DE1908826C3 - Dreirad - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 12 98 013 bezieht sich auf ein Dreirad mit lenkbarem Vorderrad und zwei Hinterrädern, insbesondere sämtlich mit kleinen Raddurchmessern, bei dem die Hinterräder über einen Schwenkrahmen mit dem Hauptrahmen etwa unterhalb des Sattels mittels eines als Kugelgelenk oder als Drehlager ausgebildeten Gelenks in einer die senkrechte Ebene des Hauptrahmens schneidenden Querebene schwenkbar gelagert und mittels am Schwenkrahmen angcordneter Federn gegenüber dem Hauptrahmen abgestützt sind. Das Gelenk und die Federungen sind dabei so angeordnet, daß der Schwenkrahmen mit den daran gelagerten Hinterrädern beim Kurvenfahren durch die Neigung des Hauptrahmen.s zwangsläufig in die Lenkriehtung des Vorderrades einschwenkt. Der Fahrer erhält hierdurch die Möglichkeit, das Dreirad beim Kurvenfahren in angenäherter Weise wie ein Zweirad in eine einwärts geneigte Lage zu bringen und dafür zu sorgen, daß das auf der Innenseite der Kurve befindliche Hinterrad auch bei in Querrichtung geneigter Fahrbahn eine satte Anlage am Boden beibehält und nicht durch Fliehkraftwirkung der oberen Teile des Rahmens seinen Bodenkontakt verliert.

Die Erfindung nach dem Zusatzpatent bezieht sich aui

}o eine weitere Ausgestaltung von Dreirädern nach dem Hauptpatent, der die Aufgabe zugrunde liegt, die Federung und die Anlenkung des mit den Hinterrädern versehenen Schwenkrahmens so auszubilden, daß die erstrebte Wirkung der Schwenkarbeit des Hauptrahmens beim Kurvenfahren im Sinne der Lenkriehtung des Vorderrades unter Einwirkung der seitlichen Neigung des Hauptrahmen.s bei zusätzlich verstärkte Bodenberührung des auf der Neigungsseite befindlicher Hinterrades verstärkt und hierdurch die Fahrsicherheil erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die federnde Verbindung des hinteren Schwenkrahmens gegenüber dem Hauptrahmen durch eine odei mehrere als Torsionsfedern wirkende Federstanger erfolgt, die mit dem einen Ende am Hauptrahmen, rail dem anderen Ende am Schwenkrahmen derart festgelegt sind, daß sie ein dem seitlichen Kippen de; Hauptrahmens entgegenwirkendes Stützmoment zwischen dem Hauptrahmen und dem hinteren Schwenkrahmen erzeugen. Vorzugsweise werden für diest besondere Art der Abfederung zwei in gleicher Höhe nebeneinander liegende Torsionsfederstangen verwen det, die zweckmäßig so ausgebildet und gelagert werden, daß sie sich nach Bedarf auf eine gewünsch» Vorspannung der Federn einstellen lassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach den Zusatzpatent ist zur Sicherung des wirksamen Ein schwenkens der Hinterräder in die Lenkrichtung de; Vorderrades beim Kurvenfahren zusätzlich auch vorge sehen, daß bei Verbindung des hinteren Schwenkrah mens mit dem Hauptrahmen durch ein Drehlager diese; Lager eine von vorn nach hinten verlaufende Neigung aufweist. Der Neigungswinkel so!! dabei zur Horizon.'.?, len etwa 2° bis 5° betragen. Besonders bewährt hat siel· ein Neigungswinkel zwischen 2,5" und 3". Bei diesel Anordnung ist das lenkbare Vorderrad beim Kurven fahren leicht untersteuert, so daß es das Bestreben hat in die neutrale Mittelstellung für Geradeausfahr

zurückzukehren. Dies ist für die Fahrs'abilität günstig, während eine Übersteuerung des Lenkrades im Sinne eines zusätzlichen Einschwenkens in die Lenkrichtung eine erhebliche Unstabilität beim Fahren zur Folge hat.

Die Zeichnung zeigt zwei Beispiele fur die Ausführung der wesentlichen Teile des Dreirades nach der ZusatzerHiidung, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicnt des Hauptrshmens eines solchen Dreirades,

Fig. 2 die unteren Teile dieses Rahmens im Grundriß,

F i g. 3 die Vorderansicht der hinteren Befestigungsstelle der Federstangen in größerem Maßstab,

F i g. 4 die Vorderansicht der vorderen Befestigungsritelle der Federstangen,

Fig. 5 eine schaubildliche .Schrägansicht von vorn einer abgeändenen Ausführung des Dreiradrahmens,

F i g. 6 einen Teillängsschnitt durch das hintere Ende des unteren Rahmenrohres des Hauptrahmens nach F i g. 5,

F i g. 7 eine Ansicht von hinten der in F i g. 6 dargestellten Teile in etwas größerem Maßstab und

Fig. 8 einen schematischen Grundriß dieses Dreirades zur Erläuterung der beim Fahren in der Kurve auftretenden Kippkräfte.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 bis 4 weist der Hauptrahmen 3 des Dreirades nach der Erfindung, dessen Lenker, Handgriffe, Sattel und sonstige Teile fortgelassen sind, im Bereich der an der Hinterradachse 11 angebrachten Hinterrades 2 ein Achslager auf, das als Schwenkrahmen 4a ausgebildet sein oder einen Teil eines Schwenkrahmens bilden kann. Der Hauptrahmen 3 und sein Schwenkrahmen 4a können im wesentlichen den im Hauptpatent beschriebenen Anordnungen entsprechen.

Der Hauptrahmen 3 und der Schwenkrahmen 4a sind durch ein Drehlager 15 verbunden, das durch eine am Schwenkrahmen 4;i fest angebrachte Rundstange 19 und eine sie aufnehmende Lagerhülse gebildet wird. Dieses Gelenk kann mit einer abgefederten Büchse ausgerüstet sein. Die Rundstange 19 durchragt die Lagerhülse und trägt am vorderen Ende ein fest angebrachtes Kopfstück 37, an dem zwei als Drehfedern dienende Federstangen 36 und 36a mit nach unten abgewinkelten Enden 36ö angreifen. Da die Rundstange 19 die seitlichen Schwenkbewegungen des Hauptrahinens 3 nicht mitmacht, wird auch die Lage der hinteren abgewinkelten Enden 366 der Federstangen 36 und 36a durch die seitlichen Schwenkbewegungen des Hauptrahmens 3 nicht verändert.

Das Kopfstück 37 besteht gemäß F i g. 3 aus einem Klemmkörper, der einen mittleren Klemmschlitz aufweist und mittels eines querliegenden Bolzens 38 mit 38a sowie beidseitig angeordneter Stützbügel 39 an der Rundstange 19 verspannt wird. Die Rundstange 19 und das Kopfstück 37 könnten auch durch einen Keil oder durch nicht kreisförmige, zusammenpassende Querschnitte miteinander drehfest verbunden sein. Zum Verklemmen des Kopfstückes 37 werden zweckmäßig zwei nebeneinander liegende Spannbolzen mit Muttern verwendet.

Die Federstangen 36 und 36a erstrecken sich dicht unter dem Hauptrahmen 3 an beiden Seiten nach vorn und sind mit abgewinkelten vorderen Enden 36c an einer Querplatte 40 festgelegt, die vor der Tretkurbel an der unteren Rahmenstange des Hauptrahmens 3 festgeschweißt ist. Die vorderen Enden 36c der Federstangen 36 und 36a könnten an der Querplatte 40 fest angeordnet sein, sie sind jedoch an der Querplatte 40 drehbar gelagert, so daß sie mittels drehbar gelagerter Exzenterscheiben 41 bzw. 41a gedreht und nach Bedarf vorgespannt werden können. Die Exzenterscheiben 4! und 41a sind je mit einer Spannmutter 42 feststeP'jar. Dabei können die Federslangen 36 und 36a sr> rtark vorgespannt werden, daß sie den Hauptrahmen 3 in senkrechter Lage halten.

Wird der Hauptrahmen 3 nach links gekippt, also in der Vorderansicht nach F i g. 4 in der Drehrichtung des

ίο Uhrzeigers, so wird die vorgespannte Federstange 36 durch die an ihrem abgewinkelten vorderen Ende 36c angreifende Exzenterscheibe 41 über ihre Länge in sich verwunden. 1st die Federstange 36a gleichfalls durch gegensinnige Drehung vorgespannt worden, so nimmt gleichzeitig diese Vorspannung ab, bis die Federstange 36a gegebenenfalls spannungsfrei wird.

Im Abstand von den Exzenterscheiben 41 und 41a befinden sich an der Querplatte 40 zusätzliche Exzenterscheiben 43 und 43a, die ebenfalls in jeder Stellung und somit in vorbestimmten Abständen von den abgewinkelten Enden 36c der vorgespannten Federitangen 36 und 36a festgestellt werden können. Nimmt man beispielsweise an, daß das abgewinkelte Ende 36c der Federstange 36a an der Exzenterscheibe 43a zur Anlage kommt, wenn die Federstange 36a beim Kippen des Hauptrahmens 3 nach links spannungsfrei wird, so hat ein weiteres Kippen des Hauptrahmens 3 zur Folge, daß die Federstange 36a nunmehr durch die Exzenterscheibe 43a gegensinnig zu ihrer ursprünglichen Vorspannung verwunden wird und somit die zunehmende Spannung der Federstange 36 ei höht.

Die gleiche Zunahme der Rückstellkraft gegen seitliches Neigen des Hauptrahmens 3 tritt auch dann ein, wenn der Hauptrahmen 3 zunehmend nach rechts

.15 geneigt wird. Zugleich entsteht ein Reaktionsmoment am Hinterrad 2 derjenigen Rahmenseite, nach der der Hauptrahmen 3 geneigt wird, so daß eine sichere Bodenberührung dieses Hinterrades gewährleistet ist. Durch die Rückstellkräfte der Federstangen 36 und 36;< wird das Aufrichten des Hauptrahmens 3 nach dem Durchfahren einer Kurve erleichtert, so daß der Fahrer hierfür keine Verlagerungen des Körpergewichtes durchführen muß, wie auch während der Geradeaus-Fahrt geringe Verlagerungen des Körpergewichtes keine seitlichen Kippbewegungen des Hauptrahmens 3 zur Folge haben. Für den Fahrer ist daher das Fahren auf dem Dreirad weniger anstrengend. Überdies werden seitliche Kippstöße durch die Federstangen 36 und 36a gedämpft.

Fig. 1 zeigt auch eine Anordnung, durch die die Stärke der Federung verstellt werden kann, z. B. für Fahrer von unterschiedlichem Körpergewicht. Der Hauptrahmen 3 ist nämlich an der Lagerhülse des Drehlagers 15 um einen horizontalen Querbolzen 3d schwenkbar, und seine untere Rahmenstange trägt eine oder mehrere nach unten ragende Lochplatten 44 mit Löchern 45, die zur Aufnahme von Querstiften dienen. Durch wahlweises Einstecken dieser Querstifte in die Löcher 45 kann die wirksame Länge, auf der sich die

(10 Federstangen 36 und 36a beim Kippen des Rahmens 3 verwinden lassen, eingestellt werden.

Bei einer abgewandelten Ausführung können auch Anschläge vorgesehen werden, durch die sich die Federstangen 36 und 36a über ihre Länge mehr oder

f>5 weniger stark durchbiegen lassen. Auch hierdurch läßt sich die Charakteristik der Federstangen 36 und 36a verändern. Wird hierfür ein schwenkbar gelagerter Anschlagnocken verwendet, der sich vom Fahrersitz aus

verschwenken läßt, so hat der Fahrer die Möglichkeit, die Federungskraft beim Fahren unterschiedlichen Einwirkungen bzw. Neigungen des Fahrweges anzupassen. Der Rahmen 13 ist als Rohrrahmen dargestellt, könnten jedoch auch aus Prol'ilträgcrn oder Kastenträgern gefertigt sein, in die man die Federstangen 36 und 36a einbauen könnte.

Die Fig.5 bis 7 zeigen einen schwereren und kräftigeren Rahmen für ein Dreirad, das mit einem Antriebsmotor ausgerüstet ist. Das untere Rahmenrohr 36 des Rahmens 3 weist hier einen so großen Querschnitt auf, daß die Federstangen 36 und 36a, die einen quadratischen Querschnitt aufweisen, in dem Rahmenrohr 3b untergebracht werden können. Die Federstangen 36 und 36a sind hierbei mit ihren vorderen Enden in dem Rahmenrohr 3b festgelegt und an ihren hinteren Enden mit den Einrichtungen zum Vorspannen ausgerüstet.

Wie sich aus Fig.6 entnehmen läßt, ist im hinteren Ende des unteren Rahmenrohrs 3b eine mittels Schrauben befestigte Hülse 15a zur Aufnahme einer Spindel 19a vorgesehen, die mit ihrem hinteren Ende an einem Querbügel 46 des hinteren Schwenkrahmens 4a befestigt ist. Die vorderen Enden der Federstangen 36 und 36a sind an der Innenfläche des Rahmenrohrs 3b an sich gegenüberliegenden Stellen mit je einer dem viereckigen Stangenquerschnitt angepaßten Klemmschelle 47 befestigt. Gemäß F i g. 7 ragt das hintere Ende jeder der beiden Federstangen 36 und 36a durch eine Führungsbüchse 48, die in je einem Loch des Qucrbügels 46 des Schwenkrahmens 4a gelagert ist. Die hinteren Enden 36c der beiden Federstangen 36 bzw. 36a sind nach außen abgewinkelt und liegen wie bei der bereits beschriebenen Anordnung an am Querbügel 46 gelagerten und feststellbaren Exzenterscheiben 41 und 41a an. Jede Exzenterscheibe41 bzw.41a weist einen als Anschlag dienenden Arm 49 auf, so daß beim Kippen des Hauptrahmens 3, z.B. nach links, also für die Darstellung in Fig. 7 gegensinnig zur Uhrzeigeidrehrichtung, die Federstangc 36 über ihre Länge entsprechend verwunden und gespannt wird, während das abgewinkelte Ende 36c der Federstangc 36a infolge seiner Vorspannung zunächst der Kippbewegung folgt, dann aber von einem querliegenden Anschlag des Arms 49 erfaßt wird und nun die Federstange 36a gegensinnig vorspannt, so daß die von der Federstange 36 auf den Hauptrahmen 3 ausgeübte Rückstellkraft zusätzlich verstärkt wird.

Bei beiden Ausführungen ist vorzugsweise eine von Hand bedienbare Sperre vorgesehen, die eine feste Verriegelung zwischen dem Hauptrahmen 3 und dem Schwenkrahmen 4a herstellt, 7. B. dann, wenn das Dreirad nur im Kreis oder nur auf gerader Bahn gefahren werden soll oder längere Zeit unbenutzt bleibt. Hierfür kann z. B. gemäß F i g. 5 am Schwenkrahmen 4a ein Bogenstück 50 mit einem bogenförmigen Schlitz 51 vorgesehen sein, dessen Krümmungsmittelpunkt durch ίο die Rundstange 19 nach Fi g. 1 oder durch die Spindel 19a nach Fig.6 gebildet wird. Der Hauptrahmen 3 weist dann eine Klemmschraube auf, die durch den Schlitz 51 ragt und sich am Bogenstück 50 in der gewünschten Stellung fest verspannen läßt. Wird nur eine Federstange als Drehfeder verwendet, so kann sie stärker sein und wird einfach mit dem hinteren Ende am Schwenkrahmen 4a mit dem vorderen Ende am Hauptrahmen 3 befestigt.

Die Gelenkverbindung zwischen dem Hauptrahmen 3 und dem Schwenkrahmen 4a, die in beiden beschriebenen Fällen durch ein Drehlager 15 bzw. eine Hülse 15a und eine darin drehbar gelagerte Rundstange 19 bzw. Spindel 19a erfolgt, kann auch gemäß F i g. 8 mit einer Kugel und einer ihr zugeordneten kugeligen Lagerpfanne bewirkt werden. In dieser Figur ist das Dreirad in der senkrechten Stellung des Hauptrahmens 3 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 2 nach vorn, wobei auch eine Abstandsverminderung zwischen der Spur des Vorderrades und der Spur dieses äußeren Hinterrades 2 stattfindet. Das Gelenk zwischen dem Hauptrahmen 3 und dem Schwenkrahmen 4a muß so ausgebildet sein, daß es diese relativen Spurverändcrungen nicht beeinträchtigt. Hierfür müssen die als Hülsenlager ausgebildeten Drehgelenke zwischen dem Hauptrahmen 3 und dem die Hinlerräder 2 tragenden Schwenkrahmen 4a eine gegen eine Horizonlalebcnc nach hinten gerichtete Neigung aufweisen. Diese Neigung ist in Fig. 1 aus dem Winkel zwischen der unteren Rahmenstange des Hauptrahmens 3 und der Lagerhülse des Drehlagers 15 ersichtlich und für d'c Ausführung nach Fig. 5 bis 7 aus der in Fig. 5 nach hinten verlaufenden Neigung des unteren Rahmcnrohres 3/1 erkennbar, welches das Hülscnlager 19a, 15.·; enthält.

Hierzu 3 Iikitl Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dreirad mit lenkbarem Vorderrad und zwei Hinterrädern, insbesondere sämtlich mit kleinen Raddurchmessern, wobei die Hinterräder über einen Schwenkrahmen mit dem Haupti ahmen etwa unterhalb des Sattels mittels eines als Drehlager oder Kugelgelenk ausgebildeten Gelenks in einer die senkrechte Ebene des Hauptrahmens schneidenden Querebene schwenkbar gelagert und am Hauptrahmen federnd abgestützt sind, nach Patent 1298013, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Verbindung zwischen dem Hauptrahmen (3) und dem die Hinterräder (2) tragenden Schwenkrahmen (4a) durch eine oder mehrere, auf Torsion beanspruchte Federstangen (36, 36a) erfolgt, die mit dem einen Ende am Hauptrahmen, mit dem anderen Ende am Schwenkrahmen derart festgelegt sind, daß sie ein dem seitlichen Kippen des Hauptrahmens entgegenwirkendes Stüt/.moment zwischen dem Hauptrahmen und dem hinteren Schwenkrahmen (4a) erzeugen.

2. Dreirad nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das den Hauptrahmen (3) mit dem Schwenkrahmen (4a,J verbindende Gelenk in Gestalt eines in Längsrichtung des Hauptrahmens angeordneten Hülsendrehlagers (19, 15 bzw. 19a, 15a,) eine von vorn nach hinten verlaufende Neigung gegenüber der Horizontalebene aufweist.

3. Dreirad nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrahmen (3) mit dem Schwenkrahmen (4a) durch zwei in horizontaler Ebene nebeneinander liegende Federstangen (36 und 36a) verbunden ist, die an ihren nach außen abgewinkelten Enden (36c) mit eine Vorspannung erzeugenden Einstellmitteln versehen sind.

4. Dreirad nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstangen (36 bzw. 36a^ an ihren nach außen abgewinkelten Enden (36c,) mit Einstellmitteln zusammenarbeiten, die aus an den abgewinkelten Enden (36c) anliegenden, an einer Querplatte (40) bzw. einem Querbügel (46) dreh- und feststellbar gelagerten Exzenterscheiben (41 bzw. 41a^bestehen.

5. Dreirad nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß den mit den abgewinkelten Enden (36c) der Federstangen (36 bzw. 36a) zusammenarbeitenden, zum Vorspannen der Federslangen dienenden Exzenterscheiben (41 bzw. 4Ia^ auf den anderen Seiten der abgewinkelten Stangenenden (36c^ angeordnete Gegenanschläge gegenüberliegen, die bei zunehmender Kippneigung des Hauptrahmens (3) die der Kippneigung abgekehrte Federstange entgegen ihrer eigenen Vorspannung im Sinne einer Erhöhung des Widerstandes gegen weiteres Kippen verspannen.

6. Dreirad nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den mit den abgewinkelten Enden (36c^ der Federstangen (36 bzw. 36a^ zusammenarbeitenden, die Vorspannung der Federstangen erzeugenden Exzenterscheiben (41 bzw. 41 ä) und ihren Gegcnünschlägcn einstellbar ist.

7. Dreirad nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die abgewinkelter. Enden (36c) der Federstangen (36 bzw. 36a,) einwirkenden Gegenanschläge gleichfalls aus drehbar und feststellbar angeordneten Exzenterscheiben (43 bzw. 43a,)bestehen.