DE19524802A1 - Dreirädriges Transportfahrrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein dreirädriges Transportfahrrad, das ein vorderes Segment mit zwei Laufrädern und ein hinteres Segment mit einem Laufrad aufweist und bei dem das vordere und das hintere Segment über einen Verbindungsträger miteinander verbunden sind.

Zweirädrige Transportfahrräder haben meist ein oder zwei Transportbrücken zur Beförderung der Last vor und hinter dem Fahrer. Diese Fahrzeuge haben den Nachteil, daß sie durch die Beladung einen sehr hohen Schwerpunkt besitzen, der sich bei langsamen Kurvenfahrten oder beim Schieben unangenehm bemerkbar macht. Weitere Nachteile entstehen dadurch, daß gewöhnliche Fahrradständer keinen sicheren Stand vermitteln und umständlich zu bedienen sind. Aus diesen Gründen war man immer schon bestrebt Transportfahrräder mit drei Laufrädern auszurüsten.

Dreirädrige Transportfahrräder nach dem Stand der Technik besitzen meist zwei Laufräder an einer Hinterachse. Diese Fahrzeuge lassen sich jedoch ungünstig schieben und neigen bei schnellen Kurvenfahrten zum Kippen. Deswegen wurde auch versucht, diese Fahrräder mit einem um der Längsachse drehbaren Rahmen auszurüsten. Dadurch bleibt bei einer Kurvenfahrt die Transportbrücke in horizontaler Lage, wobei sich der vordere Teil des Fahrrades einschl. des Fahrers in die Kurve legt. Fahrdynamisch sind diese Transporträder wie ein normales Fahrrad fortzubewegen. Es besteht hierbei jedoch der Nachteil, daß der Antrieb der die Kraft auf ein Tretlager überträgt, der Verschränkung des Rahmens folgen muß und dadurch sehr aufwendig wird.

Es sind auch dreirädrige Transportfahrräder mit zwei an einer Vorderachse angeordneten Laufrädern bekannt. Diese Fahrräder haben eine Knicklenkung. Dabei besteht der Nachteil, daß sich beim Lenken die effektive Spurbreite der vorderen Laufräder verringert und Bremskräfte auf das Lenksystem wirken. Dadurch neigen derartige Transportfahrräder zum Kippen. Zusätzlich ist notwendig, die Vorderachse sehr stabil auszuführen. Diese Nachteile sind so gravierend, daß derartige dreirädrige Transportfahrzeuge heute im Straßenverkehr praktisch nicht mehr vorkommen. Dennoch besteht ein Bedarf an emissionsfreien Transportmitteln für den innerstädtischen Bereich.

Demgemäß ist Aufgabe der Erfindung ein dreirädriges Transportfahrrad derart weiterzuentwickeln, daß die fahrdynamischen Vorteile eines Zweirades mit den Vorteilen der Lastabstützung des Dreirades verbindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das vordere Segment eine Kippvorrichtung aufweist und die an der Kippvorrichtung gelagerten vorderen Laufräder bei Kurvenfahrt zur Kurveninnenseite kippbar sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Transportfahrrad besteht der Vorteil, daß im Verhältnis zum Eigengewicht eine sehr hohe Zuladungskapazität möglich ist. Das Fahrzeug besteht aus zwei Segmenten, die über einen Verbindungsträger miteinander verbunden sind. Das vordere Segment mit der Transportbrücke nimmt die zu transportierende Last auf und verteilt sie auf mindestens drei Befestigungspunkte der Transportbrücke am Fahrrad. Das hintere Segment des Transportfahrrads sorgt für hervorragende fahrdynamische Eigenschaften. Während einer Kurvenfahrt legt sich nur das hintere Segment einschl. des Fahrers in die Kurve. Das hintere Segment ist vorteilhafterweise als der hintere Teil eines handelsüblichen Fahrrades ausgeführt. Das vordere Segment weist eine mehrteilige Vorderachskonstruktion auf, an der zwei zur Innenseite einer Kurve kippbare Laufräder angeordnet sind. Diese Vorderachskonstruktion wird weiterhin als Kippvorrichtung bezeichnet. Mit anderen Worten, sind die beiden vorderen Laufräder ähnlich wie bei einem PKW um eine horizontale Achse drehbar und um eine vertikale Achse lenkbar. Zusätzlich sind jedoch die beiden Laufräder um eine parallel zur Fahrradlängsachse horizontale Achse kippbar.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Transportbrücke derart an einem Bereich der Vorderachskonstruktion befestigt, daß sich die Transportbrücke während der Kurvenfahrt zur Kurveninnenseite bewegt. Dadurch wird die Lage des Schwerpunkts der Last gegenüber den Laufflächen der Laufräder zur Kurveninnenseite verlagert, wodurch die Kippneigung bei Kurvenfahrten abnimmt. Das hintere Segment des dreirädrigen Transportfahrrades ist wie der hinter dem Tretlagergehäuse liegende Teil eines handelsüblichen Fahrrades ausgeführt. Das hintere Segment des Transportfahrrads verfügt über den gewöhnlichen Tretkurbelantrieb mit Kette, die das hintere Laufrad antreibt. Der Verbindungsträger der das vordere und hintere Segment verbindet ist im allgemeinen horizontal zwischen Tretlagergehäuse und Kippvorrichtung angeordnet. Jedoch kann auch eine geringe diagonale Ausrichtung das Fahrverhalten des Transportrades verbessern.

Am hinteren Segment im Bereich des Tretlagergehäuses ist ein Verbindungsträger befestigt, der mit seinem anderen Ende mit dem vorderen Segment des Transportfahrrads verbunden ist. Dieser Verbindungsträger läßt ein Verdrehen des hinteren Segments gegenüber dem vorderen Segment zu. Es kann ein Rückstellmechanismus vorgesehen sein, der das Fahrrad in seine Position bei Geradeausfahrt zurückführt.

Bei einem anderen besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel besteht die Kippvorrichtung aus zwei übereinander angeordneten Querträgern, die miteinander durch vertikale Träger drehbar bzw. horizontal gegeneinander verschiebbar verbunden sind. An zwei mit den Enden der Querträger verbundenen vertikalen Träger sind die Lagerungen für die beiden vorderen Laufräder vorgesehen. Der Verbindungsträger des Fahrrades ist in der Mitte des unteren Querträgers drehbar befestigt und über eine Kippstange mit dem oberen Querträger verbunden. Wird der drehbare Verbindungsträger durch die Kurvenlage des hinteren Segments des Transportfahrrades zur Kurveninnenseite verdreht, so führt die mit dem oberen Querträger der Kippvorrichtung verbundene Kippstange dazu, daß sich der obere Querträger zur Kurveninnenseite bewegt. Dadurch verschiebt sich der obere Querträger gegenüber dem unteren Querträger zum Kurvenmittelpunkt hin. Dadurch werden die beiden an den vertikalen Trägern befestigten Laufräder, die bei Geradeausfahrt senkrecht stehen, zur Kurveninnenseite gekippt. Zusätzlich führt die an dem oberen Querträger und einem Bereich des Verbindungsträgers verbundene Transportbrücke ebenfalls eine Bewegung zum Kurvenmittelpunkt hin aus. Dadurch, daß das hintere und vordere Segment in der Längsachse drehbar miteinander verbunden sind, werden keine Kurvenabstützmomente des hinteren Segments auf das vordere Segment übertragen. Das Transportfahrrad ist wegen seiner Schwerpunktverlagerung der Transportbrücke mit der Last zum Kurvenmittelpunkt sogar gegenüber Vierradfahrzeugen überlegen.

Bei einer anderen besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Querträger der Kippvorrichtung entweder starr oder selbstfedernd und elastisch aus Verbundwerkstoffen ausgeführt. Der untere Querträger ist über den Verbindungsträger mit dem hinteren Segment drehbar verbunden. An den mit den Enden der Querträger verbundenen kippbaren vertikalen Trägern sind die vorderen Laufräder an Kugelgelenkköpfen drehbar befestigt. Die Gelenke liegen möglichst tief über der Fahrbahn. Durch die tiefe Anordnung der Drehpunkte in geringem Abstand zur Reifenstandfläche wird erreicht, daß der untere Querträger der Kippvorrichtung eine möglichst geringe Bewegung ausführt, wenn die Räder an den Gelenkpunkten der Fahrzeuglängsachse durch die Kopplung mit dem hinteren Segment des Transportfahrrads kippen. Je geringer der Abstand der Reifenstandfläche zu den Gelenkpunkten, desto geringer wird die Eigenbewegung der Transportbrücke beim Kippen der beiden vorderen Laufräder, die durch den Verbindungsträger das Kippen des hinteren Segments des Transportfahrrads über die Längsachse mitmachen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Niederquerschnittsreifen mit speziellem Querschnitt verwendet, der beim seitlichen Abrollen der Reifendecke eine Absenkung des Vorderachsträgerkugelgelenks ausgleicht. Vorteilhaft ist ein pilzförmiger Reifenquerschnitt, der bei seitlich kippender Reifenstandfläche der Absenkung der Gelenkpunkte entgegenwirkt.

Das hintere Segment des Transportfahrrads wird wie ein normales Einspurfahrzeug bzw. Fahrrad gleichgewichtsgesteuert vorwärts bewegt. Der Antrieb kann über Pedale oder einen Hilfsmotor erfolgen der vorteilhaft das hintere Laufrad antreibt, jedoch aber auch auf die vorderen Laufräder wirken kann. Vorteilhafterweise wirkt der Hilfsmotor direkt auf die Tretlagerwelle und dadurch auf den gewöhnlichen Antriebsstrang des Fahrrads ein. Die Hinterradsschwinge kann starr ausgeführt sein oder auch über Feder- und Dämpferschwingen aufgehängt sein.

Auf dem Verbindungsträger ist ein Steuerrohr befestigt, daß die Lenkeinheit zur Steuerung des Transportfahrrads trägt. Das Steuerrohr besteht aus zwei Teilen, wobei ein oberer Teil in zwei Achsen verstellbar ist. Der obere verstellbare Teil ist wie bei heutigen Lenksäulen im Automobilbau mit dem unteren starren Teil verbunden. Somit ist eine einfache Anpassung der Lenkeinheit an jede Fahrerstatur möglich.

Die Transportbrücke nimmt die zu transportierende Last auf. Sie ist an der Kippvorrichtung befestigt und verlagert sich dadurch mit der Last zur Kurveninnenseite. Es ist vorgesehen die Transportbrücke am oberen oder unteren Querträger zu befestigen. Dadurch bleibt die Transportbrücke ortsfest gegenüber dem Fahrradrahmen oder verlagert sich zur Kurveninnenseite. Die Transportplattform ist tief angeordnet, so daß die Kippneigung des Transportfahrrads gering ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht die Kippvorrichtung aus einem durchgehenden unteren Querträger. Der untere Querträger hat in der Mitte eine drehbare Lagerung mit der der Verbindungsträger in der Fahrzeuglängsachse drehbar gelagert ist. Der Querträger ist durch diagonal nach hinten verlaufende Streben abgestützt. Diese Streben sind ebenfalls in Ösen drehbar mit dem Verbindungsträger verbunden. Die beiden äußeren Enden des unteren Querträgers sind so ausgebildet, daß ein Verbindungsgelenk zu vertikal kippbaren Trägern unterhalb eines Radträgers für ein vorderes Laufrad angeordnet ist. Die Radträger sind an Kugelgelenken außen an vertikalen kippbaren Trägern angeordnet. An ihren oberen Enden sind die vertikal kippbaren Träger mit einem weiteren oberen Querträger der Kippvorrichtung gelenkig verbunden. Über die Verbindungsträger und eine Kippstange wird die Querneigung des hinteren Segments des Transportfahrrads auf den oberen Querträger übertragen, so daß die beiden vorderen Laufräder abhängig von der Neigung des hinteren Segments gekippt werden.

Vorteilhafterweise besteht der obere Querträger aus zwei Fahrwerkstreben und ist über weitere Streben mit dem Verbindungsträger verbunden. Dadurch entsteht ein Dreieckslenker. Der Dreieckslenker ist über zwei Ausleger mit dem Verbindungsträger mittels Kugelgelenken verbunden, so daß eine Torsion um die Fahrzeuglängsachse auf die Kippvorrichtung übertragen wird. Da das Kreiselmoment der Vorderräder für die Eigenstabilisierung des Fahrzeugs unbedingt erforderlich ist, wird die Querneigung und die Übertragung der Kreiselkräfte der Vorderräder durch eine mechanische Ankopplung an die Querneigung des hinteren Fahrzeugsegments erreicht. Die Kurvensteuerung der vorderen Laufräder wird über eine geteilte oder ungeteilte Spurstange bewirkt, die entsprechend dem oberen Querträger ausgeführt ist.

Zusätzlich kann an dem Fahrzeug ein hydraulisches Element angeordnet sein, daß die beiden Segmente des Transportfahrrads in eine Ruhestellung zurückführt. Dabei wirkt am Drehpunkt zwischen Verbindungsträger und Kippvorrichtung eine Kraft die den Verbindungsträger mit der Kippstange in die Position bei Geradeausfahrt zurückbringt. Dazu ist eine hydraulische Vorrichtung mit Geber- und Nehmerzylinder vorgesehen, der auch über eine Hand- oder Fußbetätigung mit Druck beaufschlagt werden kann. Der Geberzylinder kann in seiner Ausgangsstellung mit dem Zufluß durch einen Ausgleichsbehälter verbunden sein, so daß er sofort ohne Leerweg wirksam wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Transportfahrrads in der Ruhestellung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Transportfahrrads nach Fig. 1 in Kurvenlage; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorderachskonstruktion des erfindungsgemäßen Transportfahrrads.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße dreirädrige Transportfahrrad 1. Das Transportfahrrad 1 weist ein hinteres Segment 2 mit hinterem Laufrad 3, hinterem Segmentrahmen 4, Gepäckträger 5, Fahrradsattel 6 und Antriebseinheit 7 auf. Die Antriebseinheit 7 ist wie bei gewöhnlichen Fahrrädern ausgeführt.

Ein vorderes Segment 10 des Transportfahrrads 1 weist einen Lenker 11 mit oberem Steuerrohr 12 und über ein Gelenk 13 verbundenes unteres Steuerrohr 14 auf. An einer Kippvorrichtung 20 sind zwei Laufräder 21 und 22 sowie eine Transportbrücke 23 befestigt.

Das hintere Segment 2 und das vordere Segment 10 sind über einen Verbindungsträger 25 miteinander verbunden. Der Verbindungsträger 25 ist an seinem hinteren Ende im Bereich eines Tretlagergehäuses 26 und an seinem vorderen Ende im Bereich der Kippvorrichtung 20 mit dem vorderen Segment 10 verbunden.

In der in Fig. 1 dargestellten aufrechten Ruhestellung des hinteren Segments befinden sich die über den Verbindungsträger 25 angesteuerten vorderen Laufräder 21 und 22 in aufrechter Stellung. Denn die vorderen Laufräder 21 und 22 sind neben der Drehbewegung um die Kippvorrichtung 20 und der üblichen Lenkbewegung auch um eine zum Verbindungsträger 25 parallele horizontale Achse kippbar. Dadurch ist der Schwerpunkt einer Last auf der Transportbrücke 23 gegenüber den Laufflächen 27 und 28 der vorderen Laufräder 21 bzw. 22 verlagerbar. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform verlagert sich, wie in Fig. 2 dargestellt, der Schwerpunkt der Last auf der Transportbrücke 23 gegenüber den Laufflächen 27 und 28 der vorderen Laufräder 21 bzw. 22 zum Kurvenmittelpunkt hin.

Durch die Neigung des hinteren Segments 2 des Transportfahrrads 1 zum Kurvenmittelpunkt während einer Kurvenfahrt wird die Drehbewegung um eine Längsachse des Transportfahrrads über den Verbindungsträger 25 auf die Kippvorrichtung 20 des vorderen Segments 10 übertragen. Dadurch kippen sowohl der Lenker 11 mit oberem Steuerrohr 12 und mit dem Verbindungsträger 25 verbundenen unteren Steuerrohr 14 als auch die vorderen Laufräder 21 und 22 zur Kurveninnenseite. Die vorderen Laufräder 21 und 22 weisen einen Reifenmantel auf, der durch seinen pilzförmigen Querschnitt eine Abrollbewegung beim Kippen der Laufräder 21, 22 zum Kurvenmittelpunkt unterstützt.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Kippvorrichtung 20 des vorderen Segments 10 des Transportfahrrads. Die Kippvorrichtung 20 weist einen unteren Querträger 30 und einen zweiteiligen oberen Querträger 31 auf. Die Verbindungsstange 25 ist in Richtung des Pfeils 29 drehbar und gelenkig mit der Mitte des unteren Querträgers 34 verbunden. Eine am Verbindungsträger 25 befestigte Kippstange 35 ist drehbar mit den zwei Teilen 32, 33 des oberen Querträgers 31 verbunden. Der untere Querträger 30 und der obere Querträger 31 sind über Streben 36, 37, 38, 39 zu Dreieckslenkern ergänzt. Die beiden Querträger 30, 31 der Kippvorrichtung 20 sind an ihren Enden mit vertikalen kippbaren Trägern 40, 41 gelenkig verbunden. Radträger 42, 43 sind an den vertikalen Trägern 40, 41 so befestigt, daß Laufräder daran lagerbar sind.

Das untere Steuerrohr 14 des Lenkers 11 ist am Verbindungsträger 25 befestigt. Dadurch führt der Lenker die Kippbewegung des hinteren Segments 2 des Transportfahrrads 1 ebenfalls aus. Über ein Gelenk 13 ist das obere Steuerrohr 12 entsprechend dem Pfeil 45 in Fig. 1 in verschiedenen Lagen feststellbar, um den Komfort für den Fahrer zu erhöhen.

Claims (17)

1. Dreirädriges Transportfahrrad, das ein vorderes Segment (10) mit zwei Laufrädern (21, 22) und ein hinteres Segment (2) mit einem Laufrad (3) aufweist und bei dem das vordere und das hintere Segment (10, 2) über einen Verbindungsträger (25) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Segment (10) eine Kippvorrichtung (20) aufweist und die an der Kippvorrichtung (20) gelagerten vorderen Laufräder (21, 22) bei Kurvenfahrt zur Kurveninnenseite kippbar sind.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Verbindungsträgers (25) horizontal verläuft.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsträger (25) mit einem Bereich eines Tretlagergehäuses (26) des hinteren Segments (2) starr und mit der Kippvorrichtung (20) des vorderen Segments (10) drehbar verbunden ist.

4. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufräder (21, 22) des vorderen Segments (10) sowohl um eine vertikale Achse drehbar als auch um eine zum Verbindungsträger (25) parallele horizontale Achse kippbar an der Kippvorrichtung (20) gelagert sind.

5. Fahrrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippvorrichtung (20) zwei übereinander angeordnete Querträger (30, 31) aufweist, die miteinander über mindestens zwei vertikale Träger (40, 41) verbunden sind.

6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei übereinander angeordneten Querträger (30, 31) in horizontaler Richtung zueinander verlagerbar sind, so daß zwei vertikale an deren Enden angeordnete Träger (40, 41) gegen die Vertikale kippbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den gegen die Vertikale kippbare Trägern (40, 41) Radträger (43, 44) zur Aufnahme der beiden Laufräder (21, 22) angeordnet sind.

8. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsträger (25) mit dem unteren Querträger (30) drehbar verbunden ist.

9. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Querträger der Kippvorrichtung drehbar mit einer an dem Verbindungsträger (25) befestigten Kippstange (34) verbunden ist.

10. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Querträger (30) und der obere Querträger (31) durch Streben (36, 37, 38, 39) zu Dreieckslenkern ergänzt sind.

11. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Segment eine Transportbrücke (23) aufweist.

12. Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbrücke (23) am unteren Querträger (30) und an dem Verbindungsträger (25) befestigt ist.

13. Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbrücke (23) am oberen Querträger (31) befestigt ist.

14. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportfahrrad (1) durch eine Vorrichtung in die Ruhestellung bzw. Geradeausstellung rückführbar ist.

15. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsmotoren als Nabenmotoren im Bereich der Laufräder (3, 21, 22) angeordnet sind.

16. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportfahrrad (1) einen Hilfsantrieb zur Unterstützung der Vorwärtsbewegung aufweist.

17. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (11) durch ein Gelenk (13) in seiner Position verlagerbar ist.