigkeit erstmals auf Basis einer voellig simplen Mechanik
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaese Duofront-3 Rades ist, dass es seine Neigefaehigkeit neuerdings auf Basis einer enorm einfachen Mechanikloesung erreicht. Die Lagerung der beiden Vorderraeder auf 2 unabhaengigen Monoschwingen, die so gekoppelt sind, dass sie sich nur gegensinnig bewegen koennen, stellt unter konstruktiven Gesichtspunkten die puristischste Minimalloesung dieser Aufgabe dar - eine simplere Loesung ist nicht mehr vorstellbar. Bei allen derzeit bekannten DuoFront-3-Rad-Mustern ist hingegen der mechanische Aufwand, der getrieben werden muss, um die gewuenschte Neigefaehigkeit zu gewaehrleisten, wie bereits geschildert geradezu immens. Und egal wie die mechanischen Exzesse dabei auch immer genannt werden, die die heute am Markt verfuegbaren Produkte praegen, ob Parallelogramm-Vorderachse (mit hydraulischer Feststelleinrichtung), Wanktechnik auf Basis eines Hydraulikzylinders oder ‚Zusatz-Elektro-Stellmotor‘ (neben dem eigentlichen Antriebsaggregat) usw. - all das ist nur Ausdruck fuer im Grunde genommen unvertretbaren, geradezu ueberbordenden technischen Aufwand. Das erfindungsgemaesse Duofront-3-Rad mit seinen ungelenkten Vorderraedern, die - an sich gegesinnig bewegenden - Monoschwingen angeschlagen sind, braucht all diesen Aufwand nicht. Es ist in mechanischer Hinsicht ein regelrechter Ausbund an Einfachkeit. Die beteiligten Bauteile kann man quasi ‚an einer Hand abzaehlen‘. Es bedarf tatsaechlich nicht viel mehr als der beiden Monoschwingen, bestueckt mit je einem starren ungelenkten Vorderrad, und des sie verbindenden, profanen Kegelradwendegetriebes. Zusatzlich ist ausserdem auch noch eine Federeinrichtung sinnvoll. Diese ist deshalb vorteilhaft, weil sie den - bei allen Neigetechnikfahrzeugen auftretenden - Verlust an Lageenergie, der mit einer Kurvenneigung einhergeht, auffangen und beim Wiederaufrichten unterstuetzend ins System zurueckspeisen kann. Ist eine derartige Einrichtung nicht vorhanden, muss diese Wiederaufrichtkraft zwangslaeufig vollstaendig in Form von Muskelkraft erbracht werden, mit der dabei der Lenkerbuegel zu beaufschlagen ist.
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Auch der Hinterradbereich des erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rades glaenzt durch Uebersichtlichkeit. Als Antrieb ist dort vorteilhafterweise ein unauffaelliger Radnaben-E-motor verbaut - und die Lenkung des Hinterrads wird ja ueber die bereits erwaehnte simple Loesung Schubstange (oder Seilzug) realisiert. Fuer das erfindungsgemaese Duofront-3-Rad ergeben sich in Folge dieser, seiner geradezu spartanischen, mechanischen Einfachheit eine Fuelle von Vorteilen. Die im Vergleich zu Konkurrenzmustern geringeTeilezahl wirkt sich natuerlich sofort sehr positiv auf das Fahrzeuggewicht aus. Aufgrund der minimalen Teilezahl laesst sich jetzt das Vehikel ‚Duofront-3-Rad mit Neigetechnikfaehigkeit‘ erstmals als echtes Leichtbau-Fahrzeug realisieren! Ein Gefaehrt, das einerseits leicht und mechanisch simpel ist wie ein Fahrrad - und eben trotzdem Neigetechnik-Komfort-und Sicherheit bietet. Also ein ‚kompaktes Leichtbau-DuoFront-3-Rad mit Neigefaehigkeit‘. Diese minimale Teilezahl wirkt sich dann natuerlich auch insbesondere auf den Verkaufspreis eines derartigen Vehikels aus. Jedes Bauteil weniger verringert schliesslich den Produktionsaufwand - und kann somit als Preisvorteil an den potentiellen Fahrzeug-Kaeufer weitergegeben werden.
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Besonderer Vorteil: Vorderraeder nur fuer eine einzige Aufgabe zustaendig
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Generell muss das Fahrwerk eines Fahrzeuges bekanntlich 3 Anforderungen erfuellen:
- - Erstens muss es die sichere Strassenlage des Fahrzeugs speziell in Kurven garantieren.
- - Zweitens die Lenkbarkeit des Fahrzeuges ermoeglichen - und
- - Drittens die Kraft eines Antriebs als Traktion auf die Strasse uebertragen.
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Natuerlich gibt es Grundsaetzlich viele verschiedene Moeglichkeiten, diese Aufgaben auf die Vorder-und Hinterraeder eines DuoFront-3-Rades zu verteilen. Man ist ja frei sowohl in der Verortung der Fahrzeuglenkung (Vorderrad-oder Hinterrad-Lenkung) und natuerlich auch in der Positionierung des Antriebs (Vorderrad-oder Hinterrad Antrieb). Obligatorisch beim erfinderischen Duo-Front-3-Rad ist letztlich daher lediglich die Integration der Neigetechnikmechanik im ‚Vorderachsbereich‘, also den beiden Vorderraedern. Ein wesentlicher Vorteil des erfinderischen DuoFront-3-Rads gemaess den Anspruechen 1 bis 11 ist nun, dass dessen beiden Vorderraeder zwar die Gewaehrleistung dieser einen, zwangslaeufig zu erfuellenden Aufgabe - der Neigetechnikfunktion - uebernehmen muessen, ansonsten aber von allen weiteren Funktionen freigestellt werden. Die Belange der Fahrzeuglenkung und der Traktion werden an das Hinterrad delegiert. Ein Duofront-3-Rad, dessen Vorderraeder lediglich mit dieser einen einzigen Aufgabe - der Neigetechnik - betraut werden, repraesentiert damit eine vollkommen neue Neigetechnik-3-Rad-Auslegungsvariante. Die unvergleichlich simple mechanischen Grundkonzeption dieser Variante geraet dabei geradezu zu einem Markenzeichen. Denn alle anderen bekannten/am Markt verfuegbaren DuoFront-3Rad-Konkurrenzmuster leiden grundsaetzlich unter der Komplexitaet ihrer Vorderachssituation, wo die beiden Vorderraeder immer mit mindestens 2 Aufgaben belastet werden (bei einer Parallelogramm-Vorderachse á la Piaggio MP 3 sind z.B. Lenkung und Neigefunktion vorne verortet, auch die F-300 Lifejet-Studie von Mercedes belastet die Vorderachse doppelt, mit Lenkung sowie Wankfunktion, dieselbe aufwendige Mechanikloesung findet auch Verwendung am Duofront-Lastenrad von ‚Butchers & Bicycles‘ - und beim Muster namens ‚iRoad‘ von Toyota sind es schliesslich die beiden Aufgabenbereiche Neigetechnik sowie Antrieb (2 Radnabenmotorenan den Vorderraedern), die vorne konzentriert sind.
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Besonderer Vorteil: hohe Wendigkeit dank Hinterradlenkung
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Die Verortung der Lenkung des neuheitlichen DuoFront-3-Rades am Hinterrad bringt gleich mehrere Vorteile mit sich:
- Neben der schon erwaehnten wesentlichen Reduzierung der mechanischen Komplexitaet an der Vorderachse ist eine Hinterradlenkung bekanntlich Garant fuer eine hohe Wendigkeit (Diese Aussage gilt dabei im Allgemeinen - und fuer DuoFront-3-Raeder im Besonderen). Mit Gabelstaplern als ‚den klassischen-3-Rad-Vehikeln‘ mit Hinterradlenkung lassen sich z.B. geradezu beispielhaft enge Kurvenradien fahren - ‚sie drehen quasi auf dem Punkt‘. Da man das Hinterrad des erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rades als besonderen Vorteil zudem mit einem etwas kleinerem Durchmesser ausfuehren kann als dessen Vorderraeder (denn die sind ja primaer dafuer verantwortlich, Bodenunebenheiten zu meistern - eine Aufgabe, die sich mit groesserem Raddurchmesser einfach beser bewaeltigen laesst) ergibt sich so gesehen vorteilhafterweise sogar noch ein zusaetzlich erweiterter Spielraum fuer hohe Einschlagwinkel.
- Dieser Vorteil ergibt sich dabei unabhaengig von der letzlich gewahlten Hinterrad-Aufhaengungsversion, d.h. gilt sowohl im Hinblick auf eine Gabellagerung mit leichtem Nachlauf, ist zudem aber ebenso beim Einsatz einer Achsschenkellagerung gueltig.
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Besonderer Vorteil: Federeinrichtung zur Kompensation des Lageenergieverlusts beim Wanken
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Das erfindungsgemaesse DuoFront-3-Rad ist vorteilhafterweise mit einer Federeinrichtung ausgestattet, die den Verlust an Lageenergie, der mit einer Kurvenneigung einhergeht, auffaengt und beim Wiederaufrichten unterstuetzend ins System zurueckspeist. Dabei wird die mechanische Bewegung der Monoschwingen dazu benutzt, bei Fahrzeugneigungen (also waehrend einer Kurvenfahrt) eine Federeinrichtung zu komprimieren. Diese Federeinrichtung ist vorteilhafterweise vornehmlich in Form einer Spiralfeder oder Schenkelfeder ausgefuehrt. Hebt sich also - z.B. bei der Einleitung einer Rechtskurve - die rechte Monoschwinge an, (was dann ja zur Neigung des Gefaehrts nach Rechts fuehrt) wird durch diese ihre Bewegung die mit ihr korrespondierende (z.B.) Spiralfeder komprimiert. Nach dem Absolvieren der Kurvenfahrt - also bei dem sich daran anschliessenden Ausleiten /sprich dem Wiederaufrichten des Fahrzeugs fuer die Geradeausfahrt - gibt diese Spiralfeder ihre mechanisch gespeicherte Energie dann wieder ab. Dabei entspricht die zurueckgespeiste Federkraft weitestgehend dem Energie-Betrag, der fuer den Aufrichtvorgang erforderlich ist (→ der zum Erreichen der ‚Hoeheren Lage‘ = Zufuhr von Energie notwendig ist). Eine derartige Spiralfeder ist dabei dann an jeder der beiden Monoschwingen angeschlagen. Um ihre Funktion zu erfuellen, sind diese Spiralfedern dabei zwischen der jeweiligen Monoschwinge (links oder rechts) und je einem Schemel (links und rechts) fixiert .Diese beiden Schemel sind, zur stabilen Aufnahme dieser Federkraft dazu fest mit dem Korpus des Fahrzeugs verbunden. Bei Montage des Systems kann diese Spiralfeder dabei dann vorteilhafterweise in komplett entspanntem Zustand zwischen Schemel und Monoschwinge eingesetzt werden. Dazu lenkt man eine der die betreffenden Monoschwingen (z.B. die rechte) zunaechst einmal maximal nach unten aus, um der mit ihr zusammenarbeitenden Feder - beim Einsetzen in ihre Position - moeglichst viel Raum zu bieten. Bereits eine Rueckkehr der voll ausgelenkten rechten Monoschwinge in ihre Neutralposition geht dann mit einer Komprimierung der Spiralfeder einher - entspricht also ihrer Vorspannung. Bei der linken Monoschwinge gilt natuerlich derselbe Sachverhalt. D.h. bei beiden Monoschwingen liegen die Spiralfedern dann, wenn sich das Fahrzeug in Neutralposition befindet (also bei dessen waagerechter Ausrichtung / wenn es weder nach rechts oder nach links geneigt ist) dann bereits vorgespannt vor. Selbstverstaendlich koennen neben Spiralfedern (oder der oben bereits erweahnten Schenkelfedern) auch andere Federtypen als Basis fuer die beschriebene, erfindungsgemaesse Federeinrichtung herangezogen werden. Fuer die Aufgabe tauglich sind vornehmlich auch noch Blattfedern, Tellerfedern, Gasdruckfedern, Torsionsstaebe oder sonstige Federelemente vergleichbarer Funktion.
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Besonderer Vorteil: verschiedene Antriebskonzeptionen moeglich
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Den Antrieb des erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rades uebernimmt vorteilhafterweise ein ins Hinterrad integrierter Radnabenmotor, der mit Energie aus einem Stromspeicher (Akku) versorgt wird. Und da das neuheitliche DuoFront-3-Rad mit seinem - auf 2 gekoppelten Monoschwingen basierenden - Neigetechniksystem nun ja vorteilhafterweise mechanisch unuebertrefflich simpel aufgebaut ist und es - wie bereits erwaehnt - ja sogar als ‚Leichtbau-DuoFront-3-Rad mit Neigefaehigkeit‘ erstellbar ist (also einem Konstrukt mit geradezu rennradaehnlichem Charakter), hat der Radnaben-E-Motor im Hinterrad dieses Gefaehrts nun ‚ein leichtes Spiel‘ - d.h. er kann dieses reine E-Mobil mit einer Akkuladung jetzt ueber bisher nicht fuer moeglich gehaltene Distanzen hinweg bewegen.
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Eine weitere Antriebsoption ergibt sich vorteilhafterweise quasi automatisch. Denn immer dann, wenn der Mensch als Pilot eines deratigen Leichtbau-Vehikels mit E-Antrieb in Erscheinung tritt, liegt natuerlich zudem die Ueberlegung nicht fern, seine motorisch ueberragende Ausdauer-Leistungsfaehigkeit mit in den ‚Dienst der Sache‘ zu stellen und ihn per Pedes zur zusaetzlichen Reichweitensteigerung heranzuziehen. Als besonderer Vorteil eines derartigen, muskelkraftunterstuetzten DuoFront-3-Rads mit Neigetechnikfaehigkeit ergibt sich dabei neuerdings die Moeglichkeit, auf eine mechanische Transmission (z.B. in Form einer Kette, Zahnriemens oder Kardanwelle zum Hinterrad) komplett zu verzichten und die verfuegbare Pedalkraft nur zum Nachladen des Akkus zu verwenden. Das heisst, der Mensch als Fahrzeugfuehrer tritt zwar in die Pedale, treibt mit seiner Muskelkraft aber nur einen Generator an (á la Ergometer-Prinzip), der dann die erzeugte elektrische Energie in den ja ohnedies vorhandenen Akku einspeisst. Somit laesst sich - als ein ganz besonders gravierender Vorteil - die Antriebsleistung des erfinderischen DuoFront-3-Rades komplett von der momentaner Muskelkraft-Leistungsfaehigkeit des Fahrers (und ebenso dessen aktueller, mentaler Leistungswilligkeit) entkoppeln - denn die Fahrtgeschwindigkeit des neuheitlichen Fahrzeugs wird alleine ‚nach gusto‘ reguliert, per bekanntem, drehbarem (‚Gas‘-)Drehgriff am Lenkerbuegel.
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Mit dieser Auslegungsvariante laesst sich dann sogar die General-Krux von pedalgetriebenen Fahrzeugen elegant aus der Welt schaffen - naemlich die Problematik, dass dem Pedalisten das Mass seiner Leistungabgabe bisher immer geradezu sklavisch durch die vorhandenen auesseren Bedingungen diktiert wurde - anstatt ihm, dem Herren der Fahrmaschine, die Souveraenitaet ueber seine Energieabgabebereitschaft zuzubilligen. Deshalb war bisher die Fortbewegung ‚per pedes‘ eigentlich immer eine schweißtreibende Angelegenheit. Denn insbesondere bei ansteigender Strasse oder Gegenwind kommt der Pedalritter ja schnell in einen Betriebsmodus, bei dem er sich körperlich geradezu extrem verausgaben muss, um im Sattel zu verbleiben - und nicht absteigen zu müssen.
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Aus physikalischer Sicht betrachtet, muss man als Fahrer bei Fahrzeugen mit Pedalantrieb - z.B. bei einer Bergauffahrt - ausgerechnet in dem Moment die hoechste Leistungsabgabe erbringen, in dem die Kuehlkonditionen ‚der Maschine‘ (Fahrtwindaufkommen fuer den Fahrer) am schlechtesten sind. Bergab wiederum ist der Pedalantrieb dann logischerweise wiederum komplett einzustellen - weil die Fahrtgeschwindigkeit dank der Schwerkraftwirkung rasch so stark zunimmt, dass das tolerable Geschwindugkeits-Limit schnell erreicht ist - und dies ausgerechnet in dem Moment, in dem die Kuehlkonditionen ja eigentlich perfekt waeren, um eine hohe Leistung zu erbringen! Und nicht nur das: das Konstrukt Fahrrad nimmt bergab sogar derart schnell Fahrt auf, dass man nicht umhinkommt, per Reibungs-Bremse Bewegungsenergie zu vernichten, nur um auf der Fahrbahn zu verbleiben! Pedalisten blieb also bis heute quasi gar keine Alternative - sie mussten sich mit dieser paradoxen Situation abfinden!
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Vorteilhafterweise befreit die Erfindung gemaess den Anspruechen 1 - 11 Pedaljuenger jetzt aus diesem Dilemma. Der Fahrer bestimmt seine Fahrtgeschwindigkeit ja neuerdings - dank des nun unabhaengigen Akkubetriebs - alleine per (‚Gas‘-) Drehgriff am Lenkerbuegel. Und da jetzt ja ein Akku Teil des Systems ist, ergibt sich nun zusaetzlich auch noch die Moeglichkeit der Rekuperation von elektrischer Energie im Bergabfahrts - oder Brems-Modus (z.B. beim ‚Ausrollen‘ vor einer Ampel). Da man als Fahrer nun ja die komplette Autonomie ueber die eigene Tret-Intensitaet besitzt (sprich die - per Pedalantrieb des Generators - als Eigenleistung erbrachte Energie-Einspeisungsquote in den Akku beliebig steuern kann) kann man es sich jetzt sogar leisten, bei einer Bergauffahrt z.B. nur noch verhalten, also mit niederer Intensitaet in die Pedale zu treten. Man kann sich also ‚angemessen verhalten‘- sich koerperlich zuruecknehmen, angesichts der geringen Fahrtgeschwindigkeit / den schlechten Kuehlwindkonditionen. Oder man tritt im Bergaufmodus sogar einfach ueberhaupt nicht mehr in die Pedale ! Wozu auch? Denn anschliessend gehts ja wieder bergab - und dann kann man sowiso Energie im Ueberfluss rekuperieren, und zudem - bei schneller Fahrt und ordentlicher Fahrtwindkuehlung - in dieser Phase zudem - bei gusto - auch noch kurzzeitig grosse koerperliche Leistung erbringen um den Akku zusaetzlich mit hoher Tretleistung aufzufuellen - ohne Schweissbad! sprich: ohne sich dabei extrem ueberwinden zu muessen! Und da man beim erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rad ja infolge dieser, seiner 3 Raeder nun ja auch im Stand ueber den Vorteil der ‚eingebauten Stabilitaet‘ verfuegt (und man nicht wie beim Zweirad zur Erreichung einer Stand-Stabilitaet ‚die Fuesse auf dem Boden abstellen muss‘ /weil man ansonsten ja einfach umfallen wuerde), kann der Pilot der Erfindung jetzt - als weiteren, enormen Vorteil - mit seinen ‚selbst im Stand ja frei disponierbaren Fuessen‘ sogar stillstehend, bei 0-Fahrt, per Tretkraft Strom generieren - als saesse er auf einem Ergometer!
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Die Vorteile, die sich daraus fuer den Energiehaushalt im Hinblick auf eine Fahrt mit dem erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rad ergeben, sind offensichtlich. Rollt man z.B. mit der Erfindung an eine rote Ampel heran, wird ja schon beim Ausroll-und Abbremsvorgang Energie rekuperiert und als Guthaben im Akku zwischengespeichert (wie oben bereits erwaehnt). Und die Wartezeit an der Ampel kann man sich neuerdings jetzt sogar zusaetzlich zunutze machen - ‚mittels Tret-Aktion im Stand‘ - und seinen Akku mit Speicherstrom dadurch noch weiter auffuellen - waehrend z.B. der gewoehnliche 2-Radfahrer-‚Nebenmann‘, der ebenfalls vor der roten Ampel warten muss, mit seinen Beinen am Boden steht und zur Untaetigkeit verdammt ist - und deshalb diese Wartezeit vergeuden muss.
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In vielen Laendern sind an Ampeln heute ja zudem sogar Digitalanzeigen installiert, die den Wartenden ihren aktuell einzuplanenden Zeitverlust visualisieren, sprich die Wartezeit ‚Sekundenweise herunterzaehlen‘. Der Fahrer eines erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rades kann in einer solchen Situation dann den Energiegewinn, den er sich z.B. in den 30 Sekunden Ampelwartezeit ‚per Pedal-Tret-Aktion‘ zusaetzlich erarbeitet hat, anschliessend per Elektro-Kickstart, sprich (bei ausreichend Motor-Power) mit qualmenden und quitschenden Reifen sofort ‚auszahlen‘ lassen - den ‚Nebenmann ohne Energieguthaben‘ regelrecht ‚abledern / ihm die Ruecklichter zeigen‘ (E-Motoren haben ja ‚aus dem Stand‘ ein alles ueberragendes Drehmoment / hohe Anzugskraft). Was fuer ein Tri -umph! Und das Ganze, ohne ein schlechtes Gewissen im Hinblick auf den Akku-Energiehaushalt zu haben, denn bei der - per Blitzstart - verbratenen Energie handelte sich ja ueberwiegend um ein kurzfristig zuvor aufgebautes Zusatz-Guthaben - dessen Konsum somit keine gesamtreichweitenverkuerz-ende Konsequenzen nach sich zieht.
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Generell bestuende - trotz der enormen Vorteile des oben geschilderten E- Antriebs mit zusaetzlichem, entkoppeltem Pedalbetrieb - natuerlich dennoch auch die Moeglichkeit, das erfinderische DuoFront-3-Rad ‚traditionell‘, sprich ganz ohne Elektrifizierung - in Form einer reinen Mechanikversion auf Basus eines Kettenantriebs auszufuehren. Also als eine Art ‚Klassik-Edition‘ fuer Puristen und Vergangenheits-Protagonisten. Dabei wird die Tretkraft der Pedale dann aber ja auf ein Hinterrad uebertraegen das als lenkbares und gleichzeitig anzutreibendes Rad vorliegt (vergleichbar z.B. der Situation bei einem Auto mit Vorderradantrieb). Daraus folgt dann zwangslaeufig, dass das Hinterrad mittels Achsschenkellagerung gelagert sein muss. Denn nur mit dieser Ausstattung lassen sich, per integriertem Gleichlaufgelenk - auch homokinetisches Gelenk genannt - dann alle bestehenden mechanischen Anforderungen bewaeltigen.
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Da das Tretlager eines jeden Pedalantriebs (also eines herkömmlichen Fahrrades als auch des erfinderischen DuoFront-3-Rades) aufgrund der physischen Konstellation des Menschen (2-Beiner mit eng beieinanderliegenden Beinen) moeglichst schmal konzipiert sein muss, ergibt sich dabei des weiteren zwingend die Notwendigkeit der Verwendung eines 2-Kettensystems.
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Denn waehrend einerseits das erforderliche schmale Tretlager ja eine Kettenfuehrung eng am Rahmen entlang zum Hinterrad verlangt, macht andererrseits die Hinterradlenkung des neuheitlichen DuoFront-3-Rades mit dem sich dabei ausstellenden, achschenkelgelagerten Hinterrad eine Kettenfuehrung in Distanz zum Hinterrad unabdingbar. Das 2 Kettensystem ist daher dann die logische Konsequenz, um diese beiden Anforderungen unter einen Hut zu bringen. Die erste Kette fuehrt die Antriebskraft eng am Rahmen entlang nach hinten zu einer Zwischenwelle. Diese Welle ueberbrueckt dann die Distanz, die sich infolge des sich ausstellenden Hinterrades ergibt und uebertraegt die Antriebskraft dann per zweiter Kette an die Hinterradwelle weiter. Aus Gruender der guten Zugangs-Erfordernisse zu derartigen Verschleissteilen namens Doppelrollen-Fahrradkette sind die beiden Ketten dabei vorteilhafterweise auf gegenueberliegenden Seiten der Zwischenwelle positioniert. So laesst sich eine jede der beiden Ketten im Faslle eines Defekts rasch und unkompliziert wechseln.
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Eine solche spartanische ‚Basic-Ausfuehrung‘ geht aber natuerlich dann der ganzen, oben aufgefuehrten Komfort-Vorteile verlustig, die ein elektrifiziertes erfinderisches Duo-Front-3-Rad mit entkoppeltem Pedalbetrieb bieten kann. Die einzige Motivation fuer das Auflegen einer solchen - komplett auf die althergebrachte Mechanik reduzierten - Version kann deshalb nur darin begruendet liegen, dass sich damit niedrigere Fertigungskosten erzielen lassen. Da bei einer solchen - sich vornehmlich streng an kommerziellen Gesichtspunkten orientierten - Einfachversion die Kosten fuer Akku, Elektromotor und Steuerteil wegfallen, ist sie in der Herstellung guenstiger - und laesst sich somit mit niedrigerem Preis am Markt positionieren.
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Auch eine Pedelec-Antriebsversion waere fuer das erfindungsgemaesse DuoFront 3-Rad eine denkbare Option - allerdings waere sie nie so komfortabel und leistungsfaehig wie die beschriebene reine E-Antriebs-Version mit entkoppelten Pedalen (also Pedalen ohne Kette, die nur noch zum Laden der Batterie dienen). - aber gleichzeitig garantiert teurer als eine rein auf Mechanik beschraenkte Version.
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Besonderer Vorteil: Einfache mechanische Neigungs-Verriegelung
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Wird das ueber Neigefaehigkeit verfuegende erfindungsgemaesse DuoFront-3-Rad abgestellt, muss eben diese seine Beweglichkeit - sich nach links oder rechts neigen zu koennen - blockiert werden. Ohne diese Blockade wuerde es sich, kaum waere der Fahrer abgestiegen und haette den Lenkerbuegel losgelassen, infolge der Schwerkraftwirkung eben nach links oder rechts neigen - und wuerde dann z.B. mehr Abstellflaeche als notwendig beanspruchen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung macht die Blockade dieser, seiner Neigetechnik-Einrichtung dabei in einer ueberaus einfachen Art und Weise moeglich. Als natuerliche Basis fuer eine solche Verriegelung bietet sich das senkrecht fluchtende Kegelrad-Ritzel an das unten an der Lenksaeule angeschlagen ist. Wird dieses blockiert (vorteilhafterweise dann, wenn sich das neuheitliche DuoFront-3-Rad in seiner waagerechten Neutral-Position befindet), koennen sich auch die anliegenden waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraeder(-Segmente) nicht mehr drehen - und damit verbleiben auch die an sie angeschlagenen Monoschwingen statisch in ihrer momentanen, sprich waagerechten, da unausgelenkten, Position fixiert. Dabei buesst dann auch der Lenkerbuegel, der ja per Lenksaeule unmittelbar mit dem senkrecht fluchtenden Kegelrad-Ritzel zusammenarbeitet, mit ihm ja sozusagen eine konstruktive Einheit bildet, dann seine Links-Rechts-Drehfaehigkeit ein - verharrt somit gleichfalls in seiner Neutralstellung (entsprechend der Geradeausfahrt-Position).
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Mechanisch wird die Blockade des unten an der Lenksaeulen angeschlagenen, senkrecht fluchtenden Kegelrad-Ritzels auf simple Art und Weise erreicht. Notwendig ist nur, dass es an seiner oberen Sirnseite ueber eine Bohrung verfuegt Des weiteren muss die Lenksaeule in einem Huellrohr gefasst sein. Entlang des Huellrohres, das die Lenksaeule aufnimmt, verlaeuft ein zweites, fest mit diesem Lenksaeulen-Huellrohr verbundenes Fuehrungsrohr, in dem sich ein Stab auf und ab bewegen kann. Um unteren Ende dieses Stabes sitzt ein Stift, der exakt in die Bohrung des senkrecht fluchtenden Kegelrad-Ritzels passt. Um das senkrecht fluchtende Kegelrad-Ritzel zu blockieren, muss daher nur mit der einen Hand der Lenkerbuegel so ausgerichtet werden, dass die unten im Lenksaeulen-Kegelrad-Ritzel sichtbare Bohrung genau unter der Huellrohr/-Stab/Stift Einheit zum liegen kommt. Mit der anderen Hand wird dann - nach Herbeifuehrung dieser Situation - der Stab nach unten bewegt und der anhaengende Stift in der Bohrung versenkt. Mit der Platzierung dieses Stiftes in der Bohrung ist dann das gewuenschte Resultat erzielt. Die Wankfaehigkeit des Fahrzeuges ist zuverlaessig unterbunden. Vorteilhafterweise ist der bewegliche Stab dazu mit einem gut greifbaren Hebel ausgestattet, der sich - achsgelagert - nach unten druecken laesst und diese Bewegung dabei auf Stab (samt Stift) uebertraegt. Aus Komfortgruenden laesst sich auch noch eine Feststell-Raste mit in den Stab integrieren, die den bis zum Anschlag nach unten bewegten Stab in dieser Position fixiert. Und zudem auch noch eine Federinstallation mit gegensinnig wirkender Kraft, die den Stab - nach dem Loesen der Raste - wieder nach oben, in seine Ausgangsposition, bugsieren kann.
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Einen separaten Staender, wie er ja z.B. fuer alle 2-Rad-Fahrzeuge notwendig ist, braucht ein derart fixierbares, neuheitliches DuoFront-3-Rad dann vorteilhafterweise nicht mehr. Lediglich eine mechanische Feststellbremse, die das Hinterrad im Stand immobilisiert, ist als notwendige Ausruestung erforderlich, um die Erfindung auch im Bereich von Gefaellestrecken sicher parken zu koennen.
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Besonderer Vorteil: 1 Sitzer sowie 2 - und 3 Sitzer Versionen moeglich - auch mit Kabine
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Das erfindungsgemaesse, mit Neigefaehigkeit ausgestattete DuoFront-3-Rad laesst sich - zur besseren Verkaufsfoerderung - vorteilhafterweise auch in verschiedenen Ausfuehrungsvarianten am Markt platzieren. Zunaechst natuerlich in seiner naheliegendsten und profansten Ausfuehrungsform, als einsitziges Modell, das als zusaetzlichen Vorteil auch noch mit einem Gepaecktrager ausstattbar ist. Dieser laesst sich vornehmlich vor dem Fahrer, am feststehenden Huellrohr der Lenksaeule positionieren - und kann z.B. die Basis zum Fixieren eines Einkaufkorbes oder eines Kindersitzes bieten. Aber auch eine Doppelsitzerausfuehrung - vornehmlich in Tandemanordnung - ist problemlos ausfuehrbar. Unter jedem der 2 Saettel sitzt dann eine ‚Tretpedal - Generator- Einheit‘, so dass dann beide Fahrzeugnutzer zur zusaetzlichen Bereitstellung von Elektroenergie in der bereits beschriebenen, mechanisch komplett vom Hinterradantrieb entkoppelten Form, beitragen koennen. Mit der Tretarbeit von 2 Personen laesst sich dann logischerweise (im Vergleich zum Einsitzer) auch die doppelte Menge (an elektrischer) Energie generieren. Dem doppelten Energiebereitstellungspotential steht dann zwar auch ein (um eine Person erhoehtes) Fahrzeuggewicht gegenueber - aber wirklich wichtig dabeit ist, dass sich der Luftwiederstand kaum aendert ! Er erreicht beim Einsitzer wie beim (Tandem-) Doppelsitzer eine nahezu identische Groessenordnung! Und da der Luftwiederstand bei hoeherer Fahrtgeschwindigkeit bekanntlich den dann alles bestimmenden Energie-Verbrauchsfaktor repraesentiert (Verdoppelt ein Fahr-zeug seine Geschwindigkeit, vergrößert sich sein Luftwiderstand um das Vierfache! → demgegenueber nimmt sich dann z.B. die gewichtsrelevante Rollwiederstandserhoehung vergleichsweise marginal aus) kann die Tandem-Doppelsitzerausfuehrung leicht eine hoehere End - und Durschnittsgeschwindigkeit erreichen, und diese laenger aufrechterhalten, als die Einsitzerversion.
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Natuerlich bietet sich vorteilhafterweise auch noch eine weitere Doppelsitzer - - oder Mehrfachsitzer-Version der Erfindung an, naemlich eine, bei der nur einer der Fahrzeugnutzer ein (Tretarbeit leistender) Akteur ist - und der andere / oder sogar die beiden anderen Nutzer - Passagier sind - die idealerweise fuer den Transport ein Entgelt entrichten. Eine deratige Passagierausfuehrung, man koennte auch sagen, Fahrrad-Taxi-Ausfuehrung muss ihren zahlenden Kunden dann natuerlich komfortable Sitzgelegenheiten bieten. Ein Sitz auf einem Sattel waere inakzeptabel - und Tretarbeit kann einem zahlenden Passagier schon gar nicht zugemutet werden. Denn es ist ueberfluessig zu erwaehnen, dass ein Passagier - der ja schon finanziell, per Fahrpreis - zur Kasse gebeten wird, nicht auch noch koerperlich ‚Tribut zollen‘ moechte. Eine breite, bequeme Sitzbank muss es also sein! Aus Schwepunktgruenden laesst sich eine solche Sitzbank nur vor dem Fahrer, zwischen den beiden Vorderraedern, installieren. Dass diese sich beim Wankprozess direkt neben der Sitzbank heben und senken, ist unerheblich, denn sie kommen nicht mit ihr in Konflikt. Sie sind ja starr und ungelenkt ausgefuehrt und brauchen daher keinen Raum zur Seite hin, da sie sich ja folglich nicht ausstellen muessen. Deshalb kann die Sitzbank fuer bis zu zwei Passagiere auch bis direkt an die sich bewegenden vorderraedertragenden Monoschwingen ausgedehnt werden. Der Zustieg zur Sitzbank durch den / die Passagiere muss dabei von vorne erfolgen. Seitlich sind die Monoschwingen mit Ihrer Vorderradbestueckung im Weg. Bei einer derartigen Version muessten als Federelement dann Schenkelfedern verwendet werden. Fuer Spiralfedern stuende infolge des Fahrgast-Platzbedarfs kein Raum zur Verfuegung. Auch eine Kabineninstallation ist vorteilhafterweise fuer jede dieser eben aufgezaehlten Fahrzeugversionen als logische, komforterhoehende Option problemlos machbar. Eine Leichtgewichtskabine, die lediglich den Regen abhaelt und den Zutritt kalten Fahtwinds verhindert, ist auf Basis von transparentem Folienmaterial und einem duennen Rahmengestaenge mit einem geradezu verschwindend geringen Zusatz-Gewicht erstellbar.
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Moeglich waere vorteilhafterweise auf Basis der Erfindung zusaetzlich auch noch eine auf Fracht spezialisierte, sogenannte Cargo-Version a la Cargo-Rad / Lastenrad. Auch hier waere die Ladeflaeche in einer schwepunktmaessig sinnvollen Weise zwischen den beiden Vorderraedern angebracht. Und auch hier koennte diese Ladeflaeche quasi bis direkt an die beiden sich bewegenden Monoschwingen ausgedehnt werden. Und auch bei einer solchen Lastenversion muessten aus Platzgruendern dann Schenkelfedern als Federelement eingesetzt werden.
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Besonderer Vorteil: komplett neue Verkehrsinfrastruktur ermoeglichend - da sehr schmalbauend - und trotzdem Kurvenstabil - ergo: universell einsetzbar
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Einen ueberraschenden und geradezu enormen Vorteil kann die Erfindung gemaess den Anspruechen 1 - 11 zudem fuer die menschliche Gesellschaft an sich eroeffnen. Denn schmalbauende DuoFront-3-Raeder sind - ebenso wie die nicht ganz so komfortablen, weil labileren 2-Raeder/Fahrraeder - im Vergleich zu den heute den Stadtverkehr dominierenden, 4-raedrigen Karossen die klar stadtvertraeglicheren Vehikel. Tatsaechlich fuehrt das - seit dem Beginn der 4-raedrigen Massenmotorisierung stattfindende - Zuschneiden der Staedte auf diese ueber die Massen gefraessigen ‚Stadtraumbesetzer‘ (Autos) dazu, dass Menschen in ihren eigenen Staedten diskriminiert werden! Dass sie sich in geradezu inakzeptabler, entwuerdigender Weise verhalten muessen, man kann auch sagen - sich geradezu gaengeln lassen muessen! Betrachtet man in unseren Staedten heute eine typische - mit Strassenverkehrsaufkommen befrachtete - staedtische Strasse, faellt auf, dass den Menschen, die sich zu Fuss bewegen, lediglich eine schmale, geradezu mickerige Gehwegbreite zugemessen wird, wo sich Buerger, regelrecht an den Rand gedrueckt, dann oft aneinander vorbeiquetschen muessen. D.h. ausgerechnet dem sogenannten ‚Herren der Schoepfung‘ wird der geringste Verkehrsraum zugemessen! Warum? Weil der bei weitem groesste Teil der Strassenbreite von den 4-raedrigen Au-tos okkupiert wird, sprich: den Autos regelrecht gehoert !
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Dieser Missstand liesse sich vorteilhafterweise durch ein Umschwenken in der Priorisierung des Fahrzeugbestandes in Staedten beheben. Da ja angeblich in unseren Staedten bald ohnedies ueberwiegend (4-raedrige) autonome Autos das Regime uebernehmen werden, koennte man diese auf Haupt -und Ausfallstrassen zurueckdraengen/ dorthin verbannen. Und dann endlich Wohngebiete oder sogar ganze Innenstadtbereiche schaffen, in denen im Normalfall dann eben nur noch schmalbauende Fahrzeuge verkehren duerfen (weniger als 1 Meter Baubreite), also eben prinzipbedingt vorwiegend 2-und 3-raederige Vehikel. Zugang zu diesen Bereichen wuerde Fahrzeugen dann nur noch ‚pollergefiltert‘ gewaehrt, was breite 4-raedrige Fahrzeuge ausgrenzen wuerde. Ausnahme: Feuerwehr, Notarzt, Muellfahrzeuge ect).
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Unter diesen Voraussetzungen liesse sich dann ein voellig neues Stadtstrassenlayout schaffen, das einer Rueckerroberung der Staedte durch den Menschen gleichkaeme. Standard waeren dann riesige, breite Gehwege, die eine - nur noch schmale - Fahrbahn in der Strassenmitte (z.B. statt ehedem 7 Metern auf nur noch 3,5 Meter Baubreite) einsaeumen wuerden! Eine derartige, neue Fahrbahnsituation wuerde automatisch die Fahrgeschwindigkeiten reduzieren und unter anderem auch Kindern - aufgrund der schmalen Fahrbahn - das ueberqueren der Strassen erleichtern. Und in dieser besseren ‚Verkehrswelt von morgen‘, die praedestiniert waere fuer den ausschliesslichen 2 - und 3-Rad-Verkehr, wuerden dann sicherlich erfindungsgemaesse DuoFront 3-Raeder mit Neigefaehigkeit das ‚High-End-Fahrzeug-Segment‘ repraesentieren. Natuerlich waeren sie nicht die einzigen 3-Rad-Neigetechnik-Fahrzeuge, die mit diesem, ihrem Wankpotential, punkten koennten. Aber die einzigen, die dieses Niveau auf Basis einer konkurrenzlos simplen mechanischen Grund-Konstellation bieten koennten - und deshalb fuer jeden finanzierbar waeren. Sousagen bezahlbarer Luxus fuer jeden. Man koennte auch sagen, dass sich mit dieser Fahrzeugklasse regelrecht eine neue 3-Rad-Neigetechnik-Gattung etabliert: Die Gattung der bezahlbaren ‚Kompakt-Neiger‘.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 1 bis 18 näher erläutert. Dabei zeigt:
- Zeichnung 1 u 2: Die Darstellung eines erfindungsgemaessen Duofront-3-Rades in perspektivischer Ansicht (Zeichnung 1) mit der Benennung seiner Komponenten sowie eine Variante des Kegelradwendegetriebes (in Zeichnung 2, als Vorderansicht, - zur besseren Veranschaulichung desselben um Hinblick auf die Detail-Abwandlung ‚Tellersegment-Kegelrad‘)
- Zeichnung 3: Die perspektivische Darstellung des erfindungsgemaessen Duofront-3-Rades von vorne, in ungeneigtem Zustand, also der Situation waehrend einer Geradeausahrt entsprechend
- Zeichnung 4: Die perspektivische Darstellung des erfindungsgemaessen DuoFront-3-Rades von vorne, in nach links geneigtem Zustand, also der Kurvenfahrt in einer Linkskurve entsprechend
- Zeichnung 5: Die perspektivische Darstellung des erfindungsgemaessen Duofront-3-Rades von vorne, in nach rechts geneigtem Zustand, also der Kurvenfahrt in einer Rechtskurve entsprechend
- Zeichnung 6: Seitenansicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades, in einer Ausfuehrungsform, bei der die ‚Hinterradlagerung in Form einer Achsschenkellagerung ausgefuehrt ist - und zur Lenkkraftuebertragung eine Schubstange eingesetzt wird
- Zeichnung 7: Draufsicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades, in einer Ausfuehrungsform bei der die ‚Hinterradlagerung in Form einer Achsschenkellagerung ausgefuehrt ist - und zur Lenkkraftuebertragung eine Schubstange eingesetzt wird
- Zeichnung 8 u.9.: Vorderansicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades in 2 unterschiedlichen Zustaenden, Zeichnung 8 in ungeneigtem Zustand (Geradeausfahrt) und Zeichnung 9 im Zustand wie er bei einer Rechtskurve herrscht, also mit Rechtsneigung.
- Zeichnung 10: Den hinteren Teil eines erfinderisches Duofront-3-Rades bei dem die ‚Hinterradlagerung in Form einer Achsschenkellagerung ausgefuehrt ist und als Antrieb ein konventioneller Kettenantrieb verbaut wurde
- Zeichnung 11, 12 & 13: : Die Seitenansicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades, in einer Ausfuehrungsform zum Passagiertransport, also mit zusaetzlichem Sitzplatzangebot (fuer 2 Personen, die vor dem Fahrer positioniert sind
- Zeichnung 14, 15 & 16: : Die Seitenansicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades, in einer Ausfuehrungsform zum Lastentransport, wobei auch hier die Ladeflaeche vor dem Fahrer positioniert ist - zwischen den waehrend der Fahrt wankenden, ungelenkten Vorderraedern.
- Zeichnung 17: Die Vorderansicht eines erfinderischen Duofront-3-Rades, in Ausfuehrungsform als Lastentransportrad, dargerstellt in einem Zustand wie er waehrend einer Rechtskurve existiert, also mit Rechtsneigung.
- Zeichnung 18: Die Wrkungsweise des rein mechanischen VerriegelungsMechanismus, mit durchkreuzten Pfeilsymbolen, die die dabei blockierten Elemente veranschaulichen.
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In der Zeichnung 1 - sowie den erlaeuternden Details der Zeichnung 2 ist ein neuartiges Duofront-3-Rad abgebildet, das ueber 2 Vorderraeder (1 und 2) in starrer, ungelenkter Ausfuehrung verfuegt, die auf beweglichen Mono-Schwingen (3 und 4) am Fahrzeug gelagert sind und sich nur gegensinnig bewegen koennen, da sie ueber ein Kegelrad-Wendegetriebe (5) miteinander gekoppelt sind. (Die Bestandteile des Kegelradwendegetriebes sind dabei - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert dargestellt). Das Kegelrad-Wendegetriebe(5) besteht aus einem senkrecht fluchtenden Kegelrad - Ritzel (6), das in zwei waagerecht fluchtende, tellerfoermige Kegelraeder (7 und 8) eingreift und sie - wendegetriebetypisch - dabei in gegensinnige Rotation versetzt. In Bewegung gesetzt wird dieses Kegelrad-Wendegetriebe (5) ueber die Bewegungen des Lenkerbuegels (9), welche via Lenksaeule (10) auf das senkrecht fluchtende Kegelrad - Ritzel (6) einwirken, da dieses unten an die Lenksaeule (10) angeschlagen ist. Die beiden waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraeder (7 und 8) im Kegelradwendegetriebe (5) koennen statt eines bezahnten Vollkreises auch lediglich bezahnte Kreissegmente aufweisen, weshalb man sie in dieser Form dann treffend als Tellersegment-Kegelraeder (11 und 12) bezeichnen kann. Das Hinterrad (13) wird per Lenkkraft bewegt, die vornehmlich mittels verrohrtem Seilzug (14) oder per Schubstange (15) ans Hinterrad angeliefert wird. Die beweglichen Monoschwingen (3 , 4) als die Traeger der Vorderraeder (1 und 2) sind mit einer Federeinrichtung (16) ausgestattet, die vorteilhafterweise aus einer Spiralfeder oder einer Schenkelfeder besteht, welche dazu beitragen, den Lageenergieverlust des Fahrzeigs beim Neigen in die Kurven zu kompensieren. (Die Halterung dieser Federeinrichtung (16) ist in der Zeichnung nur in Andeutungen und zudem nur gestrichelt ausgefuehrt, um den Blick aufs Kegelradwendegetriebe (5) nicht zu verdecken). Das lenkbare Hinterrad (13) ist mit einem Antrieb in Form eines elektrischen Radnabenmotors (17) ausgestattet, der aus einem Akku (18) gespeist wird. Zum Aufladen des Akkus dient die Tretpedal-Anordnung (19) welche ausschliesslich der Generierung von elektrischer Energie mithilfe eines Generators (20) dient, die dann im Akku (18) abgespeichert wird. Ein rein mechanischer Verriegelungsmechanismus (21) stellt sicher, dass das Fahrzeug fixiert werden kann, so dass ein Nutzer nach der Aktivierung dieser Verriegelung (21) das Fahrzeug verlassen kann und es dennoch in aufrechter Position verbleibt.
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Zeichnung 3 zeigt ein erfinderisches DuoFront-3-Rad in perspektivischer Darstellung von vorne, im Zustand der Geradeausfahrt, also ohne Neigung. Das Kegelradwendegetriebe ist in dieser Zeichnung lediglich mit Tellersegment-Kegelraedern ausgestattet, d.h. anstatt der zwei waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraeder mit bezahntem Vollkreis sind diese Bestandteile des Kegelradwendegetriebes lediglich als bezahnte Kreissegmente ausgeformt.
Auch in dieser Zeichnung sind die Bestandteile des Kegelradwendegetriebes - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert ausgefuehrt. Pedale, Federeinrichtung und z.B. auch die Bespeichung der Vorder-Raeder sind - der besseren Uebersichtlichkeit halber - zeichnerisch nicht ausgefuehrt.
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Zeichnung 4 zeigt ein erfinderisches DuoFront-3-Rad in perspektivischer Darstellung von vorne, im Zustand der Neigung in Fahrtrichtung nach links - also waehrend einer Linkskurve. Ein Lenkerbuegeleinschlag nach links (symbolisiert durch den waagerechten Pfeil) fuehrt dabei zur Rueckwaertsrotation des linken, waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraedes im Kegelradwendegetriebe, weshalb sich die linke Monoschwinge hebt (siehe senkrechter Pfeil nach oben). Gleichzeitig rotiert das rechte, waagerecht fluchtende, tellerfoermige Kegelrad nach vorne, was eine Abwaertsbewegung der rechten Monoschwinge zur Folge hat (siehe senkrechter Pfeil nach unten). Als Effekt aus diesen mechanischen Vorgaengen ergibt sich dann die Linksneigung des Fahrzeugs in einer Linkskurve.
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Durch die Lenkerbuegelwegung nach links wird - koordiniert zur Bewegung der Linksneigung - auch gleichzeitig das Hinterrad ausgestellt (in Fahrtrichtung nach rechts, wie ebenfalls in der Darstellung zu sehen)
In dieser Zeichnung sind die beiden waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen
Kegelraeder zur besseren Veranschaulichung mit bezahntem Vollkreis ausgefuehrt. Zudem sind sind die Bestandteile des Kegelradwendegetriebes auch in dieser Zeichnung - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert abgebildet.
Pedale, Federeinrichtung und z.B. auch die Bespeichung der Vorder-Raeder sind - der besseren Uebersichtlichkeit halber - auch in dieser Darstellung zeichnerisch nicht ausgefuehrt.
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Zeichnung 5 zeigt ein erfinderisches DuoFront-3-Rad in perspektivischer Darstellung von vorne, im Zustand der Neigung in Fahrtrichtung nach rechts - also waehrend einer Rechtskurve. Ein Lenkerbuegeleinschlag nach rechts (symbolisiert durch den waagerechten Pfeil) fuehrt dabei zur Rueckwaertsrotation des rechten, waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraedes im Kegelradwendegetriebe, weshalb sich die rechte Monoschwinge hebt (siehe senkrechter Pfeil nach oben). Gleichzeitig rotiert das linke waagerecht fluchtende, tellerfoermige Kegelrad nach vorne, was eine Abwaertsbewegung der linken Monoschwinge zur Folge hat (siehe senkrechter Pfeil nach unten).
Als Effekt aus diesen mechanischen Vorgaengen ergibt sich dann die Rechts - neigung des Fahrzeugs in einer Rechtskurve. Durch die Lenkerbuegelwegung nach rechts wird - koordiniert zur Bewegung der Rechtsneigung - auch gleichzeitig das Hinterrad ausgestellt (in Fahrtrichtung nach links, wie ebenfalls in der Darstellung zu sehen)
In dieser Zeichnung ist das Kegelradwendegetriebe lediglich mit Tellersegment-Kegelraedern ausgestattet, d.h. diese waagerecht fluchtenden Kegelradwendegetriebe-Bestandteile weissen hier nur bezahnte Kreissegmente auf. Alle Bestandteile des Kegelradwendegetriebes sind zudem - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert ausgefuehrt.
Pedale, Federeinrichtung und z.B. auch die Bespeichung der Vorder-Raeder sind - der besseren Uebersichtlichkeit halber - auch in dieser Darstellung zeichnerisch nicht ausgefuehrt.
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Zeichnung 6 zeigt das erfinderische Duofront-3-Rad in einer Seitenansicht, wobei als Hinterradlagerung in dieser Darstellung eine Achsschenkellagerung gewaehlt wurde. Die Basis der Lenkkraftuebertragung vom Kegelradwendegetriebe bis zum Hinterrad bildet hier eine Schubstange, die am rechten waagerecht fluchtenden Tellersegment-Kegelrad angeschlagen ist - und zwar an der unteren Haelfte dieses Bauteils, an einem dort angebrachten Abstandshalter. Da jeder Einschlag des Lenkerbuegels ja im oberen Bereich des waagerecht fluchtenden Tellersegment-Kegelrades eingeleitet wird, laesst sich logischerweise dann an dessen unterem Bereich ein Kraftvektor entgegengesetzter Bewegungsrichtung gewinnen. Dadurch eruebrigt sich dann die - ansonsten fuer eine Hinterradlenkung unerlaessliche - Ueberkreuz-Ansteuerung des Hinterrades. Die Schubstange zieht sich daher in dieser Seitenansicht als duennes Rohr, ‚komplett auf der rechten Fahrzeugseite gefuehrt‘ durch die Zeichnung, von vorne nach hinten, quasi ‚wie ein gerader Strich‘, der unterhalb der beiden dickeren Rahmenrohre.verlaeuft.
Das zeichnerisch abgebildete doppelte Akkupaket soll eine grosse Speicherkapazitaet und damit Reichweite des rein elektrisch angetriebenen erfinderischen DuoFront-3-Rades symbolisieren, dessen Pedale auschliesslich der elektrischen Energieerzeugung per Generator dienen.
Alle Bestandteile des Kegelradwendegetriebes sind auch in dieser Zeichnung - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert dargestellt.
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Zeichnung 7 zeigt - in Darstellungsform einer Draufsicht - das erfinderische Duofront-3-Rad von oben, wobei diese Darstellung mit der Seitenansicht von Zeichnung 6 korrespondiert. Es ist besonders deutlich zu sehen, dass als Lagerungsform des Hinterrades hier eine Achsschenkellagerung gewaehlt wurde. Auch der Verlauf der Schubstange zur Lenkkraftuebertragung ist komplett auf der rechten Seite (in Fahrtrichtung betrachtet) verortet, zudem vollzieht sie dabei am Hinterrad denselben Bogen wie die Rahmentohre des Fahrzeugs - um so dem Ausstellen des Hinterrades bei Kurvenfahrten nicht im Wege zu stehen.Auch in dieser Darstellung sind die Bestandteile des Kegelradwendegetriebes - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert dargestellt.
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Zeichnung 8 und 9 zeigen Vorderansichten des erfinderischen Duofront-3-Rades, die wiederum mit dessen Auslegungsform (Achsschenkellagerung des Hinterrades) in Zeichnung 7 (Seitenansicht) und Zeichnung 8 (Draufsicht) korrespondieren. In Zeichnung 8 ist die Erfindung dabei im Zustand der Geradeausfahrt abgebildet, also ohne Neigung der Vorderraeder. Die beiden Spiralfedern der Federeinrichtung (auf der linken und rechten Fahrzeugseite) sind daher im gleichen Masse belastet, der Lenkerbuegel steht auf neutral und das Hinterrad ist nicht ausgestellt,
Zeichnung 9 hingegen zeigt demgegenueber dann das Fahrzeug in einer Neigesituation, wie sie bei einer Rechtskurve eintritt. Infolge des Einschlags des Lenkerbuegels, der via Kegelradwendegetriebe an die Monoschwingen uebertragen wird, liegt die rechte Monoschwinge in angehobenem Zustand vor, waehrend die linke abgesenkt ist, was dann die Neigung des Fahrzeuges nach rechts ergibt - eben wie in einer Rechtskurve vorteilhaft. Die beiden Spiralfedern der Federeinrichtung (auf der linken und rechten Fahrzeugseite) sind dabei in unterschiedlichem Masse belastet, wobei die rechte Spiralfeder durch die angehobene rechte Monoschwinge stark komprimiert wurde - wodurch sich der Lageenergieverlust des Fahrzeugs, der mit dem ‚sich in die Kurve legen‘ automatisch einhergeht, kompensieren laesst. Denn die in in Form von Federspannung abgespeicherte Energie wird dann, beim Wiederaufrichten des Fahrzeugs - in Form von Entspannungs-Federkraft zurueckgewonnen.
Das Hinterrad ist in dieser Zeichnung in Fahrtrichtung nach links ausgestellt - wie eben typisch fuer die Hinterradposition, die ein Fahrzeug mit Hinterradlenkung waehrend einer Rechtskurve einnimmt.
Auch in dieser Darstellung sind die Bestandteile des Kegelradwendegetriebes - der besseren Uebersichtlichkeit wegen - stark vergroessert dargestellt.
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Zeichnung 10 zeigt - in Darstellungsform einer Draufsicht - eine Teilansicht des erfinderische DuoFront-3-Rades, und zwar lediglich dessen Heckpartie. Dargestellt ist hierbei eine Variante der Erfindung in Auslegungsform mit ‚konventionellem Antrieb‘, also mit Pedalantrieb ‚per pedes‘, inklusive Kraftuebertragung per Kette an das Hinterrad.
Sichtbar ist die Achsschenkellagerung des Hinterrades, die im Falle eines Kettenantriebes ja unabdingbar ist - weil nur diese Art der Hinterradlagerung eine Zufuehrung der Ketten-Antriebskraft auf die Hinterradwelle ermoeglicht. An eine Hinterradwelle, die infolge der Ausstellungsbewegungen des Hinterrades waehrend Kurvenfahrten dabei ja obligatorisch auch mit einem Gleichlaufgelenk ausgestattet sein muss.
Zudem sind die beiden Ketten des dabei erforderlichen 2-Kettensystems zu erkennen, die auf gegenueberliegenden Seiten der Zwischenwelle gefuehrt werden - um den Austausch dieser Verschleissteile namens ‚Doppelrollenkette‘ im Falle des Falles zu erleichtern. Auch die Fuehrung der Schubstange zur Lenkkraftuebertragung ist auf dieser Draufsicht gut nachzuvollziehen, sie verfuegt analog zum Verlauf der Rahmenrohre ueber eine Ausbuchtung im Bereich des Hinterrades, um diesem den Raum zu lassen, den es beim Ausstellen waehrend der Kurven-fahrten benoetigt.
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In den Zeichnungen 11, 12 und 13 ist eine Ausfuehrungsform des erfindungsgemaessen Duo-Front-3-Rades zu sehen, die fuer den Mehrpersonentransport ausgelegt ist, also den Transport von. z.B. 2 oder 3 Personen, eine Situation, wie sie z.B. im Falle eines Passagiertransports auf Basis der Erfindung eintritt. Dabei kutschiert ein Fahrzeugfuehrer dann einen oder zwei Passagiere - vorteilhafterweise natuerlich gegen Entgelt - wobei der Fahrzeugfuehrer hinten sitzt und lenkt, waehrend der oder die Passagiere - schwepunktmaessig vorteilhaft - vor ihm, zwischen den beiden Vorderraedern, platziert sind. In Zeichnung 11 ist - in einer Seitenansicht einer derartigen DuoFront-3-Rad-Passagierausfuehrung - zu erkennen, dass der Zugang der Passagiere / also der Einstieg in die Erfindung / in's Gefaehrt dabei von vorne erfolgen muss. Die Zeichnung macht unschwer deutlich, dass einem seitlichen Zugang die grossen Vorderraeder entgegenstehen. Da diese Vorderraeder ja in ungelenkter Ausfuehrung ausgelegt sind und sich lediglich im Rahmen der Kurvenneigebewegungen heben und senken, kann die Passagier-Sitzgelegenheit (vorteilhafterweise in Form einer Sitzbank, wie sie Zeichnung 12 zeigt) in maximaler Breite unmittelbar bis an die vorderradbestueckten Monoschwingen ausgedehnt werden. Raum fuer eine Radausstellung - wie sie z.B. bei jeder Art von Frontlenkerversion unvermeidlich auszusparen waere - muss ja nicht vorgesehen werden.
Die Lagerung des Hinterrades ist in Zeichnung 11 in Form einer Achsschenkellagerung ausgefuehrt. Da aber ja bei einer solchen elektrisch angetriebenen Passagierversion kein Kettenantrieb besteht und die Pedale eh nur der Generierung von elektrischem Strom mittels Generator dienen - und sich ein Elektromotor als Antrieb des Hinterrades genauso gut in eine Gabellagerungsversion integrieren laesst, wie in eine Achsschenkellagerungsausfuehrung, ist die Gabellagerungsversion tatsaechlich sogar die eigentlich zu bevorzugende. Ist sie doch mit weniger Bauaufwand und zudem - infolge geringeren Materialaufwandes - bei geringerem Gewicht realisierbar.
In Zeichnung 13 ist deshalb eine solche Gabellagerungsversion, ebenfalls in Seitenansicht dargestellt. Dabei beschraenkt sich die Zeichnung 13 auf die Darstellung lediglich der Hinterrad-Partie (als Detail-Zeichnung) - denn der vordere Teil ist ohnedies deckungsgleich mit dem in der Zeichnung 11.
Auch eine Gabellagerung des Hinterrades, wie sie ja in Zeichnung 13 dargestellt ist, ist kompatibel zur Verwendung einer Schubstange als Mittel zur Anlenkung, sprich Ausstellung des Hinterrades. Allerdings muss die Schubstange dabei im Hinterradbereich ansteigen und ihre Lenkraft dann eben auf Hoehe des Gabellager-Bereiches aufbringen, um den Bewegungen des Hinterrades nicht entgegenzustehen. Auch diesen besonderen Verlauf der Schubstange in Hinterradnaehe ist der Zeichnung 13 zu entnehmen.
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In den Zeichnungen 14, 15 und 16 ist eine Ausfuehrungsform des erfindungsgemaessen Duo-Front-3-Rades zu sehen, die fuer den Lastentransport ausgelegt ist. Auch hier wird die Last aus Schwepunktgruenden zwischen den beiden Vorderraedern verortet und der Fahrzeugfuehrer sitzt und lenkt aus dahinterliegender Position. Und auch hier - wie schon bei der Passagierversion erwaehnt - kann die Pritsche zur Aufnahme der Last bis unmittelbar an die vorderradbestueckten Monoschwingen ausgedehnt werden da die Vorderraeder ja in ungelenkter Ausfuehrung vorliegen und ihnen daher kein Raum fuer eine Radausstellung zugemessen werden muss.
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Zeichnung 14 zeigt eine derartige DuoFront-3-Rad-Lastentransportausfuehrung in einer Seitenansicht, Um eine moeglichst grosse Ladeflaeche zu erhalten, ist die Lenksaeule etwas nach hinten versetzt. Um dennoch die Transmission vom Lenkerbuegel zum Kegelradwendegetriebe sicherzustellen, wird die entstandene Distanz per Zahnstange ueberbrueckt. D.h. ab Lenksaeulenritzel uebertragt die Zahnstange die Kraft vor bis zum Kegelradwendegetriebe - wo dann dessen Kegelradritzel in vertikaler Ausrichtung.damit beaufschlagt wird. Da die Ladepritsche ja in voller Breite bis an die beiden Vorderraeder ausgedehnt ist, muessen die Monoschwingen - wie in der Zeichnung gut zu erkennen - in einer Abwinkelung von 90° vorliegen.. D.h., sie werden ab den waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraedern axial nach aussen gefuehrt, knicken dann um 90° ab und verlaufen bis zu den Achsen der Vorderraeder parallel zum Rad. Somit koennen sie bei ihren Kurven-Neigungsbewegungen die Ladepritsche passieren, ohne anzuecken.
Da der Raum zwischen den Vorderraedern und der Ladepritsche ja sehr eng
bemessen ist, ist hier dann eine Federeinrichtung auf der Basis von Schenkelfedern die zielfuehrende Loesung. Diese Schenkefedern lassen sich problemlos im engen Zwischenraum installieren, wobei praktischerweise einer der beiden Schenkel direkt an der Aussenwand der Ladepritsche angeschlagen werden kann. Als Hinterradlagerung ist in dieser Zeichnung 14 eine Ausfuehrung auf Basis einer Achsschenkellagerung dargestellt.
Zeichnung 15 verdeutlicht in einer Vorderansicht besonders die Position der Ladepritsche zwischen den Vorderraedern. Sie kommt oberhalb der Rahmenrohre und des Kegelradwendegetriebes zum liegen und ist daher zum Niveau des unteren Rahmenrohrs per Schraegabstrebung aufgestaendert. Zeichnung 16 zeigt - als Ausschnitt einer Seitenansicht - die Lagerung des Hinterrades in Form einer Gabellagerung. Dabei soll besonders verdeutlicht werden, dass die Zufuehrung der Lenkkraft hier in Form eines verrohrten Seilzuges stattfindet. Oben auf dem Gabellager des Hinterrades sitzt ein Ritzel, das per Antriebskette in den Dimensionen einer Steuerkette in Rotation versetzt werden kann - wodurch sich dann als Reaktion das - per Gabel mit dem Ritzel verbundene - Hinterrad nach links oder rechts ausstellt. An den beiden Enden der Antriebskette greift dabei der Seilzug an. Dessen beiden Straenge laufen vor zu den beiden waagerecht fluchtenden, tellerfoermigen Kegelraedern, an deren Unterseiten sie angeschlagen sind. So ist sichergestellt, dass jede Lenkebuegelbewegung via Kegelradwendegetriebe eine Zugkraft generiert, die dann jeweils ueber einen der beiden Seilstraenge das Hinterrad erreicht - und es in der gewuenschten Richtung ausstellt.
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Zeichnung 17 zeigt eine Lastentransportausfuehrung des erfinderischen DuoFront-3-Rades in einer Vorderansicht - und zwar in einer Neigesituation, wie sie bei einer Rechtskurve eintritt. Der Lenkerbuegel ist in Fahrtrichtung nach rechts eingeschlagen, wodurch die rechte Monoschwinge angehoben wurde und sich die linke Monoschwinge abgesenkt hat. Resultat: Rechtsneigung des Fahrzeugs, sprich, in Richtung der Rechtskurve - also so wie gewuenscht. Die Schenkelfeder der rechten Monoschwinge hat dabei eine starke Federspannung aufgebaut (ist zusammengedrueckt worden) waehrend sich die Schenkelfeder der linken Monoschwinge entspannen konnte.
Sehr anschaulich ist in dieser Darstellung verdeutlicht, dass zwischen Ladepritsche, Monoschwingen und Vorderraedern nur minimale Abstaende erforderlich sind.
Das Hinterrad ist in dieser Zeichnung in Fahrtrichtung nach links ausgestellt - wie eben typisch fuer die Hinterradposition, die ein Fahrzeug mit Hinterradlenkung waehrend einer Rechtskurve einnimmt..
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Zeichnung 18 zeigt in perspektivischer Darstellung und als Auschnittsvergroesserung die Lenksaeule des erfinderischen Duo-Front-3-Rades. Zu erkennen ist dass oben an sie der Lenkerbuegel angeschlagenen ist und dass sich unten an sie das Kegelradwendegetriebe anschliesst.
Der Zweck dieser Darstellung ist, zu zeigen, wie sich per simpler mechanischer Verriegelung eines einzigen Bauteils die Neigefaehigkeit des Fahrzeugs wirkungsvoll unterbinden laesst. (um das erfinderische DuoFront-3-Rad z.B. an einer Ampel oder beim Abstellen des Fahrzeuges zuverlaessig in dessen neutraler Position stabilisieren zu koennen).
Dazu muss lediglich das Kegelrad - Ritzel in vertikaler Ausrichtung an seiner Oberseite mit einer Bohrung versehen werden, in die dann ein Stift versenkt wird. Ist dieser Zustand herbeigefuehrt, ist die Rotationsfaehigkeit des Ritzels blockiert. Dadurch sind auch die beiden waagerecht fluchtenden tellerfoermigen Kegelraeder, die in dessen Zahnung eingreifen, automatisch immobilisiert, weshalb sich die an sie angeschlagenen Monoschwingen dann auch nicht mehr bewegen koennen Auch der Lenkerbuegel steht fest - die Neigefaehigkeit und Lenkung des Fahrzeugs ist komplett blockiert. Zeichnerisch symbolisiert wird diese Blockade durch die durchkreuzten Pfeile im Bereich Kegelradwendegetriebe und Lenkerbuegel. Das Huellrohr der Lenksaeule mitsamt Betaetigungsgriff fuer den Verriegelungsstift muss dazu fest an die Rahmenrohre angeschlagen sein.
