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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb eines Landfahrzeugs nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
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Es sind Landfahrzeuge bekannt, die aus einem vorderen und einem hinteren Rahmenteil bestehen, wobei die Rahmenteile um eine Längsachse gegeneinander verschwenkbar sind und so miteinander verbunden und von einer Fahrbahn abgestützt werden, dass ein Rahmenteil um die Schwenkachse labil vom anderen Rahmenteil gehalten wird. Diese Fahrzeuge sind meist mit einer Einrichtung zum Festlegen der beiden Rahmenteile gegeneinander im Stillstand und bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit ausgerüstet.
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Solche bereits bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Berieb von Landfahrzeugen beschreiben die
DE 198 33 478 A1 , die
US 3 938 609 A und die deutsche Offenlegungsschrift
DE 1 908 551 A . Bei diesen Motordreirädern ist ein vorderes Rahmenteil mit einem Vorderrad um eine Längsachse schwenkbar an einem hinteren Rahmenteil mit zwei Hinterrädern angebracht. Diese Fahrzeuge besitzen eine Blockiereinrichtung, die bei geringen Geschwindigkeiten und im Stillstand die beiden Rahmenteile gegeneinander stabilisiert. Beim Fahren mit höherer Geschwindigkeit jedoch entsteht ein Fahrgefühl entsprechend einem Motorrad, weil sich das vordere Rahmenteil um eine Schwenkachse, verlaufend vom vorderen Radaufstandspunkt durch ein Drehgelenk zwischen den beiden Rahmenteilen hindurch, entsprechend der auf dieses wirkenden Kräfte verdrehen kann.
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Die genannten Dreiräder haben den Nachteil, dass sie bei Fahrten mit einer Geschwindigkeit, die noch kein stabiles Gleichgewicht zulässt, schwierig zu fahren sind, da entweder das vordere Rahmenteil noch blockiert ist, oder bereits freigegeben ist. Bei blockiertem vorderen Rahmenteil können Kurvenkräfte nicht durch Schräglage ausgeglichen werden, bei freigegebenem vorderen Rahmenteil entsteht eine wackelige Fahrweise, da die Geschwindigkeit für ein stabiles Gleichgewicht noch nicht ausreicht.
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Die
US 3 938 609 A versucht zwar, durch ein Drehgelenk, das mit zunehmendem Neigungswinkel eine sich erhöhende Rückstellkraft erzeugt, zu erreichen, dass sich das vordere Rahmenteil immer wieder in die senkrechte Lage begibt. Diese Ausführungsform bleibt aber dennoch wackelig, da bei senkrechter Stellung beider Rahmenteile und null Grad Neigungswinkel keine Rückstellkraft mehr wirkt.
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Nächstliegenden Stand der Technik beschreiben das Gebrauchsmuster
DE 93 08 369 U1 und die Auslegeschrift
DE 22 47 863 B . Diese sehen eine Einrichtung vor, die den Verschwenkwinkel der beiden Rahmenteile zueinander geschwindigkeitsabhängig so begrenzt, dass der mögliche Verschwenkwinkel mit zunehmender Geschwindigkeit zunimmt ohne dass eine Rückstellkraft zwischen den Rahmenteilen bewirkt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere solche Vorrichtung zum Betrieb eines Landfahrzeugs mit gegeneinander verschwenkbaren Rahmenteilen bereitzustellen, mit denen in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen das Abstützen des Fahrzeugs durch den Fahrer nicht notwendig ist und in hohen Geschwindigkeitsbereichen die Verschwenkbarkeit zwischen den Rahmenteilen völlig freigegeben wird.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Betrieb eines Landfahrzeugs für mindestens eine Person, mit einem Rahmen aus zwei Rahmenteilen, einem vorderen und einem hinteren, die, um eine Längsachse gegeneinander verschwenkbar, so miteinander verbunden und von einer Fahrbahn abgestützt sind, dass ein Rahmenteil um die Schwenkachse labil vom anderen Rahmenteil gehalten wird und mit einer Einrichtung zum Festlegen der beiden Rahmenteile gegeneinander im Stillstand und bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit, die den Verschwenkwinkel der beiden Rahmenteile zueinander geschwindigkeitsabhängig so begrenzt, dass der mögliche Verschwenkwinkel mit zunehmender Geschwindigkeit zunimmt ohne eine Rückstellkraft zwischen den Rahmenteilen zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einrichtung ein an einem Rahmenteil befestigtes, in seiner Längsrichtung sich im Wesentlichen von unten nach oben und in seiner Breitenrichtung sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Band mit veränderlicher Bandlose mit einem am anderen Rahmenteil befestigten Anschlag so zusammenwirkt, dass, beim Verschwenken des einen Rahmenteils zum anderen Rahmenteil um die Schwenkachse, der Anschlag die Bandlose durch Spannen des Bandes aufhebt und durch das gespannte Band die beiden Rahmenteile am weiteren Verschwenken in dieselbe Richtung gehindert werden. Mit einer solchen Einrichtung, die den Verschwenkwinkel der beiden Rahmenteile zueinander geschwindigkeitsabhängig so begrenzt, dass der mögliche Verschwenkwinkel mit zunehmender Geschwindigkeit zunimmt ohne eine Rückstellkraft zwischen den Rahmenteilen zu bewirken, wird vorteilhafterweise gewährleistet, dass einerseits ein Kippen eines Rahmenteils bei langsamer Geschwindigkeit vermieden wird, andererseits aber bei höherer Geschwindigkeit dieses Rahmenteil völlig freigegeben wird, ohne dass irgendwelche Rückstellkräfte das dynamische Gleichgewicht beeinflussen.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Bandlose durch eine Einrichtung zum Spannen des Bandes verändert werden kann. Insbesondere in Stufenschritten, zum Beispiel mittels pneumatischer Muskeln, die mindestens eine Befestigungseinrichtung des Bands verschieben.
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Eine bevorzugte Vorrichtung zum Betrieb von Landfahrzeugen ist dadurch gekennzeichnet, dass stufenweise als möglicher Verschwenkwinkel etwa null Winkelgrad in einem Geschwindigkeitsbereich vom Stillstand bis etwa zwanzig Kilometer pro Stunde freigegeben wird und in einem Geschwindigkeitsbereich über etwa zwanzig Kilometer pro Stunde voll freigegeben wird.
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Dabei wird bei einer vorteilhaften Vorrichtung stufenweise als möglicher Verschwenkwinkel etwa null Winkelgrad in einem Geschwindigkeitsbereich vom Stillstand bis etwa zehn Kilometer pro Stunde, etwa acht Winkelgrad zu jeder Seite in einem Geschwindigkeitsbereich von etwa zehn Kilometer pro Stunde bis etwa zwanzig Kilometer pro Stunde freigegeben wird und in einem Geschwindigkeitsbereich über etwa zwanzig Kilometer pro Stunde der Verschwenkwinkel voll freigegeben wird.
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Das Band kann dabei geschlossen um mindestens zwei Befestigungsbolzen herumgeschlungen sein, von mindestens zwei Führungsbolzen geführt und von einem Anschlagbolzen beim Verdrehen der beiden Rahmenteile ausgelenkt werden, wobei mindestens ein Befestigungsbolzen verschiebbar am Rahmenteil angebracht ist. Insbesondere wenn das geschlossene Band um den Anschlagbolzen herum verläuft, kann der verschiebbare Befestigungsbolzen zur Verstellung der Bandlose von den pneumatischen Muskeln so beaufschlagt werden, dass ein erster pneumatischer Muskel den verschiebbaren Befestigungsbolzen von einer Position mit maximaler Bandlose in eine Position mit wenig Bandlose bringen kann und umgekehrt und dass ein zweiter pneumatischer Muskel den verschiebbaren Befestigungsbolzen von einer Position mit wenig Bandlose in eine Position mit ohne Bandlose bringen kann und umgekehrt. Zwei gleiche pneumatische Muskeln sind dazu hintereinandergeschaltet. Zur völligen Freigabe wird dann der zweite Muskel im nicht gespannten Zustand überdehnt.
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Alternativ dazu kann der verschiebbare Befestigungsbolzen zur Verstellung der Bandlose von den pneumatischen Muskeln auch so beaufschlagt werden, dass eine erste pneumatische Muskel den verschiebbaren Befestigungsbolzen von einer Position mit maximaler Bandlose in eine Position ohne Bandlose bringen kann und umgekehrt und dass eine zweite pneumatische Muskel den verschiebbaren Befestigungsbolzen von einer Position mit maximaler Bandlose in eine Position mit wenig Bandlose bringen kann und umgekehrt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein Landfahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass es ein Dreirad ist, dessen vorderer Rahmenteil ein lenkbares Vorderrad führt und dessen hinterer Rahmenteil zwei Hinterräder führt.
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Bei diesem Landfahrzeug ist vorteilhafterweise am vorderen Rahmenteil mindestens eine Sitzeinrichtung für mindestens eine Person angebracht. Dabei ist weiterhin von Vorteil, wenn am hinteren Rahmenteil mindestens ein Motor-Getriebe-Block angebracht ist.
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Dazu ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Dreiradfahrzeuges gemäß dem Stand der Technik und
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2 eine Teilansicht des Dreiradfahrzeuges aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb eines Landfahrzeugs.
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Das in 1 in einer schematischen Perspektivzeichnung dargestellte Dreiradfahrzeug nach dem Stand der Technik, besitzt einen Rahmen mit einem vorderen Rahmenteil 1 und einem hinteren Rahmenteil 8. Das vordere Rahmenteil 1 ist mit einer Lenkgabel 2 versehen, welche in einer nach vorn, unten geneigten Hülse 3 geführt ist und damit einen positiven Vorlauf hat.
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Die Lenkungsachse 4, die durch Verlängerung der Achse der Hülse 3 nach unten als eine gestrichelte Linie dargestellt ist, trifft auf den Boden in einem Punkt 5, entsprechend des Stands der Technik bei Motorrädern. Ein mit Handgriffen versehener Lenker 6 gestattet das Lenken des Dreirads.
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Das vordere Rahmenteil 1 ist weiterhin mit einem Sitz 7 versehen und an seinem rückseitigen Ende um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar am hinteren Rahmenteil 8 abgestützt.
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Das hintere Rahmenteil 8 enthält die Achsen der beiden angetriebenen Hinterräder 9 und 10 und das Differenzial. Die Achsen werden von einem Motorgetriebeblock 11 angetrieben. Eine Drehgelenkverbindung 12 zwischen dem vorderen Rahmenteil 1 und dem hinteren Rahmenteil 8 verbindet diese beiden Teile um eine Längsachse so gegeneinander verschwenkbar, dass das vordere Rahmenteil 1 um die Schwenkachse labil vom hinteren Rahmenteil 8 gehalten wird.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb des Dreirads ist in 2 dargestellt. Die Bezugsziffern 7 bis 12 betreffen die bereits in 1 beschriebenen Einzelheiten.
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An dem hinteren Rahmenteil 8, hier auf dem Motor-Getriebe-Block 11, ist eine Vorrichtung zum Betrieb des Landfahrzeugs angebracht.
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Die Vorrichtung besteht aus einem fest mit dem Motor-Getriebe-Block 11 verbundenen Abstützbalken 13, mit einem ersten beweglichen 16, einem zweiten festen 14 und dritten festen Befestigungsbolzen 15. Der erste Befestigungsbolzen 16 ist in vertikaler Richtung beweglich über einen Längsschlitz 17 im Abstützbalken 13 geführt und wird durch zwei pneumatische Muskeln 18, 19 vertikal gehalten, die mit ihrem anderen Ende am zweiten festen Befestigungsbolzen 14 befestigt sind. Ein sich in seiner Längsrichtung von unten nach oben und in seiner Breitenrichtung in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Band 20 ist um die Befestigungsbolzen 15 und 16 herumgeschlungen. Durch unterschiedliche Länge der pneumatischen Muskeln 18, 19 kann durch deren wahlweise Betätigung die Bandlose des Bandes 20 in Stufenschritten verändert werden, was bewirkt, dass das Band 20 mit einem am vorderen Rahmenteil 1 befestigten Anschlagbolzen 21, der sich zwischen die beiden Bandtrümer des Bandes 20 hinein erstreckt, so zusammenwirkt, dass, beim Verschwenken des vorderen Rahmenteils 1, der Anschlagbolzen 21 die Bandlose durch Spannen des Bandes 20 aufhebt und durch das gespannte Band 20 das vordere Rahmenteil 1 am weiteren Verschwenken in dieselbe Richtung stufenweise gehindert wird.
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Dabei ist das Band 20, das geschlossen um die zwei Befestigungsbolzen 15, 16 herumgeschlungen ist, von mindestens zwei Führungsbolzen 22, 23 geführt. Vom Anschlagbolzen 21 wird es beim Verdrehen der beiden Rahmenteile 1, 8 gegeneinander bis zum Aufheben der Bandlose ausgelenkt. Der verschiebbare Befestigungsbolzen 16 wird zur Verstellung der Bandlose von den pneumatischen Muskeln 18, 19 so beaufschlagt, dass ein erster pneumatischer Muskel 18 den verschiebbaren Befestigungsbolzen von einer Position mit maximaler Bandlose in eine Position ohne Bandlose bringen kann und umgekehrt und dass ein zweiter pneumatischer Muskel 19 den verschiebbaren Befestigungsbolzen 16 von einer Position mit maximaler Bandlose in eine Position mit wenig Bandlose bringen kann und umgekehrt.
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Fährt nun das Landfahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich vom Stillstand bis etwa zehn Kilometer pro Stunde, steuert eine nicht gezeichnete Steuereinrichtung, ausgehend vom Geschwindigkeitssignal, einen nicht gezeichneten Aktor an, der den ersten pneumatischen Muskel 18 verkürzt. Dies bewirkt, dass das Band 20, wie in 2 gezeichnet, vom Befestigungsbolzen 16 gestrammt, ohne Bandlose eine Bewegung des Anschlagbolzens 21 zur Seite hin blockiert. Damit ist der mögliche Verschwenkwinkel zwischen dem vorderen 1 und dem hinteren Rahmenteil 8 null Winkelgrad. Etwa acht Winkelgrad Verschwenkwinkel zu jeder Seite hin werden in einem Geschwindigkeitsbereich von etwa zehn Kilometer pro Stunde bis etwa zwanzig Kilometer pro Stunde freigegeben, indem der Aktor den ersten pneumatischen Muskel 18 entspannt und den zweiten pneumatischen Muskel 19 verkürzt. In einem Geschwindigkeitsbereich über etwa zwanzig Kilometer pro Stunde wird der Verschwenkwinkel zwischen dem vorderen 1 und dem hinteren Rahmenteil 8 voll freigegeben, indem beide pneumatische Muskeln 18, 19 entspannt sind.
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Alternativ kann auch etwa ab der Geschwindigkeit, die einen stabilen Gleichgewichtszustand ermöglicht, der Verschwenkwinkel voll freigegeben werden.
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Auf diese Weise wird einerseits ein Kippen des vorderen Rahmenteils 1 bei langsamer Geschwindigkeit vermieden, andererseits aber bei höherer Geschwindigkeit die Neigbarkeit des vorderen Rahmenteils 1 völlig freigegeben, ohne dass irgendwelche Rückstellkräfte das dynamische Gleichgewicht beeinflussen.
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Eine weitere, nicht gezeichnete Vorrichtung zum Betrieb eines Landfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei, miteinander über ein Ventil kommunizierende, längenveränderliche Druckbälge oder Kolben-/Zylinderanordnungen jeweils das vordere Rahmenteil gegen das hintere Rahmenteil abstützen. Die beiden Druckbälge oder Kolben-/Zylinderanordnungen wirken so zusammen, dass durch Schließen des Ventils eine Fixierung der Lage der beiden Rahmenteile zueinander erreicht wird und nach Öffnen des Ventils ein freies Verschwenken des einen Rahmenteils zum anderen Rahmenteil um die Schwenkachse möglich ist. Diese Vorrichtung ermöglicht zwei verschiedene Betriebsarten des Landfahrzeugs, die dadurch gekennzeichnet sind, dass stufenweise als möglicher Verschwenkwinkel durch Schließen des Ventils etwa null Winkelgrad in einem Geschwindigkeitsbereich vom Stillstand bis etwa zwanzig Kilometer pro Stunde freigegeben wird und in einem Geschwindigkeitsbereich über etwa zwanzig Kilometer pro Stunde durch Öffnen des Ventils der Verschwenkwinkel voll freigegeben wird. Bei geschlossenem Ventil bleibt, unter der Voraussetzung, dass Druckbälge oder Kolben-/Zylinderanordnungen pneumatisch betrieben werden, eine Restelastizität in der Fixierung der Lage der beiden Rahmenteile zueinander, die durchaus erwünscht und konstruktiv einstellbar ist. Eine Vorrichtung kann dann vorgesehen werden, die beim Parken des Fahrzeugs die beiden Rahmenteile vollständig zueinander, zum Beispiel mechanisch, fixiert.
