DE1908826A1 - Dreirad mit Kippfederung - Google Patents

Description

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George Leslie Wallis in Tolworth, Surbiton, Surrey,aroßbritannier

Dreirad mit Kippfederung (Zusatz zum Patent (P 16 BO 5Ö8.2)

Das Hauptpatent ... ... (P 16 30 5Ö8.2) bezieht sich auf

ein Dreirad für Tretkurbel- oder Kraftantrieb mit lenkbarem Vorderrad und zwei Hinterrädern, insbesondere sämtlich mit kleinen Raddurchmessern, bei dem die Hinterräder über einen Schwenkrahmen mit einem als Kugelkopfgelenk oder als Hälsengelenk ausgebildeten ivippgelenk am hinteren Teil des mit dem lenkbaren Vorderrad versehenen Hauptrahmens angelenkt und zugleich mittels am Schwenkrahmen angeordneter Federn gegenüber dem Hauptrahmen abgestutzt sind. Das Kippgelen*c und die Federungen sind dabei so angeordnet, da.3 der Schwenkrahmen raifc den daran gelagerten Hinterrädern beim Kurvonfahren durch die Neigung des Hauptrahmens zwangsläufig in die Lenkrichtung des Vorderrades einschwenkt. Der Fahrer erhält hierdurch die Möglichkeit, das Dreirad beim Kurvenfahren in angonähorter Weise wie ein Zieirad in eine einwärts geneigte Lage zn bringen und dafür zu sorgen, daß das auf der Innenseite der kurve befindliche Hinterrad auch bei in Querrichtung geneigter

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Fahrbahn eine satte Anlage am Boden beibehält und nicht durch. . ν Fliehkraftauswirkung der oberen Teile des Rahmens seinen Boden- " : kontakt verliert. ... .

Die vorliegende Erfindung bezieht sich.auf eine weitere Ausgestaltung von Dreirädern nach dem Hauptpatent, der dieAufgabe . zugrundeliegt, die Federung und die Anlenkung,des .mit den Hinter-rädern versehenen Schwenkrahmens so auszubilden, daS die er- - strebte Wirkung der Schwenkbarkeit des Hauptrahmens beim Kurven-.""...

^ fahren im Sinne der Lenkrichtung des Vorderrades unter Einwirkung. der seitlichen Neigung des .Hauptrahmens bei zusätzlich verstärkter - Bodenberührung des auf der Meigungsseite:■ .befindlichen ffint'er- . ■ . rades verstärkt und hierdurch die Fahrsicherheit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vornehmlioh dadurch ge-löst, da3 die Abfederung des hinteren Schvienkrahrfiens gegenüber', dem Hauptrahmen durch eine oder; mehrere als Torsiönsfedern wirkende Federstangen erfolgt, die je. mit einem. Ende am_: Schvrenkrahmen' und am Hauptrahmen befestigt sind und beim seitlichen Kippen des-Hauptrahmens gegenüber dem Schwenkrahmen- ein der .Kippbevregung" ent-

W gegenwirkendes Stützmoment auf %enPIauptrahmen: abertragen. ?orzugsweise werden für diese besondere Art der'Abfederung - zwei.-viii "^:.---. gleicher Höhe nebeneinander liegende ior'sionsfederstangen verwendet, die zvieckmäSig so ausgebildet und gelagert werden,; dai3_;sie sich nach Bedarf auf eine gewanschbe- Vorspannung der Federn ^3in- stellen lassen. - ■ - - . ^v; .-.- ^- .:-\

'In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent ist zur Sicherung des wirksamen Binsohwenkens der Hinterräder in die Lenkrichbung des Vorderrades beim Kurvenfahren zusätzlich auch vorgesehen, daß bei Verbindung des hinteren Schwemcrahmens mit

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dem Hauptrahmen durch ein Hülsengelenk dieses Gelenk eine von vorn nach hinten verlaufende Neigung aufweist. Der Neigungswinkel soll dabei zur Horizontalen .etwa gi- 5° betragen. Besonders bewährt hat sich-ein Neigungswinkel zwischen 2,5 - 3°· Bei dieser Anordnung 1st das" lenkbare Vorderrad beim Kurvenfahren leicht untersteuert, so daß es das Bestreben hati in die neutrale Mittelstellung für Geradeausfahrt zurückzukehren'. Dies ist für die Fahrstabilität günstigt' während eineι Übersteuerung des Lenkrades im Sinne eines zusätzlichen Einffchwenkens in die Xienkrichtung eine erhebliche

beim Fahren zur Folge hat*
I; Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung der wesent-

des; Dreirades 3Qäch der ErfindurigV und zwar zeigen Fig.4 1 eine sohetfiatlsche ßeltenaaisicht des Häupträhffiens eines \;^ solchen ßreiradeisB ,
Flgfe 2 die unteren Teile dieses Sähraens im Grundriß» 3 die yörderanslcht der hinteren Befestigungsstelle der Federstangen in gröBerem HaSstabi

k die Vorderansieht der vorderen Befestigungsstelle der • ' Federstangen, \ ;-■ . " ■ iFlg* 5 äie schaubildliche Schrägansicht von vorn einer abge-

. ' änderten'Ausführung des Dreiradrahmensi .Fig. 6 einen Teillängssohnitt durch das hintere Ende des un- \ ^:« teren HahiEsnrohrs des Haüptraiimens nach Fig. 5, Flg. 7 eine Hinteransicht der in Fig. 6 dargestellten Teile in etwas gröSerem Hsi3tab und

Fig. β einen schematisohen Grundria dieses Dreirades z.ur Er-läuterung der beim Fahren auftretenden Kippkräfte.

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■ . Im der Ausführung nach Fig. 1.-4* weist der Hauptrahmen 10 des Breirades nach der Erfindung, dessen Lenker, Handgriffe, Sattel und sonstige Teile fortgelassen sind, im Bereich der an der Hinterradachse 11 angebrachten Hinterräder 12 ein Achslager 13 auf, das als Hilfsrahmen ausgebildet sein öder einen Teil eines Hilfsrahraens bilden kann. Der Hauptrahmen und sein Hilfsrahmen können im wesentlichen den im Hauptpatent (Anmeldung P 16 80 53δ.2) beschriebenen Anordnungen entsprechen.

Der Hauptrahmen und der Hilfsrahmen sind durch ein Gelenk verbunden, das durch eine am Achslager 13 fest angebrachte Rundstange 14 und eine sie aufnehmende Lagerhülse 15 gebildet ist. Dieses Gelenk kann mit einer abgefederten 3üchse ausgerüstet sein. Die ßrai&stange lh durchragt die Lagerhiilse 15 und trägt am ■ vorderen Ende ein fest angebrachtes Kopfstück 17, an dem zwei als DrehfedLern dienende Federstangen l6 und 16a mit nach unten abgewinkelten Enden 16b angreifen. Da die Rundstange 14- die seitlichen SchweBkbewegungen des Hauptrahmens 10 nicht mitmacht, wird auch _; die Lage der hinteren Enden der Federstangen 16, 16a durch die -...-: seitlichen Schwenkbewegungen des Hauptrahmens 10 nicht verändert. Bas Kopfstück 17 besteht gemäß Fig. 3 aus einem Klemmkörper, der einen mittleren Klemmschlitz aufweist und mitteis eines querliegendea Bolzens 16 und einer darauf sitzenden Mutter 18a und diesen Teilen beidseitig zugeordneter Stutzbügel V) an der Rundstange !*£· verspannt werden. Die Rundstange lh und das Kopfstück koonten auch durch einen teil oder durch nicht kreisförmige, zusarsiHSiipassende iuerschnitte drehfest verbunden sein. Zum Verdes Kopfstückes 17 werden zvieckTiäßig· zwei nebeneinander

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liegende Spannbolzen mit zugeordneten Muttern verwendet.

Die Federstangen l6, l6a erstrecken sich dicht unter dem Hauptrahmen 10 an beiden Seiten nach vorn und sind mit" abgewinkelten vorderen Enden I60 an einer Tragplatte 20 gehaltert, die ihrerseits vor der Tretkurbel an der unteren Rahmenstange des Hauptrahmens 10 verschweißt ist. Die vorderen Enden l6c der Federstangen 16,l6a könnten an der Tragplatte 20 verspannt sein, sind jedoch vorzugsweise an der Tragplatte 20 drehbar gelagert, so daß sie mittels drehbar gelagerter Exzenterscheiben 21,21a gedreht und nach Bedarf vorgespannt werden können. Die Exzenterscheiben sind je mit einer Spannmutter 22 fixierbar. Dabei können die Federstangen Iö,l6a so stark vorgespannt werden, daß sie den Hauptrahmen 10 in senkrechter Lage halten.

Wird der 'Hauptrahmen nach links gekippt, also in der Vorderansicht nach Fig.^ in der Drehrichtung des Uhrzeigers, so wird die Federstange l6 durch die an ihrem abgewinkelten vorderen Ende l6c angreifende Exzenterscheibe 21 über ihre Länge in sich verwunden. Ist die Federstange I6a über ihre Länge durch gegensinnige Drehung vorgespannt worden, so nimmt gleichzeitig diese Vorspannung ab, bis die Federstange l6a gegebenenfalls spannungsfrei wird. In Abstand von den Exzenterscheiben 21 und 21a befinden .sich an der Tragplatte 20 zusätzliche Exzenterscheiben 23 und 23a, die ebenfalls in jeder Stellung und somit in vorbestimmten Abständen von den abgewinkelten Enden 16c der vorgespanntQn Feders.tangen 16 und l6a fixiert werden können. Nimmt man beispielßwqise an, daß das abgewinkelte Ende I6c der Federstange l6a.

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an der Exzenterscheibe 23a zur Anlage kommt, wenn die Federstange_: 16a beim" Kippen des Hauptrahmens nach links spannungsfrei wird,,,..-so hat ein weiteres Kippen des Haaptrahmens zur Folge, daß ,die, _νΎ. Federstange 16a nunmehr, durch die Exzentsrscheibe 21a gegensinnig, zu ihrer Vorspannung verwunden wird und somit die in gleicher _ Richtung zunehmende Spannung der FederstangeIo erhöht. ,

Die gleiche Zunahme der Rückstelleraft gegen seitliches . , Neigen des Hauptrahmens tritt natürlich auch ein, wenn der Hauptrahmen zunehmend nach rechts geneigt wird. Zugleich entsteht ein Reaktionsmoment am Hinterrad derjenigen Rahmenseite-, nach der der Hauptrahmen geneigt wird, so daß eine sichere Bodenberührung dieses Hinterrades gewährleistet ist. Durch die Rückstellkräfte der Federstangen 16 und I6a wird das Aufrichten des Hauptrahmens nach dem Fahren einer Kurve erleichtert, so daß der Fahrer hierfür keine Verlagerungen des Körpergewichtes durchfahren muß, wie. auch während der Geradeausfahrt geringe Verlagerungen des Körpergewichtes keine, seitlichen Kippbewegungen des Hauptrahmens zur Folge haben. Für den Fahrer ist daher das Fahren auf dem Dreirad ■ weniger anstrengend. Überdies %erden seitliche Kippstöße durch >. . die Federstangen gedämpft. ·.. :. ■ ·■■ : ·

Fig. 1 zeigt auch sine Anordnung, durch die die Stärke der '·■-.' Federung verstellt werden kann, z.B. für Fahrer von unterschied- . llchem Körpergewicht. Der Hauptrahmen IO ist nämlich an der,Lagerhülse 15 um eine horizontale Querachse 1Od schwenkbar und seine untere Rahmenstange trägt eine oder nehrere nach unten r.agende Loohplatten 2^ mit Löchern 25, die zur Aufnahme eines Querstiftes dienen. Durch wahlweises Einstecken dieses Querstiftes iil unter,-

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liehe Löcher 25 kann die wirksame Länge, auf der sich die Federstangen 16 und 16a beim Kippen des Hahmens verbinden lassen, ■ eingestellt werden. In abgewandelter Ausführung können auch Stellvorrichtungen vorgesehen· werden, mit- denen sich die Federstangen über ihre Länge mehr oder weniger stark durchbiegen lassen. Auch hierdurch läßt sich die Tors ions federung der Feder-. stangen verändern. Wird hierfür ein schwenkbar gelagerter Anschlagnocken verwendet, der sich feeia vom Fahrersitz aus verschwenken Iä3t, so hat der Fahrer die Möglichkeit, die Federungskraft beim Fahr en unterschiedlichen Einwirkungen bzw. Neigungen k des Fahrweges anzupassen.

Der Rahmen 10 ist als Bohrrahmen dargestellt, könne jedoch auch aus Profllträgern oder Kastenträgern gefertigt sein, in die man die Federstangen einbauen könnte.

Fig. 5 - ? zeigen einen schwereren und kräftigeren. Rahmen für—-ein. Dreirad, das mit einem Antriebsmotor ausgerüstet ist. Das untere fiahmenrohr lob des Rahmens 10 weist hier einen so großen Querschnitt auf, dass die Federstangen l6 und 16a, die hier einen quadratischen Querschnitt aufweisen, in diesem Rahmenrohr untergebracht werden können. Die Federstangen sind hier mit ihren vorderen Enden in dem Bateaenrohr lob festgelegt und an ihren hinteren Enden sit den Einrichtungen zum Vorspannen ausgerüstet.

Wie sich aus Fig. 6 entnehmen läßt, ist im hinteren Ende des unteren Rahmenrohrs IQb eine mittels Schrauben befestigte Hülse 15a zur Aufnahme einer Spindel 1^a vorgesehen, die mit ihrem hinteren Ende an einem Querbügel 26 des hinterenHilfsrahmens 13a

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.verspannt ist. Die vorderen Enden der Federstangen 16 und 16a sind an der Innenfläche des Rahmenrohrs 10b an sich gegenüberliegenden Stellen je mit einer dem viereckigen Stangenquerschnitt angepaßten Klemmschelle 2? befestigt. Gemäß Fig. 7 durchragt das hintere Ende jeder der beiden Federstangen 16 und löa eine Führungsbüchse 28, die in einem Loch des Querbügels 26 des Hilfsrahmens gelagert ist. Die hinteren Enden 16c der beiden Federstangen sind nach außen abgewinkelt und liegen'wie bei der bereits beschriebenen/Anordnung mit am Querbügel 26 gelagerten und fixierbären Exzenterscheiben 21 und 21a zusammen. Jede Exzenterscheibe weist hier einen als Anschlag dienenden Arm 29 auf, so daß beim Kippen des Hauptrahmens 10, z.B. nach links, also für die Hinteransicht in Figo 7 gegensinnig zur Uhrzeigerdrehrichtung, die Federstange 1.6 über ihre Länge entsprechend verwunden und gespannt wird, während das igtbgewinkelte Ende 16c der Federstange l6a infolge seiner Vorspannung zunächst der Kippbewegung folgt, dann aber von einem querliegenden Anschlag des zugeordneten Arms 2y erfaßt wird und nun · die Federstange 16a gegensinnig vorspannt, so da.i/aie von der Federstange 16 auf den Hauptrahmen ausgeübte Fe&erungskraft zusätzlich verstärkt wird. . "-..-.

-In beiden Ausführungen ist vorzugsweise eine von Hand, bedienbare Sperre vorgesehen, die eine feste Verriegelung zwischen dem Hauptrahiaen und dem Hilfsrahmen nersteilt, -ζ.'Ξ. dann, wenn das Dreirad nur im Kreis oder nur auf - gerader.Jahn gefahren werden soll oder längere Zeit unbenutzt bleibt.- Hierfür .kann z.B. gemäß Fig. 5 am Hilfsrahmen'ein Bogenstück- 30 mit einem bo.geriforrnigen Schlitz 31 vorgesehen sein, dessen Krümmungsmittelpunkt durch die Runds tange-14 nach Fig. 1 oder durch die 'Spindel Ite nach .-. " ^: " "-■■■■""■"■ 00981 1704Ol " ''' ·

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Pig.6 gebildet ist. Der Hauptrahmen 10 weist darin eine Klemmschraube auf, die den Schlitz 31 durchragt und sich am Bogen-'stück 30 in der gewünschten Stellung fest verspannen läßt. Wird nur eine "Feder stange als Drehfeder

s-ie einfach mit dem hinteren Ende am Hilfsrahmen und mit dem vorderen Ende am Hauptrahmen befestigt. ·

Die Gelenkverbindung zwischen dem Hauptrahmen und dem Hilfsrahmen, die in beiden beschriebenen Fällen durch eine Hülse bzw. 15a und eine darin drehbar gelagerte Achse I^ bzw. l^-J-a vermittelt ist, kann auch gemäß Fig. 8 mit einer Kugel und einer ihr zugeordneten kugeligen Lagerpfanne bewirkt werden. In dieser Figur ist das Dreirad in der senkrechten Stellung des Hauptrahmens mit voll ausgezogenen Linien, in einer nach rechts gekippten Stellung mit strichpunktierten Linien dargestellt. Beim Kippen nach rechts bewegt sich demgemäß das bezüglich der Kurve äußere Hinterrad nach vorn, wobei auch eine Abstandsverminderung zwischen der Spur des Vorderrades und der Spur dieses äußeren Hinterrades stattfindet, und das Gelenk zwischen dem Hauptrahmen und dem Hilfsrahmen muß so ausgebildet sein, daß es diese relativen Sp.urveränderungen nicht beeinträchtigt. Hierfür müssen die als Hülsenlager ausgebildeten Drehgelenke zwischen dem Hauptrahmen 10 und dem die Hinterräder 12 tragenden Hilfs--oder Schwenkrahmen eine gegen eine Horizontalebene nach hinten gerichtete Neigung aufweisen. Diese Neigung ist in Fig.l aus dem Winkel zwischen der unteren Rahmenstange des Hauptrahmens 10 und ' der Lagerhülse 15 ersichtlich und für die Ausführung nach Fig. 5-7 aus der in Fig. 5 nach hinten verlaufenden Neigung der unteren Rahmenstange 106 erkennbar,die das Hülsenlager 14a,15a ent-, ^hält* 00981 1/0403

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Dreirad mit lenkbarem Vorderrad und zwei Hinterrädern, insbesondere sämtlich mit kleinen Hadurchmsssern, wobei die Hinterräder durch einen Schwenkrahmen mit dem -Hauptrahmen mittels eines 8.1s Hülsenlager oder Kugelkopf lager ausgebildeten Lagers in einer die senkrechte Ebene des Hauptrahmens schneidenden Qw&rebene schwenkbar gelagert und zugleich am Hauptrahmen- federnd abgestützt

   ist, nach Patent (P 16 80 538.2)» dadurch gekennzeichnet»

   daß die federnde Verbindung zwischen dem Haup tr ahmen (10): und dem die Hinterräder (12) tragenden Schwenkrahmen (13jl3a) durch &¥fte~ eine oder mehrere,auf Torsion beanspruchte Federstangen (16,I6a) erfolgt, die mit dem einen Ende am Hauptrahmen, mit dem anderen Ende am Schwenkrahmen derart festgelegt sind, daX3 sie ein dem seitlichen Kippen des Hauptrahmens (10) entgegenwirkendes. Stützmoment zwischen dem Hauptrahmen (10) und dem hinteren'Schwenkrahmen (13, 13a) erzeugen.

   Z-. Dreirad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, IaS das den Hauptrahmen (10) mit dem Schwenkrahmen (13) verbindende^ Ge-■ lenk in Gestalt eines in Längsrichtung des - Hauptrahmeias angeordneter Hülsenlagers (14,15 bzw.14a,15a) eine von vorn nach hinten verlauf endest Neigung aus der Horizontalebene asifweist.

   3· Dreirad nach AnspruchJdder 2, dadurch gekennzeichnet', daß der Hauptrahmen (10) mit dem Schwenkrahmen (13,13a) durch zwei in horizontaler Ebene nebeneinander liegende Federstangen (16,16a) verbunden ist, die an ihren nach außen geführten Enden (16c·.) mit eine

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   Vorspannung erzeugenden Einstellmitteln (21,21a) versehen sind.

   ^. Dreirad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstangen (16,16a) an -ihren nach außen geführten Enden (I6ö) quer zur Längsrichtung abgewinkelt sind und ihre Einstellvorrichtungen aus mit den abgewinkelten Enden (I6e) zusammenliegenden, an einem Querträger (20,26) drehbar und feststellbar 'gelagerten ßxzenterschelben (21,21a), bestehen.

   5. Dreirad nach Anspruch ^f-, dadurch gekennzeichnet, daß den mit den abgewinkelten Enden ('1Oc) der Federstangen (I6,l6a) zusammenliegenden, zum Vorspannen der Federstangen dienenden Exzenterscheiben (21,21a) auf den anderen Seiten der abgewinkelten Stangenenden (löc) angeordnete Gegenanschläge (23,23a;29) gegenüberliegen, die bei zunehmender Kippneigung des Hauptrahmens die der Kippneigung-abgekehrte Federstange gegensinnig zu ihrer eigenen Vorspannung im Sinne einer Erhöhung des Widerstandes gegen . weiteres ivipj-an umspannen.

   o. Dreirai nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da.5 der Abstand 2ijfischs:i den mit den abgewinkelten Enden (löc) der Federstanken (Ιο,Ι,-α) zusarr-rseiille^enden,. die Vorspannung der Jederstangen er;r.:_·-in.i·?"."·. üx^^TitsrschelbeK (21,21a) und ihrer. Cregenanschlagsn {2},2}-x) einstellbar ist.

   7..Dr--ii-* α "ΓιΟΛ Anspru3;: 6, dadurch gekennzeichnet, da.;· die auf die abj3.-:L/caiten ^ziäaii (l6e) der Federstan^en (lo,löa) einwirköiideii Jegaac.-ischllige gleichfalls aus drehbar und feststellbar angeordneter- Z;: zeiitersciisibaii (23i23-) bestehen.

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