DE19613446A1

DE19613446A1 - Vierrädriges, vollverkleidetes Leichtfahrzeug

Info

Publication number: DE19613446A1
Application number: DE1996113446
Authority: DE
Inventors: Edgar Loehr
Original assignee: Carbike Leichtfahrzeuge & GmbH
Current assignee: Carbike Leichtfahrzeuge & GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-09

Description

Vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem vierrädrigen vollverkleidetem Leichtfahrzeug für den Kurzstreckenverkehr, das vorzugsweise durch einen Hybridantrieb (Muskelkraft/ Elektromotor) betrieben wird.

Solche Leichtfahrzeuge sind in der Patentanmeldung DE 43 06 094 A1 und in der Deutschen Gebrauchsmusteranmeldung G 94 02 906.7 bekannt geworden. Sie stoßen auf zunehmendes Interesse und es besteht bereits heute eine rege Nachfrage für zahlreiche Nischenanwendungen. Durch ihre Abgasfreiheit, ihren äußerst geringen Energieverbrauch, ihre Geräuscharmut, ihre kompakten Außenmaße und ihr geringes Gefahrdungspotential werden sie zunehmend als wichtiger Baustein für einen besseren Stadtverkehr gesehen. Die heute bestehenden vielfältigen Anwendungsbereiche reichen vom Einsatz als Individualfahrzeug bei ökologisch engagierten Haushalten, insbesondere Familien, als Zweitwagen oder Erstwagenersatz, über den Einsatz als Mietfahrzeuge in Touristenorten oder im Verbund mit dem überregionalen Bahnverkehr bis hin zum Einsatz im Kleingewerbe, innerbetrieblichem Transport und als Messefahrzeuge.

Da ein erfolgreicher Start in nennenswerten Stückzahlen nur durch eine breite Bedienung dieser Nischen erfolgen kann, ist es erforderlich, eine flexible, baukastenähnliche Fahrzeugkonzeption zu entwickeln. Neben dieser Designflexibilität ist es zur Erreichung einer hohen Energieeffizienz absolut erforderlich, das Fahrzeuggewicht zu minimieren. Da bei der Vermarktung von Leichtfahrzeugen die passive Sicherheit eine bedeutende Rolle spielt, muß die Karosseriestruktur diesbezüglich optimiert sein.

Die oben erwähnten Fahrzeuge erfüllen diese Anforderungen nur zum Teil. Das in der Gebrauchsmusteranmeldung GE 94 02 906.7 beschriebene Fahrzeug, das hier als Ausgangspunkt der Weiterentwicklung steht, besitzt eine zu aufwendige und zu schwere Fahrwerksstruktur (Fahrwerksmodule, Stahlfahrwerk) und eine teilweise zu aufwendig gekantete Karosseriegrundstruktur (Längssicken in Mittelkastenblechen und Seitenblechen, s-förmige Außenkantenbiegung). Die Außenkante ist vertikal wenig steif und muß auf die Fahrwerksmodule abstützt werden. Die Anbindung der Querbleche an die Seitenbleche und den Mittelkasten ist ungünstig. Der Aufbau aus einer eigensteifen Blechkonstruktion ist wenig designflexibel und aufgrund der Übergangsbildung von Seitenflächen zu Dach, bzw. Heckflächen recht aufwendig in der Kantbearbeitung und Verschweißung der Fugen. Darüber hinaus ergeben sich Schwierigkeiten in der Verbindung von umklappbarer Windschutzscheibe und abnehmbarem Dach, sowie den Seitentüren, da ein fester Rahmen zur zuverlässiger Verbindung dieser drei Teile fehlt. Ein Überrollschutz im vorderen Kabinenbereich fehlt, auch kann die Haube bei einer Kollision recht weit in den Insassenraum dringen. Der Muskelkraftantrieb mit Fahrradgetrieben auf einer Zwischenwelle ist aufwendig, schwer, teuer und energetisch nicht optimal. Die zentrale Lenkung ist gewöhnungsbedürftig.

Aufgabe der Erfindung ist es, die in GE 94 02 906.7 aufgezeigte Fahrzeugkonzeption im Hinblick auf größtmögliche Stabilität, Steifigkeit und Sicherheit bei gleichzeitig geringerem Gewicht, geringerer Teilezahl, verbesserte Herstellbarkeit, vermindertem Energieverbrauch, verbesserten Fahrleistungen und hoher Maß- und Designflexibilität zur optimalen Ausnutzung und Anpassung an die diversen Einsatznischen weiterzuentwickeln.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Im Folgenden wir die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen derselben anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und durch die Zeichnungen (Fig. 1-12) erläutert. Hierbei gehen die erfindungswesentlichen Merkmale aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 Darstellung der selbsttragenden Wannenstruktur,

Fig. 2 Darstellung des Fahrzeuges in seinen wesentlichen formbildenden Elementen,

Fig. 3 Darstellung des Fahrzeuges in Seitenprojektion mit Verlauf der Muskelkrafttransmission und Anordnung der elektronischen Aggregate in der Mittelkonsole,

Fig. 4 Schnittbild des Verbindungsprinzips von beweglichen Verkleidungsteilen und Rohrbögen durch Gummi- oder Kunststoffprofile,

Fig. 5 Schnittbild des Verbindungsprinzips von ortsfesten Verkleidungsteilen und Rohrbögen durch Gummi- oder Kunststoffprofile,

Fig. 6 Aufsicht auf einen Klemmflansch zur Verbindung der Querrohre mit der Karosserie,

Fig. 7 Seitenansicht der Klemmverbindung zwischen Querrohr und Karosserie,

Fig. 8 Darstellung des Schiebeprinzips der Frontscheibe unter die Fronthaube und der Relativposition des vorderen Rohrbogens zur Vorderachse (Distanz s),

Fig. 9 Darstellung der Klemmung der Frontscheibe gegen die Fronthaube durch das bewegliche Armaturenbrett,

Fig. 10 Schnittbild durch den Vorderradflansch und das Lenklagergehäuse,

Fig. 11 Darstellung des vorderen Längslenkers,

Fig. 12 Darstellung des hinteren Längslenkers.

Beim erfindungsgemäßen Leichtfahrzeug wird der Stand der Technik in den Bereichen Karosserie, Fahrwerk und Antrieb verbessert und vereinfacht. Diese Verbesserung - sie ergibt sich im Detail explizit aus der Beschreibung - wird wie folgt erreicht:
Die Karosserie wird erfindungsgemäß in eine untere Karosseriehälfte und in obere Karosseriehälfte horizontal zweigeteilt, die sich in ihrer Struktur sehr deutlich unterscheiden. Die untere Karosseriehälfte, die bis in Radkastenhöhe reicht, wird von einer selbsttragenden Wannenstruktur 1 aus Blechen oder Faserkunstoffplatten gebildet (selbsttragende Bauweise). Die obere Karosseriehälfte wird aus einem mit Textilien und/oder Kunstoffplatten und/oder Blech verkleideten Profilrohrgestell 2 gebildet (Spaceframetechnologie).

Durch die Verwendung einer selbsttragenden Grundstruktur wird die durch eine Integration der Funktionen Raumtrennung und Tragfunktion mögliche Gewichtseinsparung genutzt. Im unteren Bereich der Karosserie müssen ja eine ganze Reihe von Funktionsräumen voneinander abgetrennt werden: Fußräume, Lade- und Stauräume, Batterieraum, Mittelkonsole, Radkästen, Antriebsstränge. Hier ist es vorteilhaft, die ohnehin vorhandenen Flächenfestigkeiten in die Tragstruktur einzubinden. Die untere Karosseriehälfte ist also eine selbsttragende Konstruktion. Durch einen von vorne bis hinten vorzugsweise gleichförmigen Querschnitt ist eine einfache Anpassung der Fahrzeuglänge, bzw. des Radstandes an die verschiedenen Modellvarianten (Einsatzaufgaben) ohne den Wechsel teurer Großwerkzeuge möglich.

Die obere Karosseriehälfte ist ein in Spaceframebauweise hergestelltes Bauteil. Durch diesen Spezialaufbau in Spaceframebauweise, der aber wiederum baukastenähnlich unter Verzicht auf teure Großwerkzeuge konzipiert ist, besteht eine große Anpassungsfähigkeit an die einzelnen Nutzungsnischen und Kundenwünsche. So können z. B. Textilteile ohne viel Aufwand gegen feste Blechteile oder Kunststoffteile ausgetauscht werden. Auch sind spezielle Farb- und Materialkombinationen durch den Austausch einzelner Karosserieteile möglich. Ferner sind - durch simple Änderung der Biegedaten der CNC-Mehrachsenbiegemaschine kurze oder lange, flachere oder höhere Spaceframes einsetzbar.

Das Profilrohrgestell 2 setzt sich aus wenigstens drei Hauptrohrbögen - drei Längsbögen 3, 3′ und ein Querbogen 4 - zusammen. Diese Bögen treffen sich in zwei Verbindungsknoten 5, 5′ etwa oberhalb und hinterhalb der Köpfe der Fahrer. Die Verbindungsknoten können aus dünnem Blech oder aus CFK tiefgezogen sein.

Das Profilrohrgestell kann mit beliebigen Materialien verkleidet werden z. B. auch mit Textilien oder Blech- oder Kunststoffplatten. Es bestimmt weitgehend - bis auf den Bereich der Fronthaube - die Außenkontur der oberen Fahrzeughälfte. Vorzugsweise wird das Profilrohrgestell im Bereich der Fahrzeug"kanten" in die Karosserie einbezogen und bildet die in zwei Achsen gewölbten Flächenübergänge.

Dadurch ist es möglich, lediglich eindimensional gebogene Bleche oder Kunstoffplatten zu verwenden und auf eine teure Tiefziehuniformung der Verkleidungsteile 21, weitgehend zu verzichten. Die Verkleidungsteile werden vorzugsweise an ihren Kanten durch Gummi- oder Kunstoffprofile 22 (Elastomere) gefaßt, die ihrerseits an den Rohrbögen befestigt, vorzugsweise verklebt sind. Bei textilen Verkleidungsteilen kann auf diese Gummi- oder Kunststoffprofile verzichtet werden, indem die Textilteile selbst um das Rohr geschlungen und mit Klett- oder Druckknopfverschlüssen befestigt werden. Auch die beweglichen Karosserieteile, wie Frontscheibe 18, Seitentüren 19 und Dach 20 stützen sich lediglich auf dem Profilrohrgestell ab, wobei ebenfalls Gummi- oder Kunststoffprofile 22 als Verbindung und Dichtung benutzt werden. Sie sind dadurch auch völlig unabhängig voneinander zu öffnen und zu schließen. Kleine Maßfehler, termische Dehnungen und Karosserieelastizitäten werden auf diese Weise gut ausgeglichen, Klappergeräusche vermieden, eine gute Dichtung gegen Wind und Wasser erzielt, sowie eine rasche Montage und Demontage erreicht. Das Profilrohrgestell bildet zugleich einen wirksamen Überrollschutz.

Die Profilrohrbögenfüße sind nahe der Außenkante der selbsttragenden Wannenstruktur befestigt, wobei die vorderen beiden Füße die Wannenstruktur 1 - auf die Längskoordinate bezogen - vor der Vorderachse treffen (s < 0). Dies ermöglicht einen bequemen Ein- und Ausstieg. Die Außenkante der Wannenstruktur wird vorzugsweise durch ein geschlossenes Verstärkungsprofil 51 verstärkt, das im etwa 20 mm dicken Randumschlag (180°) des Seitenblechs 10 Platz findet.

Die Wannenstruktur 1 besteht aus folgenden, miteinander flächig verbundenen Blechteilen oder Kunstoffplatten (im folgenden als Blech bezeichnet):

- einem Bodenblech 9, das vorzugsweise zur besseren Trittfestigkeit mit Längssicken versehen ist,
- zwei Seitenblechen 10, 10′, die die durchgehende Radkästen bilden,
- einem zwischen diesen verlaufenden und auch an das Bodenblech angeschlossenen Frontblech 11,
- zwei symmetrischen, von vorne bis etwas über die Fahrzeuglängsmitte durchgehenden Mittelkastenblechen 12,
- zwei hinter dem Tretraum jeweils vom Seitenkastenblech bis zum Mittelkastenblech verlaufenden, vorderen Querblechen 13, 13′,
- einem diesen Mittelkasten hinten abschließenden, von einem bis zum anderen Seitenblech reichenden, hinteren Querblech 14,
- vier bis acht Versteifungsblechen 15, die die Seitenbleche aussteifen und die eigentlichen Radkästen abteilen und
- einem, die Hinterkanten beider Seitenbleche verbindendem und an das Bodenblech angeschlossenen Heckblech 16, das gegebenenfalls geöffnet werden kann.

Die Querbleche 13, 14 und die vier mittleren Verstärkungsbleche 15 besitzen relativ großflächige abgekantete, mit den Seitenblechen, bzw. den Mittelkastenblechen verbundenen Laschen 17, die jeweils von den Querrohren 8, 8′ durchdrungen werden. Diese Querrohre dienen zur Aufnahme der Fahrwerkskräfte und zu deren Einleitung in die Karosserie. Sie bestehen aus hochfestem Leichtmetallrohren aus dem Flugzeugbau und sind in Klemmflansche 47 geklemmt, die an diesen dreifach verstärkten Durchdringungsbereichen befestigt sind (Fig. 7). Diese groß dimensionierten Querrohre sorgen mittels der Klemmflansche für eine ausreichend hohe Torsionsteifigkeit der Karosserie. Die Fahrwerkskräfte werden so, trotz sehr geringer Einzelblechstärken, optimal in die Karosserie eingeleitet.

Sämtliche flächigen Blechverbindungen können, zusätzlich oder alternativ zum Nieten oder Durchsetzfügen, auch geklebt sein.

Auf die Querrohre 8, 8′, die im Seitenbereich ein freies Ende besitzen, sind die Längslenker 7, 7′ zur Lagerung aufgesteckt und drehen sich in Kunststoffgleitlagern. Die Längslenker sind einteilige Gußteile und bestehen aus Leichtmetallguß (Aluminiumlegierung oder Magnesium). Sie haben einen großflächigen, geschlossenen (rohr- oder kastenförmig) Querschnitt zur Aufnahme der am Fahrwerk angreifenden Biege- und Torsionskräfte (Fig. 11, 12). Beim vorderen Längslenker ist ein sich konisch verjüngender Lenklagerzapfen 37 ausgebildet und am hinteren Lenker sind neben der Lageraufnahme auch die Befestigungspunkte 38 für den Elektromotor 25 angegossen sind.

Das Lenklagergehäuse 40 ist ebenfalls ein Gußteil und integriert die Vorderradachse. Der Vorderradflansch 39, an dem das Scheibenrad angeschraubt ist, besteht aus Leichtmetallguß und bildet das Radlagergehäuse. Er trägt die Bremsscheibe 50 oder ist als Bremstrommel ausgebildet.

Als Antrieb werden neuartige bürstenlose, permanent erregte Elektromotoren 25 in Scheibenläuferbauart verwendet, welche vorzugsweise neben dem Hinterrad plaziert sind. Sie treiben über ein etwa 1 : 5 untersetzendes Ketten- oder Zahnriemengetriebe das Hinterrad an. Ihr minimaler Drehwiderstand erlaubt ein Mitdrehen der Motoren im reinen Muskelkraftbetrieb trotz der Getriebestufe ohne größere Verluste. Damit kann auf eine Kupplung, bzw. auf einen Freilauf verzichtet werden. Eine Bremsrückgewinnung ist problemlos möglich.

Für den Muskelkraftantrieb wird vorzugsweise ein neuartiges Riemengetriebe verwendet, das sowohl Transmission als auch stufenloses Getriebe darstellt. Der Antriebsstrang 36 läuft nähe der vertikalen Seitenblechfläche im Seitenkasten von der Tretkurbelscheibe bis zur Abtriebsscheibe am Hinterrad. Diese Abtriebsscheibe ist auf einer kurzen Welle befestigt, die das Hinterradlager durchsetzt und im Radflansch drehfest verbunden ist. Der Riemen läuft über Führungsrollen, die ihn um die Querrohre 8, 8′ führen.

Die Fronthaube 6 besteht vorzugsweise aus Blech und ist durchgehend gebogen, jedoch zu den Seiten hin mit kleineren Radien. Sie ist an ihren Seiten mit den vorderen Rohren des Spaceframes verbunden und mit ihrer Vorderkante über ein Hilfsblech und Laschen an der Wannenstruktur befestigt. Hinter und unter die Fronthaube kann die Frontscheibe 18 mittels einer Führungsvorrichtung 23 eingeschoben werden. Sie wird in ihrer obersten, vorzugsweise auch in ihrer untersten Position durch eine Klemmung 24 oder Verriegelung fixiert. Sie ist der Fronthaube vorzugsweise in ihre Wölbung ungefähr angepaßt. Sie besteht aus kratzfesten Kunststoff, der für Fahrzeuge bis 30 km/h zugelassen ist.

Das Dach 20 ist zweigeteilt und das vordere Dachteil zu öffnen. Es liegt auf den Längsbögen 3, 3′ auf und überlappt, sowohl die Frontscheibe 18 als auch in einem kurzen Stück das hintere Dachteil. Es besteht vorzugsweise aus tiefgezogenem Kunststoff und besitzt vorne vorzugsweise einen 10-15 cm breiten durchsichtigen, aber getönten Streifen. An seiner Hinterkante erfolgt die Entlüftung durch einen ca. 15 mm breiten Spalt zwischen Dach und Querrohr bzw. hinterem Dachteil. Es hält sich durch vier gekrümmte Finger in der Fortsetzung des gleichen Gummi- oder Kunststoffprofils, das für die Frontscheibe verwendet wird. Die hinteren beiden Finger besitzen eine Raststufe, die dazu verwendet wird, das Dach hinten etwas hochzustellen. Das Dach ist durch Druck von unten auf die Dachmitte wölbbar und damit freikuppelbar.

Bei der Variante mit fester Verkleidung sind die Seitentüren 19 als Schiebetüren oder Klapptüren ausgebildet und fahren beim Verschließen in die Nuten der Gummi- oder Kunststoffprofile 22 ein. Auf ähnliche Art fährt die, sich trapezförmig nach oben hin verjüngende Frontscheibe 18, in die seitlich an den vorderen Profilrohrbögen befestigten Nuten der Profile auf ihrem letzten Stück Verfahrweg ein. Schiebetüren und Frontscheibe werden durch Führungsvorrichtungen, wie Führungsschienen und Führungsarme, geführt. Die untere Führungsschiene der Schiebetür ist in das Verstärkungsprofil 51 integriert.

Bei der in Fig. 3 gezeigten textilen Variante sitzt die eine Hälfte des Türreißverschlusses 45 im Gummi- oder Kunststoffprofil 22 am Längsbogen 3. Die Tür und die Heckverkleidung sind in einem zusammenhängenden Teil genäht. Die Öffnung erfolgt durch Faltung entlang der Faltlinien A-C und A-B. Unterhalb der Seitenscheibe aus Sichtfolie ist eine Versteifungsleiste 46 aus Kunststoff eingenäht, deren hinteres Ende am Querrohr 4 gelenkig über eine Stoffschlaufe befestigt ist. Die Versteifungsleiste besitzt eine Gelenkzone, die auf die Linie A-B ausgerichtet ist. Das vordere Ende der Versteifungsleiste wird durch ein am Innengriff des Reißverschlusses befestigtes, klammerartiges Koppelstück an den vorderen Fuß des Längsrohrbogens 3, 3′ an- bzw. abgekoppelt. Zum Öffnen wird die Seitentüre nach hinten oben gefaltet und geschwenkt, wobei die Außenhaut stets außen, bzw. oben bleibt und Regen nicht auf die Innenfläche gelangt. Die Unterkante der Seitentür überlappt die Außenkante der unteren Karosseriehälfte und kann von innen mit einem weiteren Reißverschluß von hinten nach vorne zugezogen werden. Das Seitenfenster wird durch einen separaten Reißverschluß (nicht dargestellt) geöffnet und nach unten geklappt. In den den Fensterrahmen bildenden Gewebestreifen zwischen den Reißverschlüssen ist ein flexibler CFK-Stab eingenäht. Dieser versteift die Vorderkante der geöffnetet Türe.

Der Wagenbug wird von einem über die ganze Fahrzeugbreite bis zu den Rädern reichenden Frontstoßfänger 42 gebildet, der vorzugsweise aus tiefgezogenem Polypropylen-Kunststoff besteht und welcher auch die Scheinwerfer und die Blinker integriert. Er besitzt Öffnungen für den Lufteinlaß der Fahrzeugbelüftung. Die Heckleuchten sind ebenfalls in Kunststoffteile, die Eckstoßfänger 44, integriert, die den hinteren Abschluß der Seitenkästen bilden.

Diese einteilige Frontgestaltung vermindert die Teilekosten und den Montageaufwand.

Am Querprofil 41 wird das Lagergehäuse der Achse des Lenkerbügels 28 durch Klemmung befestigt. Als Lenkerbügel wird ein handelsüblicher Fahrradlenker mit Vorbau und Rohrschaft sowie ein normaler Fahrradsteuersatz als Lenkerlager verwendet. Die Außenschalen dieses Steuersatzes sind in ein Rohr eingepreßt, das im Lagergehäuse geklemmt ist. Die Längsposition des Lenkers und seine Achsausrichtung sind dadurch einstellbar. Die Übertragung der Lenkbewegung erfolgt durch zwei Steuerseile, einer Antriebs- und drei Umlenkrollen durch die Mittelkonsole 29 hindurch auf die Spurstange.

Die Benutzung eines Fahrradlenkers ist jedermann geläufig und das Lenken erfordert keine Eingewöhnungszeit. Die Lenkungsteile sind preiswert.

Das Armaturenbrett 27 und die Mittelkonsole 26 sind aus einem Stück gefertigt und bestehen aus tiefgezogenem Polypropylen-Kunststoff. Es ist unten auf dem Mittelkasten befestigt und oben über zwei Exzenterhebel 24 mit dem Querprofil 41 verbunden. Mit Hilfe dieser Exzenterhebel ist das Armaturenbrett 27 um ein kleines Stück auf die Frontscheibe 18 hin bewegbar, wodurch diese über die Vorderkante des Armaturenbretts gegen ein an der Fronthaube 6 befestigten Dichtprofils gedruckt und festgehalten wird. Nach dem Lösen der Exzenterhebel ist die Frontscheibe in einer Führungsvorrichtung 23, in der der Fensterrahmen gleitet, nach oben oder unten verschieblich. Zur besseren Handhabung ist ein Griff nahe der Scheibenoberkante angebracht.

Damit kann die Frontscheibe in beliebiger Position geklemmt werden. Die Verschiebetechnik hat gegenüber der Umklapptechnik auch den Vorteil, daß eine aerodynamisch günstige, konvexe Scheiben- und Haubenwölbung möglich ist.

Im Schacht der Mittelkonsole sind der Bordcomputer 32, das Ladegerät 31 und der Heizlüfter untergebracht. Letzterer bläst die von der Abwärme der elektronischen Geräte vorgewärmte Luft über Luftkanäle 30 gegen die Front- und Seitenscheibe. Mittels einer in den Bordcomputer integrierten Zeitschaltuhr und der durch die Stromverbrauchsmessung im Bordcomputer gespeicherten Batterierestkapazität kann der Zeitpunkt des Ladevorgangs i. d. R. so gesteuert werden, daß vor Abfahrt eine Vorheizung der Frontscheibe und des Inneraums durch die Abwärme des Ladegerätes stattfindet.

Damit wird die eingesetzte elektrische Energie optimal verwertet und das Freihalten der Scheiben von Beschlag belastet die Batterien nur minimal.

Die Erfindung erreicht damit gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von wichtigen Verbesserungen:
Eine weitergehende Reduzierung der Bauteile (insbesondere im Fahrwerksbereich) verringert Aufwand und Gewicht. Die Aufteilung in eine Karosseriegrundstruktur und in einen Aufbau erlaubt vielfältige Anpassungen an die Anforderungen der unterschiedlichen Einsatzgebiete. Dabei stellt das Profilrohrgestell des Spaceframe eine sichere und präzise Funktion der zahlreichen beweglichen Karosserieteile sicher. Geräusche werden durch die elastische Verbindungstechnik gedämpft und kleine Maßfehler oder Karosserieelastizitäten ausgeglichen. Der Montageaufwand wird minimiert. Die neuartigen Längslenker aus Leichtmetallguß mit geschlossenem Querschnitt führen zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung und zu einer Minimierung des Herstellungsaufwandes. Die Schiebefunktion der Frontscheibe hat gegenüber dem Klappmechanismus des in GE 94 02 906.4 beschriebenen Fahrzeuges den Vorteil, daß eine quer oder längs konvex gewölbte Scheibe verwendet werden kann, was zu günstigeren aerodynamischen Werten führt. Die hocheffizienten bürstenlosen Elektromotoren erlauben eine Getriebeuntersetzung ohne großen Bremswiderstand im Muskelkraftbetrieb und erreichen durch diese Untersetzung ein sehr hohes Drehmoment, was zur Überwindung kurzer aber starker Steigungen, z. B. Tiefgargagen od. Rampen, notwendig ist. Die leichtverständliche Lenkung begünstigt den Einsatz als Mietfahrzeug. Die Ausnutzung der Abwärme des Ladegerätes zur Scheibendefrostung schont die Batterien.

Bezugszeichenliste

A oberer Zielpunkt der Faltlinien
B unterer Zielpunkt der vorderen Faltlinie
C unterer Zielpunkt der hinteren Faltlinie
s Versatzstrecke
1 Selbsttragende Wannenstruktur
2 Profilrohrgestell (Spaceframe)
3, 3′ Längsbögen
4 Querbogen
5, 5′ Verbindungsknoten
6 Fronthaube
7 Längslenker
8, 8′ Querrohre
9 Bodenblech
10, 10′ Seitenbleche
11 Frontblech
12, 12′ Mittelkastenbleche
13, 13′ vordere Querbleche
14 hinteres Querblech
15 Versteifungsbleche
16 Heckblech
17 Verbindungslaschen
18 Frontscheibe
19 Seitentüren
20 Dach
21 Heckverkleidung
22 Gummi-/Kunststoffprofile
23 Führungsvorrichtung
24 Klemmung
25 Elektromotoren
26 Federelemente
27 Armaturenbrett
28 Lenker
29 Mittelkonsole
30 Luftkanäle
31 Ladegerät
32 Bordcomputer
33 Heizlüfter
34 Tretkurbelscheibe
35 Hinterrad
36 Antriebsstrang
37 Lenklagerzapfen
38 Befestigungspunkte
39 Vorderradflansch
40 Lagergehäuse
41 Querprofil
42 Frontstoßfänger
43 Seitenabdeckblech
44 Eckstoßfänger
45 Reißverschluß
46 Versteifungsleiste mit Gelenk
47 Klemmflansch
48, 48′ Hebelarm
49 Radfelge
50 Bremsscheibe
51 Verstärkungsprofil

Claims

1. Vierrädriges, vollverkleidetes Leichtfahrzeug, vorzugsweise betrieben durch einen Hybridantrieb Muskelkraft/Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß es eine horizontal zweigeteilte Karosseriestruktur besitzt, wobei die untere, bis in Radkastenhöhe reichende Karosseriehälfte (= Karosseriegrundstruktur) aus einer selbsttragenden Wannenstruktur (1) aus Blechen oder Faserkunststoffplatten besteht, die überwiegend sowohl raumtrennende, als auch tragende Funktion haben, und wobei die obere Karosseriehälfte (= Aufbau) aus einem, mit Textilien und/oder Kunststoffplatten und/oder Blech verkleideten, Profilrohrgestell (2) (Spaceframe) gebildet wird, welches sich aus wenigstens drei Hauptrohrbögen - zwei Längsbögen (3, 3′) und ein Querbogen (4) - zusammensetzt und wobei sich diese drei Bögen in zwei Verbindungsknoten (5, 5′) treffen und darin verbunden sind.

2. Leichtfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrohrbögen nahe der Außenkante der selbsttragenden Wannenstruktur (1) befestigt sind und daß sie - bis auf den Bereich der Fronthaube (6) - die Außenkontur der oberen Fahrzeughälfte weitgehend bestimmen und dabei vorzugsweise den in zwei Achsen gebogenen Flächenübergang zwischen Dachfläche und Seitenfläche, sowie Seitenfläche und Heckfläche bilden und daß sich die Verbindungsknoten (5, 5′) oberhalb und leicht hinterhalb des Kopfbereichs von Fahrer und Beifahrer befinden.

3. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Längsbögen (3, 3′) mit ihrem vorderen Ende die Wannenstruktur (1) - auf die Längenkoordinate bezogen - vor der Vorderachse (s < 0) treffen und daß sie im Bereich der oberen Fronthaubenkante durch ein Querprofil (41) verbunden sind, an dem vorzugsweise das Armaturenbrett (27) und der Lenker (28) befestigt sind.

4. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Fahrwerkskräfte in die Wannenstruktur (1) mittels zweier großdimensionierter Querrohre - einem vorderen (8) und einem hinteren (8′) Querrohr, vorzugsweise aus Leichtmetall - erfolgt, auf deren freie Enden die Längslenker des Fahrwerks geschoben und drehbar gelagert sind, wobei die Querrohre die Seitenbleche (10, 10′) an durch Aufdopplung besonders verstärkten Stellen durchdringen und mit diesen drehfest oder über Elastomere annähernd drehfest verbunden sind.

5. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttragende Wannenstruktur (1) aus miteinander über abgekantetet Laschen flächig verbundenen Blechteilen,

- einem Bodenblech (9), welches vorzugsweise zur besseren Trittfestigkeit wenigstens vier Längssicken besitzt,
- zwei Seitenblechen (10, 10′), die durchgehende Radkästen bilden,
- einem zwischen diesen vorne verlaufenden und an das Bodenblech angebundenen Frontblech (11),
- zwei von vorne bis etwas über die Fahrzeugmitte durchgehenden Mittelkastenblechen (12, 12′),
- zwei hinter dem Tretraum jeweils vom Seitenblech bis zum Mittelkastenblech verlaufenden vorderen Querblechen (13, 13′),
- einem diesen Mittelkasten hinten abschließenden, von einem bis zum anderen Seitenblech reichenden hinterem Querblech (14),
- vier bis acht Versteifungsblechen (15), die die Seitenbleche aussteifen und die eigentlichen Radkästen abteilen, und
- einem, die Hinterkanten beider Seitenbleche verbindenden Heckblech (16), das ggf. geöffnet werden kann, gebildet wird,

wobei die Querbleche und die vier mittleren Versteifungsbleche relativ großflächige, abgekantete, mit den Seitenblechen bzw. den Mittelkastenblechen verbundene Verbindungslaschen (17) besitzen, die jeweils von den Querrohren (8, 8′) durchdrungen werden, und wobei die Seitenbleche (10, 10′) und die Mittelkastenbleche (12) wenigstens im Verbindungsbereich mit diesen Verbindungslaschen und mit dem Frontblech (11) und mit dem Heckblech (16) weitgehend plan sind, und wobei der Querschnitt der Wannenstruktur (1) vorzugsweise von vorne bis hinten weitgehend konstant ist.

6. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Verkleidungsteile, vorzugsweise Frontscheibe (18), Seitentüren (19), Dach (20) und Heckverkleidung (21) über Gummi- oder Kunststoffprofile (22), vorzugsweise in Aussparungen oder Nuten dieser Profile und auf reversible Art, mit dem Profilrohrgestell (2) verbunden werden, wobei die Gummi- oder Kunststoffprofile vorzugsweise auf die Rohre aufgeklebt sind.

7. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fronthaube (6) in einem Stück, jedoch mit zu den Seiten hin kleineren Radien, gebogen ist und an den vorderen unteren Abschnitten der beiden Längsrohrbögen (3, 3′) befestigt ist, wobei die Fronthaube in ihrem mittleren Abschnitt vorzugsweise um 35°-50° zur Senkrechten geneigt ist.

8. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe (18) mittels einer Führungsvorrichtung (23) unter die Fronthaube geschoben werden kann, und daß sie in der obersten und vorzugsweise auch in der untersten Position durch eine Klemmung (24) oder Verriegelung fixiert werden kann, wobei diese Fixierung vorzugsweise durch das mittels Exzenterklemmhebeln o. ä. verstellbare Armaturenbrett (27) geschieht.

9. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Armaturenbrett (27) und die Mittelkonsole (29) in einem Stück gefertigt sind und sowohl die zur Scheibenbelüftung notwendigen Luftaustritte als auch die wichtigsten Bedienelemente und Anzeigengeräte integriert, wobei sich vorzugsweise im Innern der Mittelkonsole Ladegerät (31), Bordcomputer (32) und Heizlüfter (33) befinden und wobei die Abwärme dieser Geräte dazu benutzt wird, die Frontscheibe über die Luftkanäle (30) zu erwärmen und wobei vorzugsweise der Zeitraum der Batterieladung und damit der "Vorheizung" durch eine im Bordcomputer integrierte Zeitschaltuhr unter Berücksichtigung der Batterierestkapazität festlegbar ist.

10. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Motorantrieb ein oder zwei, jeweils nahe am Hinterrad befindliche, bürstenlose, permanenterregte Elektromotoren (25) in Scheibenläuferbauart verwendet werden, welche vorzugsweise neben dem Hinterrad und auf der Längslenkerschwinge montiert sind und das Rad über ein einstufiges Getriebe antreiben.

11. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Muskelkraftantrieb ein von der Tretkurbelscheibe (34) bis zum Hinterrad (35) direkt durchgehender Antriebsstrang (36) ohne Zwischenwelle verwendet wird, der vorzugsweise aus einem stufenlosen Riemengetriebe besteht.

12. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Längslenker (7) aus Leichtmetallguß von der Achsaufnahme bis zum Lagerrohr einen geschlossenen, kreis- oder kastenförmigen Querschnitt haben und an ihrer Oberseite einen Hebelarm zur Befestigung der Federelemente (26) und zur Einleitung der Federkräfte besitzen, wobei vorzugsweise die vorderen Längslenker (7) zu einem sich konisch verjüngenden Lenklagerzapfen (37) ausgebildet sind und die hinteren Längslenker (7′) neben der Achsaufnahme auch Befestigungspunkte (38) für den Elektromotor (25) besitzen.

13. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderradflansch (39) das Radlagergehäuse bildet und daß die Vorderradachse und das Lenklagergehäuse (40) aus einem einzigen Teil bestehen, wobei vorzugsweise an das Lenklagergehäuse auch der Spurhebel und Bremssattelträger angegossen ist, und wobei alle diese Teile vorzugsweise aus Leichtmetallguß bestehen.

14. Leichtfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichne, daß der Vorderradflansch (39) neben der Radfelge (49) auch gleichzeitig die Bremsscheibe (50) trägt oder selbst als Bremstrommel ausgebildet ist, und daß vorzugsweise das Gußteil des Vorderradflansches auch als Hinterradflansch verwendet wird, wobei die Hinterradtriebachse in den Hinterradflansch über eine durch Schrauben anziehbare Konusverbindung befestigt wird.

15. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkkraftübertragung durch Zugseile und Umlenkrollen vom Lenker zur Spurstange durch die Mittelkonsole (29) hindurch stattfindet.

16. Leichtfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitentüren, die Hecktüre und die Heckverkleidung aus textilem Material besteht und daß die Türen mittels Reißverschlüssen o. ä. geöffnet und geschlossen werden können, wobei die Seitentüren ein nahe der Unterkante des Folienfensters eingenahte Versteifungsleiste (46) besitzen, die am Querbogen (4) gelenkig befestigt ist, die vorne an den Vorderfuß des Längsrohrbogens (3) gekoppelt werden kann und die ein Gelenk zur definierten Faltung der Türe besitzt, das auf die Linie A-B ausgerichtet ist.