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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 38 40 783 C1 offenbart eine Parkier- und Manövrierhilfe für Kraftfahrzeuge mit mindestens zwei lenkbaren Antriebsrädern. Des Weiteren ist der
WO 2005/12098 A1 ein Dreirad-Motorfahrzeug als bekannt zu entnehmen. Aus der
DE 198 23 002 A1 ist eine Achsschenkellenkung für ein Vorderrad eines Kraftrads bekannt. Außerdem offenbart die
DE 21 2018 000 343 U1 ein Fahrzeug, mit einem Paar von Rädern, die mit einem neigbaren Zentralrahmen durch ein Vierstangengestänge gekoppelt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer besonders vorteilhaften Manövrierbarkeit zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeugen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches vorzugsweise als ein Landfahrzeug ausgebildet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein nicht-schienengebundenes Fahrzeug ausgebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein muskelangetriebenes Fahrzeug oder aber um ein Kraftfahrzeug handeln, welches wenigstens oder genau einen Antriebsmotor aufweist, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Beispielsweise ist das Fahrzeug ein einspuriges Fahrzeug, sodass es sich bei dem Fahrzeug beispielsweise um ein Zweirad handeln kann. Dabei kann das Fahrzeug insbesondere ein Kraftrad, ganz insbesondere ein Motorrad, sein. Ferner kann das Fahrzeug ein zweispuriges Fahrzeug sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Dreirad sei, welches auch als Trike bezeichnet wird. Das Kraftfahrzeug kann ferner ein Kraftrad beziehungsweise Motorrad mit Beiwagen und somit dreirädrig sein. Ferner ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Fahrzeug ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen, ist.
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Das Fahrzeug weist ein Fahrgestell auf. Insbesondere dann, wenn das Fahrzeug ein Kraftrad, ein Motorrad, ein Zweirad oder ein Dreirad ist, kann das Fahrgestell ein Rahmen, insbesondere ein Leiterrahmen, sein. Das Fahrgestell kann beispielsweise ein Rahmen sein, insbesondere dann, wenn das Fahrzeug ein Landfahrzeug, insbesondere ein Kraftwagen, ist und dabei einen Aufbau aufweist, welcher als eine nichtselbsttragende Karosserie ausgebildet und an dem Rahmen gehalten ist. Ferner ist es denkbar, dass das Fahrgestell ein als selbsttragende Karosserie ausgebildeter Aufbau des Fahrzeugs ist. Insbesondere kann der Aufbau einen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneten Innenraum des Fahrzeugs begrenzen oder bilden, in dessen Innenraum sich Personen wie beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs aufhalten können, insbesondere während einer Fahrt des Fahrzeugs.
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Das Fahrzeug weist wenigstens ein zumindest mittelbar und drehbar an dem Fahrgestell gehaltenes, erstes Rad auf, welches zum Bewirken von Kurvenfahrten, Spurwechseln und Richtungsänderungen des Fahrzeugs um eine zugeordnete, erste Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkbar ist. Insbesondere ist das erste Rad um eine erste Raddrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar, wobei die erste Raddrehachse schräg oder vorzugsweise senkrecht zur ersten Lenkachse verläuft. Insbesondere kann das Fahrzeug wenigstens oder genau ein Vorderrad aufweisen, welches vorzugsweise das erste Rad ist.
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Das Fahrzeug weist außerdem wenigstens oder genau ein in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem ersten Rad angeordnetes, zumindest mittelbar und drehbar an dem Fahrgestell gehaltenes, zweites Rad auf, welches zum Bewirken von Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechseln des Fahrzeugs um eine zugeordnete, zweite Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkbar ist. Beispielsweise weist das Fahrzeug wenigstens oder genau ein Hinterrad, insbesondere wenigstens oder genau zwei Hinterräder, auf, wobei vorzugsweise das zweite Rad das Hinterrad beziehungsweise eines der Hinterräder ist. Insbesondere ist das zweite Rad um eine zweite Raddrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar, wobei vorzugsweise die zweite Raddrehachse schräg oder aber senkrecht zur zweiten Lenkachse verläuft.
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Wird das Fahrzeug vorwärts, insbesondere entlang einer Geraden, gefahren, insbesondere während Kurvenfahrten beziehungsweise Richtungswechsel des Fahrzeugs unterbleiben, so wird das Fahrzeug entlang seiner Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und insbesondere geradeaus gefahren, was auch als Geradeausfahrt oder Geradeauslauf des Fahrzeugs bezeichnet wird. Vorzugsweise verläuft die jeweilige Raddrehachse, zumindest bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs, parallel zu oder in einer auch als x-y-Ebene bezeichneten Ebene, welche durch die auch als x-Richtung bezeichnete Fahrzeuglängsrichtung und die auch als y-Richtung bezeichnete Fahrzeugquerrichtung des Fahrzeugs aufgespannt ist. Die Fahrzeugquerrichtung verläuft dabei senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung.
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Das jeweilige Rad ist ein jeweiliges Bodenkontaktelement des Fahrzeugs, welches in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über das Bodenkontaktelement an einem Boden oder einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Fahrzeug entlang der Fahrbahn beziehungsweise entlang des Bodens bewegt, insbesondere gefahren, während das Fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente (Räder) an dem Boden beziehungsweise der Fahrbahn abgestützt ist, so rollen die Räder an dem Boden ab, wobei sich die Räder um die Raddrehachsen relativ zu dem Fahrgestell drehen. Insbesondere bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs, das heißt dann, wenn das Fahrzeug, beispielsweise entlang des Bodens, geradeaus insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung gefahren wird und somit keine Kurve fährt, verläuft die jeweilige Raddrehachse beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung, das heißt parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs die Raddrehachsen parallel zueinander verlaufen und in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind.
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Das jeweilige Rad ist ein jeweiliges lenkbares oder gelenktes Rad, sodass durch Lenken des Rads Kurvenfahrten, Spurwechsel und Richtungsänderungen des Fahrzeugs bewirkt werden können. Dabei ist zum zum Bewirken von Kurvenfahrten beziehungsweise Spurwechsel und Richtungsänderung des Fahrzeugs vorgesehenen Lenken des jeweiligen Rads das jeweilige Rad um die jeweils zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkbar. Mit anderen Worten, um Richtungsänderungen, Kurvenfahrten und/oder Spurwechsel des Fahrzeugs zu bewirken, wird das jeweilige Rad gelenkt, das heißt um die jeweils zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkt.
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Die jeweilige Lenkachse verläuft senkrecht zu einer jeweiligen Lenkachsenebene, und die jeweilige Raddrehachse verläuft senkrecht zu einer jeweiligen Raddrehachsenebene, wobei beispielsweise zumindest bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs die jeweilige Längsachsenebene und die jeweilige Raddrehachsenebene senkrecht zueinander verlaufen.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Lenkbarkeit und somit eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit des Fahrzeugs realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Räder über wenigstens eine auch als erste Welle bezeichnete Welle miteinander gekoppelt sind, welche durch Verschwenken eines der Räder, insbesondere des ersten Rads, antreibbar und dadurch um eine Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar ist, wodurch bei dem Verschwenken des einen Rads über die Welle ein Verschwenken des anderen Rads bewirkbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die erste Welle, insbesondere über eine Lagerung, um die auch als erste Wellendrehachse bezeichnete Wellendrehachse drehbar an dem Fahrgestell gelagert ist. Mit anderen Worten, wird das eine Rad, beispielsweise von dem Fahrer des Fahrzeugs, gelenkt, mithin um die dem einen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkt, so wird hierdurch die erste Welle angetrieben und somit um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell gedreht. Hierdurch, das heißt durch um die Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell erfolgendes Drehen der Welle, wird das andere Rad angetrieben und hierdurch um die dem anderen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkt, mithin gelenkt. Somit ist das andere Rad über die Welle mit dem einen Rad mitlenkbar. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird das andere Rad, insbesondere automatisch beziehungsweise selbstständig oder selbsttätig, über die Welle mit dem einen Rad mitgelenkt, wodurch das Fahrzeug besonders vorteilhaft manövriert werden kann. Die dem einen Rad zugeordnete Lenkachse wird auch als eine Lenkachse oder die einen Lenkachse bezeichnet, und die dem anderen Rad zugeordnete Lenkachse wird auch als andere Lenkachse oder die andere Lenkachse bezeichnet.
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Mittels der Welle kann eine Lenkübersetzung dargestellt sein, welche beispielsweise bezogen auf einen von dem einen Rad über die Welle zu dem anderen Rad verlaufenden Drehmomentenfluss, in welchem die Welle angeordnet ist, eine von 1 unterschiedliche Übersetzung aufweisen kann. Über die Welle sind die Räder zumindest oder ausschließlich mechanisch miteinander gekoppelt, sodass das andere Rad mit dem einen Rad mitgelenkt wird, insbesondere derart, dass der Fahrer bezogen auf die Räder ausschließlich das eine Rad lenken muss, wodurch durch die Kopplung der Räder das andere Rad mit dem einen Rad mitgelenkt wird. Dadurch kann das Fahrzeug besonders komfortabel manövriert werden. Am Beispiel Motorrad und Fahrrad entspricht die Lenkübersetzung zwischen Lenkelement / Lenkeingabe / Lenker und Vorderradlenkwinkel dem Wert 1. Das Vorderrad dreht sich beispielsweise immer exakt um den Winkel, um den auch der Fahrer die Lenkhandhabe dreht. Das muss aber nicht unbedingt so umgesetzt sein. Es ist auch denkbar, dass zwischen Lenkhandhabe und Vorderrad ein Lenkgetriebe beliebiger Übersetzung eingebaut ist. Der Abgriff der Lenkbewegung zur Weiterleitung der Lenkbewegung an ein Hinterrad kann an theoretisch beliebiger Stelle auf dem Leistungspfad zwischen Lenkhandhabe und Vorderrad am Pfad von Lenkhandhabe zu Vorderrad erfolgen.
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Durch die zusätzliche Anbindung des Hinterrads an die Lenkung nimmt das Fahrzeug bei gleichem Lenkwinkel dann einen geringeren Kurvenradius ein. Diese erhöhte Sensitivität der Lenkung kann unerwünscht sein. Daher ist es möglicherweise sinnvoll, die Lenkübersetzung am Vorderrad von 1 auf einen anderen Wert zu erhöhen, damit ein Zustand näher an der vorausgehenden Lenksensitivität hergestellt wird.
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Wird die Festverbindung zwischen Lenkhandhabe und Führungselement 8 gelöst zugunsten eines Lenkgetriebes zwischen diesen beiden Elementen, so ist auch eine Auslegung denkbar, bei der der Drehsinn umgekehrt wird - also bei Drehen des Lenkelements beispielsweise im Uhrzeigersinn („nach rechts“) alle Räder derart gelenkt werden, dass das Fahrzeug in eine Linkskurve fährt. Solche eine Lenkauslegung ist bei dynamischem Kurvenfahren mit starker Seitenneigung / -Beschleunigung wie z.B. möglicherweise im Motorradsport wünschenswert.
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Es ist erkennbar, dass über die Welle wenigstens ein Drehmoment übertragbar ist, insbesondere von dem einen Rad auf das andere Rad, sodass mittels des Drehmoments das andere Rad gelenkt, das heißt mit dem einen Rad mitgelenkt werden kann. Diesbezüglich wird die Welle insbesondere verwendet, um das Drehmoment in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten oder umgekehrt und somit von dem einen Rad zu dem oder auf das andere Rad zu übertragen. Die Welle weist eine Längserstreckung und somit eine Längserstreckungsrichtung auf, welche in axialer Richtung der Welle verläuft, mithin mit der axialen Richtung der Welle zusammenfällt. Dabei weist vorzugsweise die Welle eine Wellenlänge auf. Beispielsweise sind die Raddrehachsen zumindest bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet und verlaufen parallel zueinander, sodass zumindest bei der Geradeausfahrt die Raddrehachsen einen in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Abstand zueinander aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die Länge der Welle dem Abstand entspricht oder nur geringfügig geringer ist als der Abstand. Insbesondere ist es denkbar, dass die Länge der Welle größer als 30 Prozent des Abstands, insbesondere größer als 40 Prozent des Abstands und ganz vorzugsweise mindestens 50 Prozent des Abstands ist. Ferner ist es denkbar, dass die Länge der Welle mehr als 50 Prozent des Abstands beträgt.
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Um die Räder über die Welle besonders vorteilhaft miteinander koppeln und somit eine besonders vorteilhafte Lenk- und Manövrierbarkeit des Fahrzeugs realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass durch die Fahrzeugquerrichtung und die Fahrzeughochrichtung eine auch als y-z-Ebene bezeichnete, erste Ebene aufgespannt ist, da die Fahrzeugquerrichtung auch als y-Richtung und die Fahrzeughochrichtung auch als z-Richtung bezeichnet wird. Durch die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) ist die zuvor genannte, senkrecht zur ersten Ebene verlaufende und auch als zweite Ebene bezeichnete x-y-Ebene aufgespannt, und durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeughochrichtung ist eine senkrecht zur ersten Ebene und senkrecht zur zweiten Ebene verlaufende, dritte Ebene aufgespannt, welche auch als x-z-Ebene bezeichnet wird.
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Bei einer ersten Variante ist es vorgesehen, dass die Wellendrehachse und somit die Längserstreckungsrichtung der ersten Welle senkrecht zur ersten Ebene, parallel zur zweiten Ebene und parallel zur dritten Ebene verläuft, sodass insbesondere die erste Welle, das heißt ihre axiale Richtung und somit ihre Längserstreckungsrichtung und die Wellendrehachse der ersten Welle parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft oder mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammenfällt. Mit anderen Worten ist es bei der ersten Variante vorgesehen, dass die erste Welle beziehungsweise die Längserstreckungsrichtung der ersten Welle in beziehungsweise parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Dadurch kann eine besonders effektive, effiziente und bauraumgünstige Kopplung der Räder realisiert werden.
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Bei einer zweiten Variante ist es vorgesehen, dass die Wellendrehachse und somit die Längserstreckungsrichtung der ersten Welle schräg zur ersten Ebene, parallel zur zweiten Ebene und schräg zur dritten Ebene verläuft, wobei der Schnittwinkel zwischen der Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Hierdurch weicht die erste Wellendrehachse nur sehr geringfügig von der Fahrzeuglängsrichtung ab, sodass mittels der Welle besonders vorteilhaft Drehmomente zum Verschwenken des anderen Rads übertragen werden können.
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Bei einer dritten Variante verläuft die Wellendrehachse schräg zur ersten Ebene, schräg zur zweiten Ebene und parallel zur dritten Ebene, wobei der Schnittwinkel zwischen der Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Auch hierdurch kann eine effektive, effiziente und bauraumgünstige Übertragung von Drehmomenten von dem einen Rad zu dem anderen Rad gewährleistet werden.
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Schließlich hat es sich bei einer vierten Variante als vorteilhaft gezeigt, wenn die Wellendrehachse schräg zur ersten Ebene, schräg zur zweiten Ebene und schräg zur dritten Ebene verläuft, wobei der Schnittwinkel zwischen der Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Auch hierdurch können die Räder bauraumgünstig sowie effizient miteinander gekoppelt werden.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dem einen Rad ein Antriebszahnrad zugeordnet, welches durch Verschwenken des einen Rads um eine schräg oder senkrecht zur Wellendrehachse verlaufende und beispielsweise mit der ersten Lenkachse zusammenfallende Zahnraddrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar ist. Das Antriebszahnrad weist eine erste Antriebsverzahnung auf, welche vorzugsweise als Außenverzahnung ausgebildet ist und mit einer der Welle zugeordneten und mit der Welle mitdrehbaren, zweiten Antriebsverzahnung in Eingriff steht. Vorzugsweise ist die zweite Antriebsverzahnung eine Außenverzahnung. Somit ist durch Drehen des Antriebszahnrads die Welle über die Antriebsverzahnungen antreibbar und dadurch um die Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar, wodurch das andere Rad verschwenkbar ist. Dadurch kann eine besonders kompakte, effiziente und effektive Kopplung der Räder realisiert werden, sodass das Fahrzeug besonders gut manövriert werden kann.
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Um den Bauraumbedarf besonders gering halten und somit eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebsverzahnungen als Kegelradverzahnungen ausgebildet sind, mithin durch Kegelräder gebildet sind. Ferner ist es denkbar, dass eine der Antriebsverzahnungen als eine Innenverzahnung eines Hohlrads ausgebildet ist.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das andere Rad mit der Welle über eine drehmomentübertragend mit der Welle gekoppelte, zweite Welle gekoppelt. Unter dem Merkmal, dass die Wellen drehmomentübertragend gekoppelt sind, ist zu verstehen, dass Drehmomente zwischen den Wellen übertragen werden können. Die zweite Welle ist durch Drehen der ersten Welle antreibbar und dadurch um eine parallel oder schräg zu der ersten Wellendrehachse verlaufende, zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar. Insbesondere kann von der ersten Welle wenigstens ein Drehmoment auf die zweite Welle übertragen werden, sodass durch Drehen der ersten Welle die zweite Welle antreibbar und dadurch drehbar ist. Durch relativ zu dem Fahrgestell und um die zweite Wellendrehachse erfolgendes Drehen der zweiten Welle ist das Verschwenken des anderen Rads bewirkbar, sodass bei dem Verschwenken des einen Rads über die Wellen das Verschwenken des anderen Rads bewirkbar ist. Mit anderen Worten, wird das eine Rad beispielsweise von dem Fahrer gelenkt, mithin um die dem einen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkt, so wird hierdurch die erste Welle angetrieben, wodurch die zweite Welle angetrieben wird. Hierdurch wird das andere Rad um die dem anderen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkt und somit gelenkt, wodurch eine besonders gute Manövrierbarkeit des Fahrzeugs dargestellt werden kann.
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Um dabei die Räder besonders effektiv und effizient miteinander koppeln zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der ersten Welle eine mit der ersten Welle mitdrehbare, erste Abtriebsverzahnung zugeordnet ist, welche mit einer der zweiten Welle zugeordneten und mit der zweiten Welle mitdrehbaren, zweiten Abtriebsverzahnung in Eingriff steht, sodass durch Drehen der ersten Welle die zweite Welle über die Abtriebsverzahnungen antreibbar und dadurch um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell drehbar ist, wodurch das andere Rad verschwenkbar ist.
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Um dabei auf besonders bauraumgünstige und effektive Weise die Räder miteinander koppeln zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Abtriebsverzahnungen als Kegelradverzahnungen ausgebildet sind, mithin durch Kegelräder gebildet sind. Ferner ist es denkbar, dass eine der Abtriebsverzahnungen als eine Innenverzahnung eines Hohlrads ausgebildet ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dem anderen Rad ein Abtriebszahnrad zugeordnet ist, welches um die dem anderen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell mit dem anderen Rad mitdrehbar ist und eine dritte Abtriebsverzahnung aufweist, welche mit einer der zweiten Welle zugeordneten und mit der zweiten Welle mitdrehbaren, vierten Abtriebsverzahnung in Eingriff steht, sodass durch Drehen der zweiten Welle das andere Rad über die dritte Abtriebsverzahnung und die vierte Abtriebsverzahnung antreibbar und dadurch um die dem anderen Rad zugeordnete Lenkachse relativ zu dem Fahrgestell verschwenkbar ist. Dadurch können die Räder auf besonders bauraumgünstige und effektive und effiziente Weise miteinander gekoppelt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit darstellbar ist.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die dritte Abtriebsverzahnung und/oder die vierte Abtriebsverzahnung als eine Kegelradverzahnung ausgebildet, mithin durch ein Kegelrad gebildet, wodurch die Räder auf besonders bauraumgünstige Weise miteinander gekoppelt werden können. Ferner ist es denkbar, dass die dritte oder vierte Antriebsverzahnungen als eine Innenverzahnung eines Hohlrads ausgebildet ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die zweite Wellendrehachse senkrecht zur ersten Ebene, parallel zur zweiten Ebene und parallel zur dritten Ebene verläuft. Alternativ ist es denkbar, dass die zweite Wellendrehachse schräg zur ersten Ebene, parallel zur zweiten Eben und schräg zur dritten Ebene verläuft, wobei der Schnittwinkel zwischen der zweiten Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Alternativ hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Wellendrehachse schräg zur ersten Ebene, schräg zur zweiten Ebene und parallel zur dritten Ebene verläuft, wobei der Schnittwinkel zwischen der zweiten Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Alternativ hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Wellendrehachse schräg zur ersten Ebene, schräg zur zweiten Ebene und schräg zur dritten Ebene verläuft, wobei der Schnittwinkel zwischen der zweiten Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Hierdurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, sodass eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit darstellbar ist.
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Unter dem jeweiligen Schnittwinkel zwischen der jeweiligen Wellendrehachse und der jeweiligen Ebene, insbesondere der ersten Ebene, ist zu verstehen, dass die Wellendrehachse eine Gerade ist oder mit einer Geraden zusammenfällt, wobei der jeweilige Schnittwinkel zwischen der jeweiligen Wellendrehachse und der jeweiligen Ebene der Schnittwinkel der Geraden mit der jeweiligen Ebene ist. Unter dem Schnittwinkel ist dabei der mathematische Schnittwinkel zwischen einer beziehungsweise der Geraden und einer beziehungsweise der Ebenen zu verstehen, wobei der beispielsweise mit α bezeichnete Schnittwinkel der Komplementärwinkel des spitzen Winkels zwischen dem Normalenvektor der jeweiligen Ebene und dem Richtungsvektor der Geraden ist. Durch die entsprechende, oben beschriebene Ausgestaltung des Schnittwinkels wird ein übermäßiges Abweichen der jeweiligen Wellendrehachse von der Fahrzeuglängsrichtung, das heißt von einem mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammenfallenden oder parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Verlauf vermieden, sodass eine effektive, effiziente und bauraumgünstige Kopplung der Räder darstellbar ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit realisiert werden.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Wellen über wenigstens ein Kardangelenk miteinander gekoppelt sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Fahrzeugs;
- 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 3 eine schematische und geschnittene Draufsicht der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 4 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 5 eine schematische und geschnittene Draufsicht der dritten Ausführungsform des Fahrzeugs,
- 6 eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 7 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 8 eine schematische Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 9 eine schematische und geschnittene Draufsicht der fünften Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 10 eine schematische Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 11 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 12 eine schematische Seitenansicht einer siebten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 13 eine schematische und geschnittene Draufsicht der siebten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 14 eine schematische Seitenansicht einer achten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 15 eine schematische und geschnittene Draufsicht der achten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 16 eine schematische Seitenansicht einer neunten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 17 eine schematische und geschnittene Draufsicht der neunten Ausführungsform des Fahrzeugs;
- 18 eine schematische Seitenansicht einer zehnten Ausführungsform des Fahrzeugs; und
- 19 eine schematische und geschnittene Draufsicht der zehnten Ausführungsform des Fahrzeugs.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine erste Ausführungsform eines Fahrzeugs 1. In 2 ist die Fahrzeuglängsrichtung mit x und die Fahrzeughochrichtung mit z bezeichnet, wobei in 3 die Fahrzeugquerrichtung mit y bezeichnet ist. Die Fahrzeuglängsrichtung wird auch als x-Richtung, die Fahrzeugquerrichtung auch als y-Richtung und die Fahrzeughochrichtung auch als z-Richtung bezeichnet. Bei der ersten Ausführungsform ist das Fahrzeug 1 als ein motorisiertes Zweirad und somit als ein zweirädriges Kraftrad und ganz insbesondere als ein Motorrad ausgebildet, sodass bei der ersten Ausführungsform das Fahrzeug 1 genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) hintereinander angeordnete Räder 2 und 3 aufweist. Somit ist das Fahrzeug 1 ein einspuriges Fahrzeug, insbesondere ein einspuriges Landfahrzeug. Bei der ersten Ausführungsform wird das Rad 2 auch als erstes Rad bezeichnet, wobei das Rad 3 auch als zweites Rad bezeichnet wird. Das Rad 2 ist ein Vorderrad des Fahrzeugs 1, und das Rad 3 ist ein Hinterrad des Fahrzeugs 1. Die Räder 2 und 3 sind Bodenkontaktelemente, über welche das Fahrzeug 1 in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach unten hin an einer Fahrbahn oder einem Boden abstützbar oder abgestützt ist.
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Das Fahrzeug 1 weist ein Fahrgestell 4 auf. Bei der ersten Ausführungsform ist das Fahrgestell 4 als ein Rahmen, insbesondere als ein Leiterrahmen, ausgebildet. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 bei der ersten Ausführungsform eine vorliegend als Vorderradaufhängung ausgebildete Radaufhängung 5, über die das Rad 2, wie es in 1 durch einen Doppelpfeil 6 veranschaulicht ist, um eine erste, vordere Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkbar und somit lenkbar an dem Fahrgestell 4 gelagert, das heißt an das Fahrgestell 4 angebunden ist. Die Radaufhängung 5 umfasst hierbei ein Führungselement 8, welches beispielsweise als eine einfach auch als Gabel bezeichnete Lenkgabel ausgebildet ist. Das Rad 2 ist um eine erste Raddrehachse 9 relativ zu dem Führungselement 8 und relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar an dem Führungselement 8 gehalten, sodass sich das Rad 2 um die erste Raddrehachse 9 relativ zu der Radaufhängung 5 und relativ zu dem Fahrgestell 4 drehen kann. Durch die Fahrzeugquerrichtung und die Fahrzeughochrichtung ist eine erste Ebene aufgespannt, welche auch als y-z-Ebene bezeichnet wird. Durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung ist eine senkrecht zur ersten Ebene verlaufende, zweite Ebene aufgespannt, welche auch als x-y-Ebene bezeichnet wird. Außerdem ist durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeughochrichtung eine senkrecht zur ersten Ebene und senkrecht zur zweiten Ebene verlaufende, dritte Ebene aufgespannt, welche auch als x-z-Ebene bezeichnet wird. Zumindest bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1, welches bei seiner Geradeausfahrt geradeaus in Fahrzeuglängsrichtung und somit in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne gefahren wird, während Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel des Fahrzeugs 1 unterbleiben, verläuft die Raddrehachse 9 in der x-y-Ebene oder parallel zu der x-y-Ebene. Die Lenkachse 7 verläuft vorliegend schräg zu der x-y-Ebene, wobei die Lenkachse 7 beispielsweise senkrecht zur Raddrehachse 9 verläuft. Werden die Radaufhängung 5 und mit dieser das Rad 2 um die Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt, so wird das Rad 2 gelenkt, wodurch Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel des Fahrzeugs 1 bewirkt werden können.
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In 1 ist durch einen Doppelpfeil 10 veranschaulicht, dass die Radaufhängung 5 in Fahrzeughochrichtung oder schräg dazu erfolgende und relativ zu dem Fahrgestell 4 erfolgende Ein- und Ausfederbewegungen des Rades 2 zulässt, wobei die Ein- und Ausfederbewegungen des Rades 2 auch als Federbewegung oder Federbewegungen des Rades 2 bezeichnet werden. Das Fahrzeug 1 umfasst außerdem eine Lenkhandhabe 11, welche beispielsweise von einer Person wie beispielsweise dem Fahrer des Fahrzeugs 1 gehandhabt werden kann. Mittels der beziehungsweise über die Lenkhandhabe 11 können die Radaufhängung 5 und somit das Rad 2 um die Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt, das heißt gelenkt, werden. Beispielsweise ist die Lenkhandhabe 11 ein Lenker. Ferner ist es denkbar, dass die Lenkhandhabe 11 ein Lenkrad ist, welches, wie in 1 durch einen Doppelpfeil 12 veranschaulicht ist, um eine senkrecht oder schräg zur Lenkachse 7 verlaufende Lenkhandabendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar ist. Durch Handhaben, insbesondere durch um die Lenkhandhabendrehachse erfolgendes Drehen der Lenkhandhabe 11, kann das Rad 2, insbesondere von dem Fahrer, gelenkt werden.
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Es ist denkbar, dass das Fahrzeug 1 einen insbesondere separat von dem Fahrgestell 4 ausgebildeten und mit dem Fahrgestell 4 gekoppelten, in 1 nicht dargestellten Radträger aufweist, welcher beispielsweise als Bestandteil einer vorliegend als Hinterradaufhängung ausgebildeten, zweiten Radaufhängung ist. Über die zweite Radaufhängung, insbesondere über den Radträger, ist beispielsweise das zweite Rad 3 an das Fahrgestell 4 angebunden, insbesondere derart, dass das Rad 3 um eine zweite Raddrehachse 13 relativ zu dem Fahrgestell 4 und dabei insbesondere relativ zu dem Radträger beziehungsweise relativ zur zweiten Radaufhängung drehbar ist. Insbesondere ist das Rad 3 um die zweite Raddrehachse 13 relativ zu dem Radträger drehbar an dem Radträger gehalten und somit um die Raddrehachse 13 relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar an das Fahrgestell 4 angebunden. Zumindest bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1 verläuft die Raddrehachse 13 in der oder parallel zu der x-y-Ebene, welche einfach auch als zweite Ebene bezeichnet wird. Da das Rad 2 relativ zu dem Fahrgestell 4 gelenkt werden kann, um Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel zu bewirken, ist das Rad 2 ein lenkbares oder gelenktes Rad. Dabei ist auch das Rad 3 ein lenkbares oder gelenktes Rad, da das Rad 3 um eine zweite, hintere Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt und dadurch gelenkt werden kann, wodurch Richtungsänderungen, Kurvenfahrten und Spurwechsel des Fahrzeugs 1 bewirkt werden können. Dabei verläuft die zweite Lenkachse 14 schräg zur x-y-Ebene, und die Lenkachse 14 verläuft beispielsweise senkrecht zur Raddrehachse 13. Die Lenkachsen 7 und 14 können parallel zueinander oder schräg zueinander verlaufen. Bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs 1, wobei bei der Geradeausfahrt Kurvenfahrten des Fahrzeugs 1 unterbleiben, verlaufen die Raddrehachsen 9 und 13 parallel zueinander, und die Raddrehachsen 9 und 13 verlaufen in Fahrzeugquerrichtung, und die Raddrehachsen 9 und 13 sind in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet. Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass beispielsweise bei der Geradeausfahrt und insbesondere in einem Stillstand des Fahrzeugs 1 die Lenkachsen 7 und 14 schräg zur x-y-Ebene und schräg zueinander verlaufen.
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Mit anderen Worten ist der Radträger Bestandteil der als Hinterradaufhängung ausgebildeten, zweiten Radaufhängung, über welche das Rad 3 an das Fahrgestell 4 angebunden ist. Dabei lässt die zweite Radaufhängung in Fahrzeughochrichtung oder schräg dazu relativ zu dem Fahrgestell 4 erfolgende Ein- und Ausfederbewegungen des Rades 3 zu, wobei die Ein- und Ausfederbewegungen des Rades 3 auch als Federbewegungen oder Federbewegung des Rades 3 bezeichnet werden und in 1 durch einen Doppelpfeil 15 veranschaulicht sind. Insbesondere ist das Rad 2 und/oder das Rad 3 gefedert und/oder gedämpft an dem Fahrgestell 4 abgestützt, sodass die Ein- und Ausfederbewegungen der Räder 2 und 3 gefedert und/oder gedämpft werden. Selbstverständlich wäre es denkbar, wenn das Rad 2 und/oder 3, egal ob gelenkt oder ungelenkt, nicht gegenüber dem Fahrgestell 44 gefedert/gedämpft aufgehängt sind wie z.B. das typische Fahrrad.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Lenkbarkeit und somit Manövrierbarkeit des Fahrzeugs 1 zu realisieren, sind die Räder 2 und 3 über eine erste Welle 16 mechanisch miteinander gekoppelt. Bei der ersten Ausführungsform sind die Räder 2 und 3 im Hinblick auf ihr jeweiliges, um die jeweilige Lenkachse 7 beziehungsweise 14 erfolgendes und relativ zu dem Fahrgestell 4 erfolgendes Verschwenken, das heißt Lenken, zumindest oder vorliegend ausschließlich mechanisch miteinander gekoppelt. Durch Verschwenken, das heißt durch Lenken, des Rades 2 ist die erste Welle 16 antreibbar und dadurch, wie es in 1 durch einen Doppelpfeil 17 veranschaulicht ist, um eine erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar. Die erste Wellendrehachse verläuft in axialer Richtung der Welle 16 beziehungsweise fällt mit der axialen Richtung der Welle 16 zusammen, deren erste Längserstreckungsrichtung ebenfalls mit der axialen Richtung der Welle 16 und somit der ersten Wellendrehachse zusammenfällt.
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Durch relativ zu dem Fahrgestell 4 um die erste Wellendrehachse erfolgendes Drehen der Welle 16 wird, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, das Rad 3 angetrieben und somit gelenkt, mithin um die Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt, sodass bei einem beziehungsweise dem zuvor genannten Verschwenken des Rades 2 über die Welle 16 ein Verschwenken des Rades 3, das heißt ein Lenken des Rades 3, bewirkbar ist.
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Bei der ersten Ausführungsform verläuft die erste Wellendrehachse zumindest schräg zur y-z-Ebene (erste Ebene), wobei im mathematischen Sinne der Schnittwinkel zwischen der ersten Wellendrehachse und der ersten Ebene größer als 45 Grad, insbesondere größer als 60 Grad und ganz insbesondere größer als 75 Grad, ist. Es ist denkbar, dass die erste Wellendrehachse parallel zur zweiten Ebene und schräg zur dritten Ebene verläuft. Ferner ist es denkbar, dass die erste Wellendrehachse schräg zur zweiten Ebene und parallel zur dritten Ebene verläuft. Ferner ist es denkbar, dass die erste Wellendrehachse schräg zur zweiten Ebene und schräg zur dritten Ebene verläuft.
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Bei der ersten Ausführungsform ist dem Rad 2 ein erstes Antriebszahnrad 43 zugeordnet, welches eine erste Antriebsverzahnung, welche insbesondere als Außenverzahnung ausgebildet ist, aufweist. Das Antriebszahnrad 43 ist durch Verschwenken des Rades 2 um eine schräg oder senkrecht zur Wellendrehachse verlaufende Zahnraddrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar. Bei der ersten Ausführungsform fällt die Zahnraddrehachse mit der Lenkachse 7 zusammen, sodass das Antriebszahnrad 43 um die Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar ist. Insbesondere ist das Antriebszahnrad 43 von der Radaufhängung 5 beziehungsweise von dem Rad 2 antreibbar und dadurch um die Lenkachse 7 beziehungsweise um die Zahnraddrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar.
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Die erste Antriebsverzahnung des Zahnrades 43 steht mit einer korrespondierenden, zweiten Antriebsverzahnung in Eingriff, welche vorzugsweise als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die zweite Antriebsverzahnung ist der Welle 16 zugeordnet und mit der Welle 16 mitdrehbar. Vorliegend ist die zweite Antriebsverzahnung durch ein zweites Antriebszahnrad 18 gebildet, welches drehfest mit der Welle 16 verbunden und somit um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 mit der Welle 16 mitdrehbar ist. Es ist denkbar, dass das Antriebszahnrad 18 und die Welle 16 einstückig miteinander ausgebildet sind, oder das Antriebszahnrad 18 und die Welle 16 sind separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden. Wird das Antriebszahnrad 43 um die Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht, so wird hierdurch die Welle 16 über die Antriebsverzahnungen von dem Antriebszahnrad 43 angetrieben und somit um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht. Es ist erkennbar, dass die Welle 16 über die Antriebszahnräder 43 und 18, mithin über die Antriebsverzahnungen, durch Lenken des Rades 2 antreibbar und somit um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar ist. Durch Drehen der Welle 16 wird das Rad 3 verschwenkt, sodass das Rad 3 über die Welle 16 mit dem Rad 2 mitlenkbar ist. Bei der ersten Ausführungsform sind die Antriebszahnräder 43 und 18 als Kegelräder ausgebildet, sodass die erste Antriebsverzahnung und die zweite Antriebsverzahnung als Kegelradverzahnungen ausgebildet sind.
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Bei der ersten Ausführungsform ist das Rad 3 über eine drehmomentübertragend mit der ersten Welle 16 gekoppelte, zweite Welle 19 gekoppelt. Die Wellen 16 und 19 sind separat voneinander ausgebildet und drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Die zweite Welle 19 ist um eine zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar, wobei die zweite Wellendrehachse parallel oder vorliegend schräg zur ersten Wellendrehachse verläuft. Wird die Welle 16 um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht, so wird hierdurch die zweite Welle 19 angetrieben und somit um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht. Durch relativ zu dem Fahrgestell 4 um die zweite Wellendrehachse erfolgendes Drehen der Welle 19 wird das Rad 3 gelenkt, mithin um die Lenkachse 14 relativ zum Fahrgestell 4 verschwenkt.
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Der ersten Welle 16 ist eine mit der ersten Welle 16 mitdrehbare, erste Abtriebsverzahnung zugeordnet, welche vorliegend durch ein erstes Abtriebszahnrad 20 gebildet ist. Das Abtriebszahnrad 20 ist vorliegend als ein Kegelrad ausgebildet. Somit ist die erste Abtriebsverzahnung als eine Kegelradverzahnung ausgebildet. Insbesondere ist die erste Abtriebsverzahnung eine Außenverzahnung. Bei der ersten Ausführungsform ist das Abtriebszahnrad 20 drehfest mit der Welle 16 verbunden. Dabei können die Welle 16 und das Abtriebszahnrad 20 separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden sein, oder die Welle 16 und das Abtriebszahnrad 20 sind einstückig miteinander ausgebildet.
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Die erste Abtriebsverzahnung des Abtriebszahnrads 20 steht in Eingriff mit einer zweiten Abtriebsverzahnung, welche vorliegend durch ein zweites Abtriebszahnrad 21 gebildet ist. Die zweite Abtriebsverzahnung ist vorzugsweise eine Außenverzahnung. Bei der ersten Ausführungsform ist die zweite Abtriebsverzahnung eine Kegelradverzahnung, wobei das Abtriebszahnrad 21 ein Kegelrad ist. Die zweite Abtriebsverzahnung, mithin das zweite Abtriebszahnrad 21, ist mit der zweiten Welle 19 mitdrehbar. Vorliegend sind das Abtriebszahnrad 21 und die Welle 19 drehfest miteinander verbunden. Das Abtriebszahnrad 20 beziehungsweise dessen Abtriebsverzahnung ist um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 mitdrehbar. Die zweite Abtriebsverzahnung und das zweite Abtriebszahnrad 21 sind um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 mit der Welle 19 mitdrehbar. Es ist denkbar, dass das Abtriebszahnrad 21 und die Welle 19 separat voneinander ausgebildet und drehfest miteinander verbunden sind, oder das Abtriebszahnrad 21 und die Welle 19 sind einstückig miteinander ausgebildet. Wird das Rad 2 gelenkt, so wird die Welle 16 über die Antriebsverzahnungen angetrieben und somit um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht. Hierdurch wird die Welle 19 über die Abtriebsverzahnungen von der Welle 16 angetrieben und somit um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht, was in 1 durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulicht ist. Durch relativ zu dem Fahrgestell 4 um die zweite Wellendrehachse erfolgendes Drehen der Welle 19 wird das Rad 3 um die Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt, mithin gelenkt.
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Dem Rad 3 ist ein drittes Abtriebszahnrad 23 mit einer dritten Abtriebsverzahnung zugeordnet, wobei das Abtriebszahnrad 23 und somit die dritte Abtriebsverzahnung mit dem Rad 3 um die Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 mitschwenkbar beziehungsweise mitdrehbar ist. Die vierte Abtriebsverzahnung ist vorzugsweise eine Außenverzahnung. Vorliegend ist die dritte Abtriebsverzahnung eine Kegelradverzahnung, da das dritte Abtriebszahnrad 23 als ein Kegelrad ausgebildet ist. Das relativ zu dem Fahrgestell 4 um die Lenkachse 14 erfolgende Drehen des Abtriebszahnrads 23, mithin der dritten Abtriebsverzahnung, ist in 1 durch einen Doppelpfeil 24 veranschaulicht. Der Welle 19 ist ein viertes Abtriebszahnrad 25 mit einer vierten Abtriebsverzahnung zugeordnet, welche mit der dritten Abtriebsverzahnung in Eingriff steht. Das Abtriebszahnrad 25 ist mit der Welle 19 mitdrehbar, insbesondere um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4. Die vierte Abtriebsverzahnung ist eine Außenverzahnung. Insbesondere ist die vierte Abtriebsverzahnung eine Kegelradverzahnung, da beispielsweise das Abtriebszahnrad 25 als ein Kegelrad ausgebildet ist. Das Abtriebszahnrad 25 beziehungsweise die vierte Abtriebsverzahnung ist drehfest mit der Welle 19 verbunden und dadurch mit der Welle 19 um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 mitdrehbar. Es ist denkbar, dass die Welle 19 und das vierte Abtriebszahnrad 25 separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind, oder die Welle 19 und das vierte Abtriebszahnrad 25 sind einstückig miteinander ausgebildet. Wird die Welle 19 um die zweite Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht, so wird das Abtriebszahnrad 23 über die dritte Abtriebsverzahnung und die vierte Abtriebsverzahnung von der Welle 19 angetrieben und in der Folge um die Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 gedreht, wodurch das Rad 3 um die Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt, mithin geschwenkt wird. Hierdurch ist eine effektive, effiziente und bauraumgünstige Kopplung zwischen den Rädern 2 und 3 darstellbar.
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Die auch als Treibräder bezeichneten Abtriebszahnräder 20 und 21 sind in der Zeichnung als außenverzahnte Kegelräder ausgebildet. Alternativ dazu wäre es möglich, eines von den beiden als zylindrische oder kegelförmige Innenverzahnung auszubilden. Das Ende einer der beiden Wellen 16, 19 hat also nicht den Form eines Kegels, sondern eines offenen Fasses oder eines Vulkankraters, in den das Rad der anderen Seite hineingreift. Diese Variante hätte Bauraumvorteile, bringt aber den Nachteil mit sich, dass bei einer innenverzahnten Zahnradstufe die Drehrichtung nicht umgekehrt wird, sodass im Antriebsstrang der Hinterradlenkung noch zusätzlich eine Drehrichtungsumkehr z.B. in Form einer zusätzlichen Zahnradstufe eingebaut werden müsste. Eine Alternative hierzu wäre auch beispielsweise die Maßnahme am Drehmomentübertragungspunkt von 25 auf 23 diese Stelle so zu gestalten (also ggf. 19 in Seitenansicht von links etwas gegen die Uhrzeigerrichtung zu drehen), dass nicht die Oberseite von 25 auf 23 abtreibt sondern die Unterseite. Denn dann findet an dieser Stelle ebenfalls eine Drehrichtungsumkehr statt und die Drehrichtung des Rades 3 ist wieder korrekt.
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Wird der drehmomentübertragende Punkt bei 20/21 nicht allein über Außenverzahnung sondern teils über Innenverzahnung ausgeführt, so ändert sich der Drehsinn von 16 auf 19 nicht. In diesem Fall wäre es auch möglich, diese Zahnradstufe einzusparen und 16 sowie 19 einstückig auszuführen. Alternativ dazu wäre es auch möglich, anstatt der einseitigen Innenverzahnung bei 20/21 bzw. den Zahnrädern dort ein Kardangelenk zu verbauen, das 16 mit 19 verbindet.
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Es ist erkennbar, dass die Räder 2 und 3 zumindest oder ausschließlich stark, aber mechanisch miteinander gekoppelt sein können. Bei der ersten Ausführungsform ist eine ausschließlich starke, aber mechanische Kopplung der Räder 2 und 3 vorgesehen. Denkbar ist ferner, eine fluidmechanische Kopplung zwischen den Rädern 2 und 3 vorzusehen, sodass die Räder 2 und 3 beispielsweise pneumatisch und/oder hydraulisch, das heißt fluidisch, miteinander gekoppelt sein können. Über diese Kopplung wird Lenkenergie, beispielsweise aus der Muskelkraft des Fahrers, die an der Lenkhandhabe 11 angreift, auf die Räder 2 und 3 verteilt.
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2 und 3 zeigen eine zweite Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Bei der zweiten Ausführungsform ist ein Feder- und/oder Dämpferelement 26 erkennbar, über welches das Rad 3 gefedert und/oder gedämpft an dem Fahrgestell 4 abgestützt ist. Ferner ist aus 3 ein Beispiel für den mit 27 bezeichneten Radträger erkennbar, über welchen das Rad 3 an das Fahrgestell 4 angebunden ist. Beispielsweise kann durch um die erste Wellendrehachse relativ zu dem Fahrgestell 4 erfolgendes Drehen der Welle 16 der Radträger 27 relativ zum Fahrgestell 4 verschwenkt werden, wodurch das Rad 3 gelenkt werden kann. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Radträger 27 als Gelenk, das heißt Gelenkkinematik ausgebildet, das beziehungsweise die zumindest ein Viergelenk aufweist. Durch Drehen der Welle 16 kann die Gelenkkinematik ausgelenkt werden, wodurch das Rad 3 verschwenkt, das heißt gelenkt werden kann.
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Denkbar ist, dass die Welle 16 insbesondere relativ zu dem Fahrgestell 4 translatorisch verschiebbar ist, insbesondere um dadurch das Rad 3 zu lenken, insbesondere wenn das Rad 2 gelenkt wird beziehungsweise infolge eines Lenkens des Rads 2. Bei einer ersten Variante erfolgt beispielsweise der beidseitige Zahneingriff (Antrieb und Abtrieb) von Welle 16 durch ein jeweiliges Schneckengetriebe. Damit nimmt die Welle 16 dann beispielsweise eine Rotationsbewegung und/oder (je nach Lagerung, axial gefesselt und/oder tangential bzw. rotatorisch gefesselt) eine durch den Pfeil in 2 angedeutete, translatorische Bewegung auf, wenn die Lenkung betätigt wird, mithin das Rad 2 gelenkt wird.
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Bei einer zweiten Variante wird anstatt eines Schneckengetriebes und somit anstatt einer bei dem Schneckengetriebe vorgesehenen Schneckenverzahnung eine Stirnradverzahnung an beiden Enden der Welle 16 vorgesehen, wodurch die Welle 16 dann sozusagen zu einem Stab beziehungsweise einer Zahnstange wird, die relativ zu dem Fahrgestell 4 verschoben wird, um bei einem Lenken des Rads 2 das Rad 3 mitzulenken.
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4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform des Fahrzeugs 1. In 4 und 5 erkennbar ist der mit 28 bezeichnete Antriebsmotor, welcher beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine oder aber als elektrische Maschine ausgebildet sein kann.
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Wie besonders gut aus 5 erkennbar ist, ist das Rad 3 über einen Kardanantrieb 29, welcher eine Kardanwelle 30 umfasst, von dem Antriebsmotor 28 antreibbar. Dabei steht ein Abtriebsritzel 31 der Kardanwelle 30 in Eingriff mit einem korrespondierenden Abtriebsritzel 32, welches zu dem Abtriebsritzel 31 antreibbar ist. Das Rad 3 ist von dem Abtriebsritzel 32 antreibbar und dadurch um die zugehörige Raddrehachse 13 relativ zu dem Fahrgestell 4 drehbar, was in 5 durch einen Doppelpfeil 33 veranschaulicht ist.
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6 und 7 zeigen eine vierte Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Bei der vierten Ausführungsform ist ein auch als Trumantrieb bezeichneter Zugmitteltrieb 34 vorgesehen, über welchen das Rad 3 von dem Antriebsmotor 28, insbesondere über ein Getriebe 35, antreibbar ist. Hierzu umfasst der Zugmitteltrieb 34 eine erste Zugmittelscheibe 36 und eine zweite Zugmittelscheibe 37, wobei der Zugmitteltrieb 34 auch ein beispielsweise als Riemen oder Kette ausgebildetes Zugmittel 38 umfasst. Das Zugmittel 38 umschlingt die Zugmittelscheiben 36 und 37 zumindest teilweise, sodass die Zugmittelscheibe 37 über das Zugmittel 38 von der Zugmittelscheibe 36 antreibbar ist, welche über das Getriebe 35 von dem Antriebsmotor 28 antreibbar ist. Das Rad 3 ist von der Zugmittelscheibe 37 antreibbar und kann somit über die Zugmitteltrieb 34 von dem Antriebsmotor 28 angetrieben werden. Das Zugmittel 38 wird auch als Trum bezeichnet.
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Vorgesehen bei der vierten Ausführungsform ist beispielsweise ein Steer-by-Wire-Konzept, sodass das Fahrzeug 1 einen Sensor 39 und einen beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Motor 40 aufweist. Der Sensor 39 kann beispielsweise um die Lenkachse 7 insbesondere auf das Rad 2 wirkende und/oder um die Lenkachse 7 wirkende und beispielsweise von dem Rad 2 bereitgestellte Drehmomente, welche auch als Lenkmomente bezeichnet werden, erfassen. Beispielsweise werden die Lenkmomente von dem Fahrer des Fahrzeugs 1 bereitgestellt und auf das Rad 2 ausgeübt, um dadurch das Rad 2 zu lenken, mithin um die Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 zu verschwenken. Alternativ oder zusätzlich ist der Sensor 39 dazu ausgebildet, einen jeweiligen Winkel zu erfassen, um welchen das Rad 2 gelenkt wird, mithin um die zugehörige Lenkachse 7 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt wird. Somit ist der Sensor 39 als Lenkmoment- und/oder Lenkwinkel-Sensor ausgebildet, da der Winkel, um welchen das Rad 2 gelenkt wird, auch als Lenkwinkel bezeichnet wird. Der Sensor 39 kann beispielsweise ein insbesondere elektrisches Signal bereitstellen, welches das Lenkmoment und/oder den Lenkwinkel charakterisiert, das beziehungsweise der mittels des Sensors 39 erfasst wird. Der Motor 40 kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem mittels des Sensors 39 erfassten Lenkmoment und/oder in Abhängigkeit von dem mittels des Sensors 39 erfassten Lenkwinkel betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt, werden, wobei der Motor 40 beispielsweise das Rad 3 lenken kann, mithin um die zugehörige Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt werden kann. Es ist insbesondere denkbar, das Rad 3 mittels des Motors 40 in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem erfassten Lenkmoment und/oder in Abhängigkeit von dem ersten Lenkwinkel zu lenken, insbesondere ohne dass die Räder 2 und 3 mechanisch miteinander gekoppelt sind. Somit ist beispielsweise bei der vierten Ausführungsform eine, insbesondere rein, elektronische Kopplung der Räder 2 und 3 vorgesehen, insbesondere im Hinblick auf deren Lenkbewegungen. Es ist denkbar, dass per Überlagerungsgetriebe auch eine elektronische Unterstützung der mechanischen Lenkung realisiert werden kann, also beispielsweise die Lenksensitivität in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und/oder des Lenkradwinkels geändert werden kann - wie es im dem PKW-Bereich bereits teilweise praktiziert wird.
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8 und 9 zeigen eine fünfte Ausführungsform, bei der das Fahrzeug 1 den Zugmitteltrieb 34 und den als Gelenkkinematik ausgebildeten Radträger 27 aufweist. Auch bei der fünften Ausführungsform ist das Steer-by-Wire-Konzept vorgesehen.
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10 und 11 zeigen eine sechste Ausführungsform. Vorgesehen ist, wie bei der fünften Ausführungsform, ein Träger 41, über welchen der Zugmitteltrieb 34 zumindest teilweise an das Fahrgestell 4 angebunden ist. Insbesondere ist zumindest die radseitige Zugmittelscheibe 37, insbesondere drehbar, an dem Träger 41 gehalten und somit über den Träger 41 an das Fahrgestell 4 angebunden. Der Träger 41 ist relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkbar, insbesondere um eine Schwenkachse, welche beispielsweise in der x-y-Ebene verläuft oder parallel zu der x-y-Ebene verläuft. Insbesondere kann die Schwenkachse, um die der Träger 41 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkbar ist, in Fahrzeugquerrichtung verlaufen. Dabei unterscheiden sich die fünfte Ausführungsform und die sechste Ausführungsform insbesondere dadurch voneinander, dass die Schwenkachse, um welche der Träger 41 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkbar ist, in Fahrzeuglängsrichtung unterschiedliche Positionen aufweist.
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12 und 13 zeigen eine siebte Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Bei der siebten Ausführungsform weist der Radträger 27 einen bogenförmigen, insbesondere kurvenförmigen, auch als Lagerungsabschnitt bezeichneten Lagerungsbereich 42 auf, über welchen der Radträger 27 und mit diesem das Rad 3 derart an dem Fahrgestell 4 gelagert ist, dass zum Lenken des Rads 3 der Lagerungsbereich 42 und somit der Radträger 27 entlang einer insbesondere durch eine Lagerung definierten, bogenförmigen beziehungsweise kurvenförmigen Bewegungsbahn relativ zu dem Fahrgestell 4 verschiebbar ist. Insbesondere verläuft die Bewegungsbahn in der x-y-Ebene bogenbeziehungsweise kurvenförmig. Durch relativ zu dem Fahrgestell 4 erfolgendes Verschieben des Lagerungsbereichs 42 entlang der Bewegungsbahn wird das Rad 3 um die zugehörige Lenkachse 14 relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkt und somit gelenkt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Bewegungsbahn kreisbogenförmig ausgebildet ist.
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14 und 15 zeigen eine achte Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Der Lagerungsbereich 42 und somit der Radträger 27 sind beispielsweise um eine Radträgerschwenkachse relativ zu dem Fahrgestell 4 verschwenkbar und führen somit die Ein- und Ausfederbewegungen des Rads 3 mit aus, wobei die Radträgerschwenkachse beispielsweise in der x-y-Ebene verläuft oder parallel dazu verläuft. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei der siebten Ausführungsform die Radträgerschwenkachse relativ zu dem Fahrgestell 4 unbeweglich ist und somit die Lenkbewegung des Rades 3 nicht ausführt. Demgegenüber ist es beispielsweise bei der achten Ausführungsform vorgesehen, dass die Radträgerschwenkachse in der x-y-Ebene relativ zu dem Fahrgestell 4 bewegbar ist und dabei die Lenkbewegung des Rades 3 mit ausführt.
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16 und 17 zeigen eine neunte Ausführungsform des Fahrzeugs 1.
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18 und 19 zeigen eine zehnte Ausführungsform des Fahrzeugs 1.
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Insbesondere im Hinblick auf 1, 4 und 5 ist noch hinzuzufügen, dass es denkbar ist, dass das Hinterrad dort beispielsweise nicht einen gekrümmten, sondern einen geraden Federweg einnehmen kann, also beispielsweise in sehr ähnlicher Weise aufgehängt sein kann und geführt werden kann wie das Vorderrad, also beispielsweise mit einer herkömmlichen beidseitigen oder einseitigen (Feder-) Gabel.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Rad
- 3
- Rad
- 4
- Fahrgestell
- 5
- Radaufhängung
- 6
- Doppelpfeil
- 7
- Lenkachse
- 8
- Führungselement
- 9
- Raddrehachse
- 10
- Doppelpfeil
- 11
- Lenkhandhabe
- 12
- Doppelpfeil
- 13
- Raddrehachse
- 14
- Lenkachse
- 15
- Doppelpfeil
- 16
- Welle
- 17
- Doppelpfeil
- 18
- Antriebszahnrad
- 19
- Welle
- 20
- Abtriebszahnrad
- 21
- Abtriebszahnrad
- 22
- Doppelpfeil
- 23
- Abtriebszahnrad
- 24
- Doppelpfeil
- 25
- Abtriebszahnrad
- 26
- Feder- und/oder Dämpferelement
- 27
- Radträger
- 28
- Antriebsmotor
- 29
- Kardanantrieb
- 30
- Kardanwelle
- 31
- Abtriebsritzel
- 32
- Abtriebsritzel
- 33
- Doppelpfeil
- 34
- Zugmitteltrieb
- 35
- Getriebe
- 36
- Zugmittelscheibe
- 37
- Zugmittelscheibe
- 38
- Zugmittel
- 39
- Sensor
- 40
- Motor
- 41
- Träger
- 42
- Lagerungsbereich
- 43
- Antriebszahnrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3840783 C1 [0002]
- WO 2005/12098 A1 [0002]
- DE 19823002 A1 [0002]
- DE 212018000343 U1 [0002]
