DE19745821C2 - Motorgetriebenes, von einem Fahrer betätigbares Einspurfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes, von einem Fahrer betätigtes Einspurfahrzeug gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche.

Ein wesentlicher Nachteil heutiger Einspur- bzw. Zweiradfahrzeuge ist deren mangelnde Sicherheit für Fahrer und Beifahrer, woraus ein erhebliches Verletzungsrisiko im Falle ei­ nes Unfalls oder bei Stürzen resultiert.

Moderne Motorräder sind im Bereich ihres Unterbaus so gestaltet, daß der Fahrer im Falle eines Frontalaufpralls schräg nach oben abgeworfen wird und damit die Chance hat, über das Hindernis hinweggeschleudert zu werden.

Auf der Internationalen Automobilausstellung im September 1997 wurde ein Zweiradfahr­ zeug vorgestellt, bei dem sich über dem Fahrer ein Sicherheitsrahmen erstreckt, der im vorderen Bereich eine mit Scheibenwischer versehene Windschutzscheibe aufnimmt und hinter dem Fahrer in den eigentlichen Rahmen des Zweiradfahrzeugs mündet. Der Sicher­ heitsrahmen trägt Verkleidungsteile, die einen schmalen Wetterschutz bilden. Der Fahrer ist mit einem Beckengurt und doppelten Diagonalgurten angegurtet, die im Sitzbereich am Rahmen des Zweiradfahrzeugs und im Schulterbereich an dem Sicherheitsrahmen befestigt sind. Mit diesem Fahrzeug soll eine verbesserte Fahrsicherheit für den Fahrer erreicht werden. Außerdem soll es möglich sein, dieses Fahrzeug ohne Helm zu nutzen.

Eine Eigenart des bekannten Zweiradfahrzeugs liegt darin, daß die geschaffene Sicherheits­ zelle verhältnismäßig schmal ist, so daß bei einem Sturz für die Ellenbogen, die Arme und die Knie ein Verletzungsrisiko besteht. Weiter hat das bekannte Zweiradfahrzeug nur einen Sitzplatz für den Fahrer.

In dem Deutschen Gebrauchsmuster 296 14 125 U1, von dem im Oberbegriff der un­ abhängigen Patentansprüche ausgegangen wird, ist ein Allwetter-Sicherheits-Motorroller beschrieben, bei dem eine Fahrerin bzw. ein Fahrer von einem aufklappbaren Sicherheits­ rahmen übergriffen wird. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit weist der Motorroller einen in der Lenkradnabe untergebrachten Airbag auf, der sich innerhalb des Sicherheits­ rahmens entfaltet, und einen Schutzschildaufprall-Airbag, mit dem eine Frontklappe bei einem Aufprall kurzzeitig aufklappbar ist, ohne daß sich dadurch allerdings die Gesamt­ länge des Motorrollers verändert. Als Absicherung ist eine Federstütze vorgesehen, die den Roller unter 5 km/h bei einer Seitenneigung von mehr als 20° abfängt. Eine Eigenart des beschriebenen Rollers liegt darin, daß die Bedienungsperson, auch wenn sie ange­ schnallt ist, sich seitlich nur minimal innerhalb der Kontur des Sicherheitsrahmens bzw. des Rollers befindet, so daß bei Stürzen eine Verletzungsgefahr besteht. Eine Eigenart von Airbags, wie sie bei dem Motorroller verwendet werden, besteht darin, daß solche Airbags nur sehr kurzzeitig wirksam sind und eine aufwendige Unfallerkennungssensorik erfordern, da eine Verzögerungsmessung während eines Unfalls wegen der vielen Knautschzonen nicht möglich ist.

Aus der GB 2 131 757 A ist ein Motorrad mit Seitenverkleidungsteilen bekannt, die passiv nach außen aufklappbar sind, wenn ein zu schützendes Bein von innen gegen sie drückt.

Aus der GB 2 003 096 A ist ein Motorrad bekannt, bei dem ein Kissen vor die Brust des Fahrers bzw. der, Fahrerin ausfahrbar ist, um zu verhindern, daß der Fahrer bzw. die Fahrerin das Motorrad im Falle einer Kollision nach vorne "verläßt".

Die JP 091 09 968 A zeigt passive, an ihrem Ende mit einer Rolle versehene Federstützen, die bei einem seitlichen Umfallen eines Motorrades schützen sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit für die Fahrerin oder den Fahrer eines Einspurfahrzeugs wirksam zu erhöhen.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Durch das seitlich aus dem Sicherheitsrahmen ausfahrbare Bauteil wird erreicht, daß die Verletzungsgefahr für die innerhalb des Sicherheitsrahmens befindliche Person deutlich vermindert ist.

Eine weitere Lösung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 2 erreicht, wobei sich durch die Verlängerung des Einspurfahrzeugs nach vorne oder hinten Knautschzonen erzielen lassen.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Einspurfahrzeugs gerichtet.

Das bleibende Ausfahren des oder der aufahrbaren Bauteile kann unmittelbar vom Fahrer ausgelöst werden oder von einer Sensorik herbeigeführt werden. Der Antrieb der Bauteile kann hydraulisch, pneumatisch, elektromotorisch, elektromagnetisch oder ggf. auch pyro­ technisch erfolgen. In ihrer ausgefahrenen Stellung vergrößern die ausfahrbaren Bauteile die Kontur des Einspurfahrzeugs und erhöhen somit den Abstand zwischen der Bedienper­ son und einem äußeren Hindernis. Dieser vergrößerte Abstand kann entweder dazu ver­ wendet werden, daß eine Knautschzone entsteht, d. h., daß das ausgefahrene Bauteil unter Energieaufnahme entweder selbst verformt wird oder sich in Richtung seiner eingefahrenen Stellung zurückbewegt, wobei diese Knautschzone zur Unfallsensierung und ggf. zusätzli­ cher Auslösung eines Airbags verwendet werden kann. Das ausfahrbare Bauteil kann auch so steif ausgelegt werden, daß es beispielsweise bei Umstürzen des Fahrzeugs eine starre Abstützung bildet, die die Bedienungsperson vor Schürfverletzungen schützt.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird erreicht, daß die Bauteile nur im Gefahrenfall ausgefahren werden. Da die ausfahrbaren Bauteile eine wohldefinierte ausgefahrene Stellung einnehmen, in der sie verbleiben, solange sie von ihrem Antrieb nicht in ihre Normalstellung zurückbewegt werden, kann die Unfallsensoreinrichtung im Gegensatz zu einer Unfallsensoreinrichtung, die einen Airbag auslöst, einfach ausgelegt werden. Die ausfahrbaren Bauteile können rein vorsorglich ausgefahren werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Strukturelemente eines bekannten, mit einem Sicherheitsrahmen versehenen motorrollerartigen Einspurfahrzeugs,

Fig. 2 die Rahmenstruktur des Fahrzeugs gemäß Fig. 1 mit daran angebrachten aus­ fahrbaren Bauteilen,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Rahmenstruktur, erweitert für einen Beifahrer und

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf die Rahmenstruktur gemäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 weist ein Zweiradfahrzeug einen Rahmen 2 auf, der aus dem eigentlichen Fahrzeugrahmen 4 und einem Sicherheitsrahmen 6 zusammengesetzt ist, der einen nicht dargestellten Fahrer (Frau oder Mann) übergreift. Der Fahrzeugrahmen weist einen Gabel­ kopf 8 auf, an dem die Gabel eines Vorderrades 10 schwenkbar gelagert ist. Vom Gabel­ kopf 8 aus erstrecken sich schräg nach hinten abwärts zwei kräftige Profile 12 zu einem hinteren Knotenteil 14, an dem der Motor (nicht dargestellt) und eine Hinterradschwinge 16 mit einer Kraftübertragung zu einem Hinterrad 18 angebracht sind.

Zur Verbesserung der Steifigkeit erstrecken sich unterhalb der Profile 12 zwei Rohre 20 von Gabelkopf 8 zum Knotenteil 14, an denen ein Ständer 22 angebracht ist.

Vom Knotenteil 14 schräg nach hinten und oben erstrecken sich Streben 24 zu einem wei­ teren Knotenteil 26, mit dem ein Sitzrahmen 28 verschweißt ist, der sich mittels einer Stre­ be 30 an den Profilen 12 abstützt. Vom Knotenteil 26 nach hinten erstreckt sich ein Ge­ päckrahmen 34.

Der Gabelkopf 8 ist Teil eines vorderen Knotenteils 36, von dem aus sich ein Bauteil 38 nach vorne erstreckt, das Verkleidungsteil sein kann und bei einem Frontalaufprall ein ge­ wisses Energieaufnahmevermögen aufweist.

Von dem vorderen Knotenteil 36 zu dem hinteren Knotenteil 26 erstreckt sich bügelartig über den nicht dargestellten Fahrer der Sicherheitsrahmen 6, der im wesentlichen durch zwei Bügelrohre 78 gebildet ist, die über Querstreben 42 miteinander verbunden sind. In ihren hinteren, in das Knotenteil 26 einlaufenden Bereich sind die Bügelrohre 40 verstärkt und weisen seitliche Rahmenteile 44 auf, die den nicht dargestellten Fahrer seitlich in Art eines Sportsitzes umgreifen und dabei schützen sollen. Nicht dargestellte Sicherheitsgurte sind an dem Knotenteil 26 und den Bügelrohren 40 im Bereich über den Rahmenteilen 44 verankert.

Fig. 2 zeigt eine in der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei nur der Rahmen 2 in etwas anderer perspektivischer Darstellung gezeigt ist und nur diejenigen Teile mit Bezugszeichen belegt sind, die zur nachfolgenden Erläuterung erforderlich sind.

Es sind insgesamt sechs Baugruppen 50 vorgesehen, die jeweils aus einem mittigen Ar­ beitszylinder 52 bestehen, aus dem seitlich stabförmige Bauteile 54 herausbewegbar sind. Dabei bilden die Arbeitszylinder 52 Querstreben zwischen den Bügelrohren 40 und den Rohren 20 oder sind in die Knotenteile 26 und 36 integriert. Jede der Baugruppen 50 ist derart aufgebaut, daß die stabförmigen Bauteile 54 aus den Arbeitszylindern 52 hy­ draulisch, pneumatisch, elektromotorisch, elektromagnetisch oder pyrotechnisch herausbe­ wegt werden können. Bei nichtpyrotechnischem Antrieb kann der Arbeitszylinder 52 so ge­ baut sein, daß die stabförmigen Bauteile 54 über ein nicht dargestelltes Steuergerät vom Fahrer oder durch eine beispielsweise eine Unfall erkennende Sensorik gesteuert aus den Arbeitszylindern 52 heraus und wieder hineinbewegt werden können.

Für die Gestaltung der stabförmigen Bauteile 54, insbesondere deren Enden, gibt es zahl­ reiche Möglichkeiten, die vom einfachen Puffer bis zur großflächigen Verkleidung reicht, die beispielsweise alle vom Sicherheitsrahmen ausgehende stabförmigen Bauteile umfaßt, so daß ein Wetterschutz verbreitert werden kann.

An den Rohren 20 ist weiter ein Sicherheitsständer 60 mit Hilfsrädern 62 vorgesehen, der im Bedarfsfall, beispielsweise bei sehr langsamer Fahrt oder Stillstand selbsttätig mittels eines Stellzylinders 64 ausgefahren oder wieder eingefahren werden kann. Vorteilhafter­ weise geschieht dieses Ausfahren derart, daß der Sicherheitsständer unterhalb einer kriti­ schen Geschwindigkeit mit abnehmender Geschwindigkeit zunehmend ausgefahren wird, so daß bei Stillstand ein sicherer Bodenkontakt besteht, der das Fahrzeug stabilisiert.

Das vordere Ende 70 des Bauteils 38 kann mittels Stäben 72 nach vorne ausgefahren wer­ den, wobei die Stäbe 72 beispielsweise von Hydraulikzylindern bewegt werden. Auf diese Weise bildet das Bauteil 38 zusammen mit dem vorderen Ende 70 einen Knautschmodul, der bei einem Frontalaufprall ein merkliches Energieaufnahmevermögen aufweist. Eine ähnliche Sicherheitsbaugruppe kann am Ende des Gepäckrahmens 34 angebracht werden.

Das vordere Ende 70 kann zu einem ausfahrbaren Schild erweitert werden, wenn es sich in senkrechter Ebene beispielsweise bis zur über dem Knotenteil 36 angeordneten Baugrup­ pe 72 erstreckt und in diesem Bereich von zusätzlichen Hydraulikzylindern ausfahrbar ab­ gestützt wird.

Mit der beschriebenen Anordnung wird folgendes erreicht:

Wenn die Baugruppen 50 von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung aus vom Fahrer willkürlich betätigt werden können, kann im Bedarfsfall der Seitenschutz ganz erheblich verbessert werden, da die seitlich ausragenden stabförmigen Bauteile 54 bei einem Sturz oder auch bei einem seitlichen Anprall eine innerhalb des Rahmens sitzende Person vor Berührung schützen, so daß die vorzugsweise mit nichtdargestellten Sicherheitsgurten an­ geschnallte Person gut geschützt ist. Bei entsprechender Ausbildung einer mit den stabför­ migen Bauteilen 54 verbundenen Verkleidung ergibt sich auch ein verbesserter Wetter­ schutz. Zusätzlich wird der Luftwiderstand vermindert.

Der Sicherheitsständer 60 fährt bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit (kein sicheres Gleichgewicht mehr) oder bei Stillstand aus, so daß keine Umkippgefahr besteht. Das ausgefahrene vordere Ende 70 gibt Schutz bei Frontalkollisionen.

Ein nicht dargestelltes Steuergerät kann mit Sensoren verbunden sein, beispielsweise Annäherungssensoren, die auf eine unmittelbaren Unfallgefahr hinweisen. Daraufhin können alle Baugruppen 50 einschließlich der Betätigungseinrichtungen für das Ausfahren des vorderen Endes 70 aktiviert werden, so daß der Sicherheitszustand nur im Bedarfsfall hergestellt wird. Dabei können insbesondere zum Ausfahren der Bauteile 54 pyrotechnische Einrich­ tungen verwendet werden.

Es versteht sich, daß die beschriebene Anordnung in vielfältiger Weise abgeändert werden kann. Die Querschnitte der Arbeitszylinder 52 und der Bauteile 54 können jedwelche ge­ eignete Form haben; beispielsweise können die Bauteile 54 Profilstäbe mit vorberechneter Verformung sein. Die ausfahrbaren Baugruppen 50 können an unterschiedlichsten Stellen und in unterschiedlichster Anzahl angeordnet sein. Die ausfahrbaren Bauteile müssen nicht stabförmig sein, sondern können scherenförmig ausgebildet sein, wobei dann entsprechen­ de Gelenktriebe vorgesehen sind.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlungsform der Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der der Fahr­ zeugrahmen 4 mittels zweier vom Knotenteil 26 ausgehender Profile 74 nach hinten verlän­ gert ist und der Sicherheitsrahmen 76 entsprechend nach hinten verlängert ist, so daß die Bügelrohre 78 nicht nur einen Fahrer, sondern auch einen Beifahrer übergreifen. Ähnlich wie der Fahrer ist auch der Beifahrer von Rahmenteilen 44 seitlich umgriffen, die zusätz­ lichen Schutz bieten. Auch für den Beifahrer sind Sicherheitsgurte vorgesehen, die im Be­ reich der hinteren Enden der Profile 74 und über den hinteren Rahmen 44 an den Bügel­ rohren 78 befestigt sind (nicht dargestellt). Zusätzliche seitliche ausfahrbare Baugruppen 50 bieten erhöhten seitlichen Schutz. Nach hinten endet der Rahmen in einem Gepäckrah­ men 80, der ähnlich dem vorderen Ende 70 mit einem hinteren Endteil versehen sein kann, das im Bedarfsfall ausfahrbar ist. Die gesamte Rahmenstruktur weist eine hohe Stabilität auf, da mit dem Sicherheitsrahmen 60 eine zusätzliche Biegesteifigkeit und Verwindungs­ steifigkeit für den eigentlichen Fahrzeugrahmen 2 erzielt wird.

Für einen weiteren Schutz des Passagiers kann im Bereich des Fahrers von den Bügelrohren 78 abwärtsführende Schenkeln 82 des Sicherheitsrahmens bzw. einer durch eine der Baugruppen 50 gebildete Querverstrebung eine Airbageinrichtung 84 angebracht werden, die bei einem Aufprall einen Airbag entfaltet (nicht dargestellt). Alternativ kann längs der Streben 82 permanent oder im Bedarfsfall ein Vorhang gespannt werden, der den Kopf des Passagiers vor einem Aufprall auf den Kopf des Fahrers schützt. Es versteht sich, daß auch auf dem Lenker 85 (Fig. 1) eine Airbagvorrichtung angebracht sein kann.

Mit der Struktur gemäß Fig. 3 wird ein Einspurfahrzeug mit hohem Komfort und optima­ ler Sicherheit für zwei Passagiere geschaffen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Aufsicht auf die beiden Bügelrohre 40 bzw. 78 mit zwei Baugruppen 50 zur Querversteifung und Erhöhung der seitlichen Unfallsicherheit. Wie er­ sichtlich, bestehen die Baugruppen 50 aus einer die Querversteifung der Bügelrohre bilden­ de Hülse bzw. einem Arbeitszylinder 52, in den die ausfahrbaren Bauteile 54 unter Ab­ dichtung geführt sind. Die Bauteile 54 sind als Hohlstäbe mit unterschiedlichem Durchmes­ ser ausgebildet, so daß sie, vollständig in dem Arbeitszylinder 52 hineinbewegt, sich te­ leskopartig ineinander bewegen können. Wird das Innere des Arbeitszylinders 52 über ge­ strichelt dargestellte Hydraulikleitungen 86 mit Druck beaufschlagt, so bewegen sich die Bauteile 54 nach außen. Nicht dargestellte Anschläge begrenzen die Auswärtsbewegung. Durch das Hydraulikfluid und nicht dargestellte Absperrventile in den Leitungen 86 wer­ den die Bauteile 54 zuverlässig in ihrem ausgefahrenen Zustand gehalten. Durch das Ent­ leeren des Inneren des Arbeitszylinders 52 von Hydraulikmittel können die Bauteile 54 ein­ wärts bewegt werden.

Beispielhaft sind in Fig. 4 die oberen Bauteile 54 mit pilzförmigen Enden dargestellt, wo­ hingegen die unteren Bauteile 54 über ein weiteres Bauteil 88, das flächig, stangenförmig usw. ausgebildet sein kann, miteinander verbunden sind. Die Hydraulikleitungen 86 kön­ nen innerhalb der Bügelrohre 40 verlegt werden und führen zu einem Hydraulikaggregat 90, das wiederum an ein Steuergerät 92 angeschlossen ist. Mit dem Steuergerät 92 kann die Tätigkeit der Baugruppen 50 von Hand oder mittels einer Sensorik vollautomatisch ge­ steuert werden.

Es sind vielfältige Abänderungen der beschriebenen Ausführungsformen möglich. Es kön­ nen einander zugeordnete Arbeitszylinder 52 in unterschiedlichen Ebenen, z. B. an den Knotenteilen 14 und 26 angebracht werden, mit Hilfe derer flächige Bauteile ausfahrbar sind, die zusätzlichen Schutz bieten. Die Arbeitszylinder können schräg zur Fahrtrichtung oder gekreuzt übereinander angeordnet sein, so daß beispielsweise durch ein pyrotech­ nische Treibeinrichtung vier Bauteile gleichzeitig ausfahrbar sind usw..

Claims (9)

1. Motorgetriebenes, von einem Fahrer betätigtes Einspurfahrzeug mit einem den Fahrer übergreifenden Sicherheitsrahmen (6; 76) und mit einer Sicherheitseinrichtung, mit wenigstens einem Bauteil (54, 60, 70), das von einem Antrieb (52) in eine bleibend ausgefahrene Stellung bewegbar ist, in der es die Kontur des Einspurfahrzeugs vergrößert und den Fahrer vor einer Berührung mit einem äußeren Hindernis schützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (54) seitlich aus dem Sicherheitsrahmen (6; 76) herausfahrbar ist.

2. Motorgetriebenes, von einem Fahrer betätigtes Einspurfahrzeug mit einem den Fahrer übergreifenden Sicherheitsrahmen (6; 76) und mit einer Sicherheitseinrichtung, mit wenigstens einem Bauteil (54, 60, 70), das von einem Antrieb (52) in eine bleibend ausgefahrene Stellung bewegbar ist, in der es die Kontur des Einspurfahrzeugs vergrößert und den Fahrer vor einer Berührung mit einem äußeren Hindernis schützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (70) nach vorne oder hinten aus dem Einspurfahrzeug unter Vergrößerung von dessen Länge herausfahrbar ist.

3. Einspurfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Breitenrichtung des Einspurfahrzeugs jeweils zwei ausfahrbare Bauteile (54) sich gegen­ überliegend angeordnet sind.

4. Einspurfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegen­ überliegenden ausfahrbaren Bauteile (54) in einem quer zu dem Einspurfahrzeug angeord­ neten Zylinder (52) geführt sind.

5. Einspurfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unfallsensoreinrichtung vorgesehen ist, die das Ausfahren der Bauteile im Falle eines drohenden Unfalls steuert.

6. Einspurfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß ein ausfahrbares Bauteil als ein mit Hilfsrädern (62) versehener Ständer (60) des Einspurfahrzeugs ausgebildet ist.

7. Einspurfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (60) selbsttätig ausfahrt, sobald das Einspurfahrzeug eine Mindestgeschwindigkeit unter­ schreitet.

8. Einspurfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der ausfahrbaren Bauteile (54) an einem Sicherheitsrahmen (76) an­ geordnet sind, der den Fahrer und einem hinter dem Fahrer sitzenden Beifahrer übergreift.

9. Einspurfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fahrer und einem hinter dem Fahrer sitzenden Beifahrer eine den Beifahrer vor einem Aufprall auf den Fahrer schützende Sicherheitseinrichtung (84) vorgesehen ist.