DE20009705U1 - Fahrzeug mit Drehschemellenkung - Google Patents

Description

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&Ggr; ^: RUFF, BEIER UND PARTNER

STUTTGART

European Patent and Trade Mark Attorneys

Dipl.-Chem. Dr. Michael Ruft Dipl.-Ing. Joachim Beier Dipl.-Phys. Jürgen Schöndorf

Ruft, Beier und Partner · Postfach 10 4036 · D-70035 Stuttgart Dipl.-Chem. Dr. Thomas MÜtSChele

_ , Partnerschaftsregister Stuttgart PR 43

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Einzeller btraise 14 Dipl.-Phys. Dr.Thomas Muschik

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A 35 012 31. Mai 2000 TM/JC/he

Beschreibung: Fahrzeug mit Drehschemellenkung

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Drehschemellenkung. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein muskelkraftgetriebenes Fahrzeug aber auch um ein elektrischgetriebenes Fahrzeug bzw. um ein Fahrzeug mit elektrischer Unterstützung der Muskelkraft handeln.

Derartige Fahrzeuge, beispielsweise elektrisch angetriebene Fahrräder bzw. Fahrräder sind in vielfältigen Bauformen bekannt. Daneben sind auch Liegeräder bekannt, die als zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge ausgebildet sind, wobei diese an der Vorderachse nur ein Rad und an der Hinterachse entweder ein Rad oder zwei zueinander beabstandete Räder aufweisen.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist an der Vorderachse ebenfalls zwei Räder auf, die gelenkt sind. Hierzu wird eine Drehschemellenkung verwendet.

Ein Nachteil bei der Verwendung der Drehschemellenkung bei so leichten Fahrzeugen, wie einem muskelkraftgetriebenen Fahrzeug ist es, auf Grund der geringen Achslast der einzelnen

Dresdner Bank (BLZ 66080000) Kto.i9(lit34l '. Pbsto&nk Stuttgart'(B\*Z 60O1DO7D) Kto 42930-708 Landesbank BadervAAiürttarhberg.(Bl^¹BOOA)I ODi*Kto:2 5SP.413..· VATsfc*.: RS 147528073

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Räder in Verbindung mit der Drehschemellenkung eine schlechte Geradeauslaufeigenschaft gegeben ist. Auch eine Rückstellwirkung der Lenkung in der Geradeauslaufrichtung ist nur geringfügig vorhanden. Die Geradeauslaufwirkung der Lenkung beruht im wesentlichen auf den inneren Reibungskräften der Drehachse der Drehschemellenkung, solange keine wesentlichen Gewichtskräfte als Achslast vorhanden sind. Im Sinne einer leichten Lenkbarkeit des Fahrzeugs ist diese innere Reibung eigentlich gering zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehschemellenkung für ein solches Fahrzeug zu schaffen, die bessere Geradeauslaufeigenschaften bietet.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß der Drehpunkt des Drehschemellenkers vor dem Drehzentrum der Räder liegt, die Räder also einen Nachlauf gegenüber dem Drehpunkt des Drehschemellenkers aufweisen. Eine verbesserte Geradeauslaufeigenschaft wird auch dadurch erreicht, daß die Drehachse der Drehschemellenkung gegenüber der Vertikalen nach hinten geneigt ist. Eine Kombination 0 dieser beiden Konstruktionsmerkmale, nämlich das Vorhandensein einer Neigung der Drehachse der Drehschemellenkung und das Vorhandensein eines Nachlaufes ist dabei eine besonders vorteilhafte Ausbildung.

Die Neigung der Drehachse des Drehschemellenkers nach hinten, um einen Neigungswinkel der im Bereich bis zu ca. 7° liegt und vorzugsweise um 3° bis 4° beträgt, hat dabei den Vorteil, daß das Fahrzeug leicht auf die kurveninnere Seite geneigt wird. Dieser Effekt entsteht dadurch, daß beim Drehen des Drehschemels um die geneigte Drehachse das kurvenäußere Rad 0 nach unten gedrückt wird und der Aufbau daher auf dieser Seite aufgestellt wird. Die Neigung des Fahrzeuges auf die kurveninnere Seite verbessert auch das Kurvenfahrverhalten und die Seitenkraftübertragung zwischen Rad und Straße bei

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Kurvenfahrt und vergrößert insbesondere auch die maximale Fahrgeschwindigkeit in einer Kurve.

Zur Verbesserung der Eigenschaften der Lenkung kann es vorteilhaft sein, wenn der Drehschemel in der Drehschemellenkung gefedert aufgehängt ist. Zu diesem Zweck ist zwischen der fahrzeugseitigen Abstützung des Drehschemels und dem Drehschemel ein Federelement angeordnet. Das Federelement sollte dabei vorzugsweise so ausgebildet sein, daß es in allen Richtungen um die Drehachse des Drehschemels herum die gleiche Federcharakteristik aufweist (Isotropie). In besonders einfacher Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß ein Kunststoffmaterialkörper zwischen fahrzeugseitiger Aufhängung und Drehschemel angeordnet ist. Der Kunststoff körper ist ringförmig ausgebildet und weist wenigstens eine Mut auf. Der Nutbereich dient als Schwächungslinie. Durch die dadurch ermöglichte Schwächung kann über elastische Material-Verformung eine Federeigenschaft erzeugt wird, die richtungsunabhängig ist. Als Kunststoffmaterial kommt dabei insbesondere ein Nylonkörper oder aber auch ein Körper aus Delerin in Frage. Es können auch andere Kunststoffmaterialien oder andere Kraftspeicher hierzu verwendet werden.

Ein weiterer Effekt des Kunststoffkörpers ist es, daß ein gewisser Ausgleich bzw. eine bestimmte Feder-Dämpfer-Eigenschaft gegenüber auf die gelenkte Achse einwirkende Kräfte erreicht wird. Die Federcharakteristik des Kunststoffkörpers ist dabei in Abhängigkeit der Neigung der Drehachse des Drehschemels und in Abhängigkeit der Größe des Nachlaufes der Räder bezüglich der Drehachse des Drehschemels abzustimmen. Eine zu weiche Federung führt zu sehr guten Geradeauslauf Eigenschaften jedoch zu einer schlechteren Lenkbarkeit.

Zwischen Lenkbarkeit und Geradeauslauf-Eigenschaft ist hier ein geeigneter Kompromiss im Sinne einer guten Fahrbarkeit und eines guten Handlings des Fahrzeugs insbesondere durch entsprechende Abstimmung mit Versuchsfahrten vorzunehmen.

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Die Drehschemellenkung des Fahrzeuges wird durch ein Rohr gebildet, das vor dem Achslager der Drehachse des Drehschemels quer zur Fahrzeugslängsrichtung verläuft. An beiden Seitenkanten des Fahrzeugs ist es um 90° abgewinkelt, wobei vorzugsweise eine Biegung des insbesondere durchgehenden Rohres mit entsprechendem Radius gegeben ist. Danach ist eine gewisse Erstreckung des Rohres in Fahrzeuglängsrichtung gegeben. In diesem in Fahrzeugslängsrichtung nach hinten verlaufendem Abschnitt ist die Aufnahme der Achse der gelenkten Räder angeordnet. Der Abstand von der Achsaufnahme der gelenkten Räder zum Drehpunkt des Drehschemels bestimmt den Nachlauf. Die Achsaufnahme der Achsen der gelenkten Räder " liegt dabei hinter dem Drehpunkt, also hinter der Drehachse des Drehschemels.

Zur Einleitung der Lenkkräfte in den Drehschemel dienen Teleskoprohre. Die Teleskoprohre erstrecken sich vom hinteren Ende des gebogenen Rohres, das den Drehschemel bildet bis zu einem hinteren Anlenkpunkt, der vorzugsweise am Fahrzeugsende ausgebildet ist. Dabei verjüngt sich der Abstand zwischen den beiden Teleskoprohren in Blickrichtung auf das hintere Fahrzeugteil so, daß es in dem Sitzbereich des Fahrzeuges eine solche Breite hat, daß ein ergonomisch günstiger Griffabstand für den Fahrer zu den beiden Rohren gegeben ist. In diesem Bereich des Teleskoprohres ist ein Griff für den 5 Fahrer des Fahrzeugs angeordnet, damit dieser die Lenkkräfte einbringen kann.

An den beiden Enden des Teleskoprohres ist das Teleskoprohr jeweils so befestigt, daß ein Winkelausgleich für den Winkel zwischen Teleskoprohr und Befestigungselement veränderten 0 Winkel in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel des Drehschemels möglich ist. Hierzu können wiederum Kunststoffdämpfer dienen, die vorzugsweise leicht konisch ausgebildet sind und die aus dem gleichen Material wie der Kunststoffdämpfer gefertigt

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ist, der zwischen Drehschemel und Fahrzeugrahmen geordnet ist. Auch hier kann es von Vorteil sein, wenn eine gewisse Feder-Dämpfungs-Eigenschaft ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere für die Dämpferelemente, die zwischen Teleskoprohr und Drehschemel angeordnet sind, da damit Stöße, die auf die Achsen des Fahrzeugs einwirken gedämpft werden können und somit nicht zum Fahrer hin weitergeleitet werden. An dem Teleskoprohr sind die Handgriffe vorzugsweise auf der äußeren Teleskophülse angeordnet, die zum Drehschemel führt, während die Teleskopsstange, die in dem Teleskoprohr geführt ist, vorzugsweise zum Fahrzeugende führt. Durch einfaches Verschieben der beiden Griffe gegeneinander wird ein Lenkeffekt und ein Lenkkraft auf den Drehschemel eingeleitet. Ein Verdrehen des Drehschemels ist im Rahmen eines Drehwinkelbereichs möglich, der durch einen Anschlag begrenzt sein kann, damit ein Übersteuern des Fahrzeuges und damit das Erreichen eines instabilen Fahrzustandes insbesondere bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten verhindert wird.

Unabhängig von der Ausgestaltung der Lenkung weist das 0 Fahrzeug auch einen einfachen Antrieb auf. An einer Drehkurbel sind, einem Fahrrad entsprechend, eine oder mehrere Kettenblätter angeordnet, die wahlweise schaltbar sind. Von dort führt eine Kette zu dem Ritzel. Es handelt sich also um ein gängiges Fahrradgetriebe, das Übersetzungen aufweisen kann, wobei üblicherweise vorne drei Kettenblätter vorhanden sind und an der hinteren Seite üblicherweise zwischen sechs und neun Zahnräder am Ritzel vorhanden sind. Geschaltet wird dieses Getriebe über einen Umwerfer. Mit diesem Antrieb wird jedoch nicht die Hinterachse des Fahrzeuges angetrieben 0 sondern eine am Rahmen des Fahrzeugs fest montierte Zwischenachse. Auf dieser Zwischenachse sind zwei Kettenblätter angeordnet. Jedes dieser Kettenblätter gehört zu einem Kettengetriebe. Diese beiden Kettengetriebe treiben unabhängig voneinander jeweils über einen Achsschenkel ein Rad einer Hinterachse an. Dabei sind die Räder der Hinterachse

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gefedert aufgehängt, in dem die Achsschenkel am Rahmen in Vertikalrichtung drehbar gelagert und über eine Feder abgestützt sind. Somit ist eine Federung der Hinterräder in Richtung der Fahrzeug-Hochachse gegeben. Zwischen dem Kettenblatt der Zwischenachse und dem Ritzel, das mit dem Achsschenkel eines Hinterrades verbunden ist, besteht ein Übersetzungsverhältnis. Dieses Übersetzungsverhältnis liegt insbesondere in einem Bereich von ungefähr 1:2. Dies ist deshalb vorteilhaft, da durch das Pedal und das vorgesetzte Fahrradgetriebe recht hohe Kräfte erzeugbar sind. Würden diese direkt auf die beiden Hinterräder mit der jeweils relativ geringen Achslast jeweils getrennt übertragen, so besteht die Gefahr, daß die Antriebskraft nicht mehr vom angetriebenen Rad auf die Straße übertragen werden kann und dieses durchdreht.

Damit eine gute Übertragung der Antriebskräfte auch bei Kurvenfahrt möglich ist, wird auf Grund der getrennten Übertragung der Antriebskraft an den beiden Fahrzeugen kein Differential benötigt. Vielmehr reicht es aus, daß jedes der 0 beiden Hinterräder über einen bei einem Fahrrad üblichen Freilauf verfügt. Dabei ist der Freilauf von Fahrrädern her vom Funktionsprinzip bekannt, auf eine ausreichende Dimensionierung des Freilaufes muß dabei jedoch geachtet werden. Im Unterschied zu einem Differentialgetriebe ist es bei einem Drehzahlausgleich über einen Freilauf am Rad so, daß das kurvenäußere Rad die höhere Geschwindigkeit auf Grund der Straßenreibung erreicht und deshalb gegenüber dem kurveninneren Rad voreilt. Die Fahrgeschwindigkeit des kurveninneren Rades ist über den Antrieb und den Schlupf zwischen 0 Rad und Straße vorgegeben. Die Verwendung von zwei unabhängigen Ketten für die unterschiedlichen Fahrzeugsseiten hat daneben auch den Vorteil, daß die Kettenlänge der Antriebs ketten dadurch verkürzt wird, daß sich nicht eine Kette von dem Fahrzeug vorne liegenden Kettenblatt des Pedales zu einem Ritzel an der Hinterachse des Fahrzeugs erstrecken muß. Die

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verringerte Kettenlänge bringt auch verringerte Probleme über die Kettenspannung und Kettendehnung im Betrieb. Gleichzeitig ist es möglich höhere Antriebskräfte zu übertragen, was ebenfalls von Vorteil ist. Gleichzeitig ist jede der die Räder antreibenden Ketten unabhängig voneinander in der Lage, eine leichte Verschränkung der Laufebene mitzumachen, was erforderlich ist um den Achsschenkel der Hinterachsen schwenkbar am Fahrzeugrahmen zu befestigen und ihm eine Federeigenschaft zuzuordnen.

In besonders einfacher Weise ist es möglich, das Spannen der Ketten, die auf die Antriebsachsen einwirken, dadurch vorzunehmen, daß die Lage des Anlenkungspunktes der Achsschenkel der beiden Hinterräder parallel zueinander gegenüber dem Fahrzeugrahmen verschiebbar ist. Dadurch wird der Abstand zwischen dem Ritzel auf der Antriebsachse und dem jeweiligen Kettenblatt verändert, wodurch die Kette gespannt werden kann. Da es sich dabei um zwei Ketten handelt, die gleich lang sind und die im Fahrbetrieb eigentlich der gleichen Belastung unterliegen, können dadurch gleichzeitig beide Ketten gleichmäßig gespannt werden. Die beiden Achsschenkel sind dabei beispielsweise dadurch in Fahrzeuglängsrichtung zueinander fixiert, daß eine Querstrebe die beiden oberen Anlenkpunkte der Federung der Achsschenkel miteinander verbindet, wobei dieser Anbindungspunkt zugleich auch am Fahrzeugrahmen abgestützt sein kann.

Darüberhinaus ist ergänzend zu dem Muskelkraftantrieb über das Kettengetriebe auch ein ergänzender Elektroantrieb oder ein Elektroantrieb, der den Kettenantrieb ersetzt möglich. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Elektroan-0 triebes bei einem solchen Fahrzeug ist in der Verwendung eines Achsmotores zu sehen.

Üblicherweise werden bei zumindest mit elektrischer Hilfskraft unterstützten Fahrrädern Radnabenmotoren verwendet. Im

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Gegensatz zu dem Radnabenmotor weist der Achsenmotor, der hier in erfinderischer Weise Anwendung findet den Vorteil auf, daß der Motor auch hohe Antriebskräfte übertragen kann. Hierzu ist es beispielsweise aus Gründen der Absenkung des dabei fließenden Stromes und des Batteriemanagements und des Betriebszustandes einer den Antrieb speisenden Batterie von Vorteil, wenn der Motor eine hohe Drehzahl aufweist, die beispielsweise in dem Bereich von ca. 1000 bis 3000 Umdrehungen/Minute, insbesondere bei ca. 2000 Umdrehungen/Minute liegt. Damit eine derart hohe Drehzahl erreicht wird und dennoch Räder Anwendung finden können, die von der Größe her im Bereich herkömmlicher Fahrradräder liegen, ist die Verwendung eines Planetengetriebes im Inneren des Achsmotors möglich. Diese Bauweise ist sehr raumsparend und ist dennoch geeignet auch hohe Leistungen, insbesondere Leistungen in dem Bereich bis zu 2 Kilowatt pro angetriebenen Rad - bei zwei angetriebenen Rädern also bis zu 4 Kilowatt Gesamtleistung zu übertragen. Dies entspricht einer Fahrzeuggeschwindigkeit in der Ebene von ungefähr 7 0 bis 8 0 km/h.

0 Der Achsmotor in Verbindung mit dem Planetengetriebe ist dabei vorzugsweise als Drehstrommotor ausgebildet. Der Drehstrommotor erlaubt es den Motor mit höheren Drehzahlen zu betreiben, was wie vorstehend gesagt, auf Grund der niedrigeren fließenden Ströme beim Batteriemanagement von Vorteil ist.

Dabei ergänzen sich die konstruktiven Vorteile der unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten des Fahrzeuges hinsichtlich des Antriebs und der Lenkung in besonders vorteilhafterweise dadurch, daß ein Fahrzeug geschaffen wird, 0 das bei geringem Gewicht sowohl hinsichtlich der Lenkung als auch des Antriebes sehr gute Fahreigenschaften aufweist.

Die vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen

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hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Im übrigen ist die Erfindung noch anhand der Zeichnung dargestellt; dabei zeigt

Figur 1: die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges;

Figur 2: die Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeug;

Figur 3: die Aufsicht auf ein Fahrzeug gemäß Figur 2 bei gelenktem Drehschemel;

Figur 4: die Ansicht eines gegenüber der Vertikalen verschwenkten Drehschemels;

Figur 5: eine vergrößerte Teilansicht des Drehschemels in Seitenansicht;

Figur 5a: einen Ausschnitt der Detailansicht bei gegenüber der Vertikalen geneigtem Drehschemel;

0 Figur 6: die schematische Darstellung der angetriebenen Hinterachse;

Figur 7: eine weitere schematische Darstellung der Hinter achse;

Figur 8: die Darstellung der Kettenspannvorrichtung über die Befestigung der Hinterachse und

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Figur 9: eine schematische Schnittdarstellung durch einen Achsmotor mit einem Planetengetriebe in einem Achsschenkel.

Die Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und die Figur 2 die Draufsicht auf dieses Fahrzeug 11. Weitere Details des Fahrzeuges sind in den Detailansichten der Figur 3 bis 5a anhand des in Figur 1 und 2 beschriebenen Fahrzeugs dargestellt.

Das Fahrzeug 11 weist einen Rahmen 12 auf, der im wesentliehen aus drei rohrförmigen Teilen besteht. Im vorderen Bereich des Fahrzeugs ist der Drehschemelträger 13 ausgebildet, der ungefähr vom Drehlager des Fahrzeuges aus;weiter nach vorne führt und in der Fahrzeugmitte verläuft. Das vordere Ende des Drehschemelträgers 13 endet in dem Lagerauge 14, in dem der Drehschemel um die Drehachse 15 des Drehschemels schwenkbar gelagert ist. Dabei ist die Drehachse 15 des Drehschemels gegenüber der Vertikalen 16 um den Neigungswinkel Alpha nach hinten geneigt. Nach hinten geneigt bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Verlängerung der 0 Drehachse bis hin zur Ebene des RadaufStandspunktes in Fahrtrichtung gesehen weiter hinten liegt, wie im Lagerauge. Der Winkel beträgt dabei bis zu 10°, vorzugsweise liegt er in einem Bereich von ungefähr 3° bis 4°. Der Neigungswinkel ist dabei abgestimmt darauf zu wählen, wie groß der Nachlauf N 5 der gelenkten Räder gegenüber der Drehachse des Drehschemels ist. Zwischen dem Lagerauge 14 und dem Drehschemel 18 ist das Kunststoffelement 17 angeordnet. Das Kunststoffelement 17 ist dabei ein Federelement, das anisotrop gegenüber Krafteinwirkungen quer zur Drehachse 15 verformbar ist. Es kann 0 insbesondere in einem ringförmigen Kunststoffkörper bestehen, der eine Nut aufweist, wobei durch die Nut 4 9 eine entsprechende Schwächung herbeigeführt ist, die über ihre elastische Verformbarkeit eine entsprechende Federeigenschaft erzeugt. Es kann sich bei dem Kunststoffmaterial beispiels-

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weise um einen Nylonkörper oder einen Delerinkörper handeln. Der Federweg des Federelements ist dabei beispielsweise so groß, daß der erzielbare Federweg am Rad gesehen im Bereich von wenigen cm, beispielsweise ca. 3 bis 4 cm, beträgt.

Der Drehschemel 18 wird von einem Rohrkörper gebildet, der einen mittleren Bereich 19 aufweist, der sich in Fahrzeugquerrichtung und zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Abschnitte 20 aufweist. Die in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Abschnitte 2 0 sind an dem äußeren Ende des sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Abschnittes 19 ausgebildet, wobei vorzugsweise zwischen den beiden Abschnitten ein gebogener Abschnitt 21 ausgebildet ist. An den in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Abschnitten 2 0 ist jeweils ein gelenktes Rad 22 fahrzeugaußenseitig angeordnet. Dabei ist die Drehachse des Rades um den Nachlauf N gegenüber der Drehachse des Drehschemels 15 nach hinten versetzt. Über ähnlich dem Kunststoffelement 17 ausgebildete, konisch gestaltete Kunststoffelemente 23 ist jeweils ein Teleskoprohr 24 mit seiner äußeren Teleskophülse 2 5 am Drehschemel 18, 0 insbesondere am hinteren Ende des in Fahrzeuglängsrichtung

verlaufenden Abschnitts 20 angelenkt. Das Kunststoffelement 23 sorgt dabei für einen Winkelausgleich, der beim Verdrehen des Drehschemels entsteht. Das Teleskoprohr 24 ist über die f '"■ Teleskopstange 2 6 am hinteren Ende des Fahrzeugrahmens befestigt. Dabei dient jeweils ein weiterer Kunststoffkörper 27 für den erforderlichen Winkelausgleich beim Verdrehen des Drehschemels 18 beim Lenken des Fahrzeugs. Zum Einbringen der Lenkkräfte dient das Teleskoprohr 24. Hierzu weist es einen Griff 28 auf, der über eine Muffe 29 an der Teleskophülse ortsfest gehalten ist. Durch Ziehen bzw. Schieben an dem Griff 28 kann entweder an beiden Fahrzeugseiten oder aber auch lediglich an einer Fahrzeugseite eine Kraft eingeleitet werden. Über die Längenverschiebbarkeit des Teleskoprohres wird die Länge des Teleskoprohres 24 zwischen Drehschemel 5 und dem hinteren Anlenkungspunkt am Fahrzeugrahmen verlängert

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bzw. verkürzt, wodurch der Drehschemel um seine Drehachse 15 geschwenkt wird, eine solche Situation ist in Figur 3 dargestellt.

Vom Drehschemelträger 13 nach hinten erstrecken sich zwei sich aufweitende Hauptträger 30, die den Fahrzeugrahmen 12 ergänzen. Am Fahrzeug hinteren Ende können die Hauptträger 3 auch wieder parallel oder nahezu parallel verlaufen und über eine oder mehrere Querstreben 31 miteinander verbunden sein und so wenigstens annähernd leiterrahmenförmig ausgebildet sein. Dabei ist im Bereich dieses Rahmens teils eine gute Verwindungssteifigkeit durchaus von Vorteil. Dies kann auch über den Sitzträger 32 erreicht werden, der über die Grundelemente 33 am Hauptträger 30 befestigt ist und entweder den Rahmen für einen Fahrzeugsitz oder aber eine Befestigung für den Fahrzeugsitz bilden und der im Sinne eines Dreiecksträgers nach oben ragt.

Von dem Tretlager 34, in dem zum muskelkraftgetriebenen Antreiben des Fahrzeugs beispielsweise eine übliche Tretkurbel 35 mit den Pedalen 36 ausgebildet ist und woran die Kettenblätter 37 eines ersten Kettengetriebes befestigt sind, führt die Antriebskette 38 zu dem Ritzel 39. Das Ritzel 39 kann dabei eine Vielzahl, insbesondere sechs bis neun Zahnräder umfassen, wobei zwischen den Zahnrädern mittels eines Umwerfers 40 geschaltet werden kann. Über einen nicht dargestellten weiteren Umwerfer kann seitens der Kettenblätter ein unterschiedliches Kettenblatt gewählt werden, wobei zwischen Kettenblättern und Ritzeln sowohl ein Untersetzungs- als auch ein Übersetzungsgetriebe hergestellt sein kann. Es handelt sich dabei insbesondere um die Konstruktionselemente eines üblichen Fahrradgetriebes, wie sie sich auch bei Mountainbikes finden. Über das Ritzel 3 9 wird eine Drehachse 41 angetrieben, die ortsfest am Hauptträger 30 angeordnet ist. Auf der Drehachse 41 sind wiederum zwei Kettenblätter 42 befestigt. Jedes der beiden Kettenblätter ist über jeweils

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eine Kette 43, wobei es sich wiederum um eine Fahrradkette handeln kann, mit einem Ritzel 44 verbunden. Die Ritzel 44 sind dabei an einem Ende eines Achsschenkels 4 5 angeordnet. Jedes der beiden Achsschenkel führt zu einem angetriebenen Rad 46 an der Hinterachse des Fahrzeuges. Die Achsschenkel sind dabei in Hochrichtung des Fahrzeuges schwenkbar an einem Hauptträger 30 angeordnet. Zur Abstützung der Achsschenkel dienen die Feder-Dämpfer-Einheit 47, die ebenfalls jeweils am Fahrzeugrahmen abgestützt sind, wobei der Abstützpunkt je des Feder-Dämpfer-Elements am Fahrzeugrahmen oberhalb der Abstützung der Achsschenkel 45 am Fahrzeugrahmen liegt. Hierdurch ist eine gefederte Aufhängung der beiden Räder 4 6 geschaffen. Dabei wird das mit dem Achsschenkel verbundene und die Antriebskräfte an das jeweilige angetriebene Rad 4 6 übertragende Ritzel 44 mit dem Achsschenkel 45 mitverschwenkt, so daß ein leichtes Verschränken der Laufebene der Kette 43 möglich ist. Damit die Ketten 43, die gleich lang sind, auch gemeinsam gespannt werden können, ist es möglich die Anbringung 48 der beiden Achsschenkel 45 über ein gewisses 0 Spiel hinweg gegenüber dem Fahrzeugrahmen 12 verschiebbar zu gestalten. Dabei ist eine Querverbindung zwischen den beiden Anbringungen 4 8 notwendig, damit die beiden Achsschenkel 4 5 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen, auf einer Achse liegen, da sie auch die Drehachse der beiden angetriebenen Räder festlegen.

Die Kraftübertragung über die beiden Ketten 43 ermöglicht es nicht nur nochmal eine Versetzung im Verhältnis von beispielsweise bis zu 1:2 zwischen der Drehachse 41 und den beiden Achsschenkeln der Antriebsachse vorzusehen, sondern es wird auch das zusätzliche Gewicht und die komplizierte Konstruktion, die ein Differential zwischen den beiden Rädern 46 erfordern würde, entfallen. Dadurch wird insbesondere auch Fahrzeuggewicht gespart. Die Funktion des Differentials wird über einen Freilauf für die angetriebenen Räder 46 erreicht.

5 Der Freilauf ermöglicht es dem kurvenäußeren Rad eine zusatz-

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liehe Geschwindigkeit gegenüber dem kurveninneren Rad aufzunehmen .

Damit das Fahrzeug anstelle des Muskelkraftantriebs oder zusätzlich zum Muskelkraftantrieb auch einen elektrischen Antrieb aufweisen kann, ist es möglich innerhalb der beiden Achsschenkel 4 5 jeweils einen Achsmotor anzuordnen. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen Drehstrommotor. Der Drehstrommotor wird dabei bei relativ hoher Drehzahl betrieben. Sie liegt vorzugsweise im Bereich der Höchstgeschwindigkeit bei beispielsweise bei 4000 Umdrehungen je Minute, was einer Raddrehzahl von 400 U/min liegt. Hierzu ist der Achsmotor über ein Planetengetriebe bezüglich der Antriebsachse des Achsschenkels 4 5 und damit der angetriebenen Räder 4 6 übersetzt.

Zur Speisung des Drehstrommotors mit dem erforderlichen Drehstrom dient ein entsprechender Wandler, der einen Gleichstrom, der von einer Batterie stammt und der regelbar ist, damit die Antriebsenergie geregelt werden kann, umgewandelt. Die Verwendung eines Drehstrommotors ist auf Grund der hohen 0 Drehzahl gegenüber der Verwendung eines Gleichstrommotors vorteilhaft. Die höheren Drehzahlen des Motors führen zu geringeren Strömen bei gleicher Antriebsleistung. Dies ist für das Batteriemanagement der Antriebsbatterien vorteilhaft. So wird eine längere Standzeit und auch eine längere Nutzungszeit der Antriebsbatterien erreichbar.

Die Figur 3 zeigt das Fahrzeug in der Draufsicht, wobei durch Verschwenken des Drehschemels in einem Zustand ist, bei dem eine Kurvenfahrt erfolgt.

Die Länge der Teleskoprohre 25 ist dabei unterschiedlich. Durch die Längenveränderung der Teleskoprohre wurde ein Verschwenken des Drehschemels 18 erzeugt. Im übrigen entspricht die Darstellung der Figur 3 der Figur 2.

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Die Figur 4 zeigt den Drehschemel 18, der in Fahrzeugquerrichtung gegenüber der Vertikalen 16 geneigt ist. Diese Neigung erfolgt durch elastische Verformung des Kunststoffelementes 17, insbesondere im Bereich der Nut 49.

Die Figur 5 und 5a zeigen Detailansichten des Fahrzeuges im Bereich des Drehschemels in der Seitenansicht. Dabei ist in der Figur 5a der Drehschemel in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber der Vertikalen 16 geneigt, wie dies erfolgt wenn entsprechend der dargestellten Pfeilrichtung eine Kraft von der Fahrbahn auf den Drehschemel übertragen wird.

Die Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Seitenansichten der angetriebenen Hinterachse eines Fahrzeuges gemäß der Figuren 1 und 2 in unterschiedlichen Bildebenen und mit unterschiedlichen Zeichnungsausschnitten, wobei unterschiedliche Aspekte schematisch dargestellt sind. Die Figur 8 zeigt die Aufsicht auf einen Achsschenkel 45 der Hinterachse sowie seiner Befestigung an dem Hauptträger 30, der gleichzeitig als Kettenspannvorrichtung für eine Kette 43 dient. ^l

Zur Befestigung der Achsschenkel 45 an dem Fahrzeugrahmen 12 ist jeweils eine Hülse 50 als Achsschenkel-Anbringung 48 um ein Hauptrohr 3 0 herumgelegt. Die Hülse 50 ist mit dem in den Hauptträger hineinragenden Bolzen 51 am Hauptträger gehalten. Damit die zum Einstellen der Kettenspannung erforderliche Verschiebbarkeit in Längsrichtung gegeben ist, weist die Hülse 50 in dem Bereich, in dem sie von dem Bolzen 51 durchsetzt wird ein Langloch 52 auf. Das Langloch 52 weist auch in Querrichtung eine ausreichende Breite auf, damit die Hülse 50, die in entsprechender Position in Fahrzeuglängsrichtung festlegbar ist, um den Hauptträger 30, der zumindest in 0 diesem Bereich einen runden Querschnitt aufweist, verdrehbar ist. Dadurch wird die Verschwenkbarkeit des Achsschenkels 45 gegenüber dem Hauptträger 3 0 erreicht, die für die Erzeugung

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eines (Feder-)Weges des angetriebenen Rades 46 in Hochrichtung erforderlich ist, ermöglicht. Der maximale Schwenkwinkel BETA wird dabei durch die Weite des Langloches 52 begrenzt.

Der Achsschenkel ist über einen Lagerboch 53 an der Hülse befestigt und ragt zur Fahrzeugaußenseite hin ab. Weiter fahrzeugaussenseitig ist der Anlenkbock 54 angeordnet, in dem das Feder/Dämpfer-Element 47 achsschenkelseitig angelenkt ist. Fahrzeugrahmenseitig ist das Feder/Dämpfer-Element 47 an einem oberhalb des Hauptträgers 3 0 angeordneten Querträger befestigt, wobei dieser Querträger 55 wie hier dargestellt auch über den Bolzen 51 am Hauptträger 30 festgelegt sein kann. Der Querträger 55 verbindet, die beiden gegenüberliegenden Feder/Dämpfer-Elemente 47 miteinander. Zusätzlich zu der dargestellten Achsgestaltung kann es auch günstig sein, die Achsschenkel über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Längslenker am Fahrzeugrahmen 12 abzustützen. Dadurch kann eine verbesserte Spurführung und Aufnahme der einwirkenden Antriebs- und Verzögerungsmomente erreicht werden.

Die Figur 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen Achsschenkel 45, wobei auch die in den Figuren 6 bis dargestellte Aufhängung der Achse am Fahrzeugrahmen nochmals gezeigt und mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen worden ist.

Der Achsschenkel 45 wird durch einen Achsmotor (also einem Rohrmotor) gebildet. Das äußere Gehäuse 56 des Rohrmotores wird doch Anlenkbock 54 und Lagerbock 53 fahrzeugfest und verdrehsicher gehalten. Die Nabe 57 durchsetzt das Gehäuse beidseitig. Fahrzeuginnenseitig ist auf der Nabe 57 das Ritzel 44 des zugehörigen zweiten Kettentriebes angeordnet.

In dem äußeren Gehäuse 56 kann der elektrische Antrieb, beispielsweise der Drehstromantrieb 58 mit den Spule 59,

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angeordnet sein. Der Drehsstromantrieb 58 treibt eine Welle an, die insbesondere eine Hohlwelle 60 sein kann, welche die Nabe 57 umgibt. Die Hohlwelle 60 bildet die Eingangswelle eines Planetengetriebes 61 das als Untersetzungsgetriebe arbeitet um - wie vorsehen bereits erläutert - die gewünschte hohe Motordrehzahl auf die geringere Raddrehzahl herunterzusetzen. Dazu ist die Hohlwelle mit dem Sonnenrad 62 verbunden. Die Planetenräder 63 übertragen das Antriebsmoment des Motors auf das Hohlrad 64, das mit der Nabe verbunden ist. Dadurch wird das Antriebsrad 46 angetrieben.

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Claims (13)

1. Fahrzeug, insbesondere muskelkraftgetriebenes Fahrzeug, mit einer Drehschemellenkung, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkten Räder der Drehschemellenkung einen Nachlauf gegenüber der Drehachse des Drehschemels aufweist.

2. Fahrzeug, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine Drehschemellenkung aufweist, wobei die Drehachse des Drehschemels nach hinten geneigt ist.

3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschemel als Rohr ausgebildet ist, wobei das Rohr sich über die Breite des Fahrzeugs erstreckt, und vorzugsweise derart gebogen ist, daß ein weiterer Erstreckungsbereich gegeben ist, der im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des Drehschemels in der Mitte des sich quer zur Fahrzeugrichtung erstreckenden Abschnittes des Rohres angeordnet ist.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der gelenkten Räder an einem Abschnitt des Rohres angeordnet sind, der längs zur Fahrzeugrichtung verläuft und daß der Anlenkungspunkt hinter dem Drehpunkt des Drehschemels liegt.

6. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehschemel und dem Fahrzeugrahmen ein Federelement angeordnet ist, wobei das Federelement vorzugsweise gegenüber allen Verschwenkungen quer zur Drehachse des Drehschemels anisotrop ist.

7. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkkräfte über Teleskoprohre auf den Drehschemel eingeleitet werden, wobei vorzugsweise die Teleskoprohre am hinteren Ende des Fahrzeuges am Fahrzeugrahmen abgestützt sind.

8. Fahrzeug insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug über ein Kettengetriebe angetrieben ist, wobei das Kettengetriebe ein erstes Kettengetriebe aufweist, das pedalkraftgetrieben ist und wobei ein zweites Getriebe vorgesehen ist, wobei das zweite Getriebe eine gemeinsame Achse aufweist, auf dem zwei Kettenblätter angeordnet sind und wobei über jeweils eine Kette ein Achsschenkel der beiden Hinterräder angetrieben wird und wobei die gemeinsame Achse vorzugsweise über das erste Kettengetriebe angetrieben ist und insbesondere am Fahrzeugrahmen gelagert ist.

9. Fahrzeug insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Achsschenkeln der angetriebenen Hinterräder jeweils ein Achsmotor, insbesondere ein Drehstrommotor angeordnet ist.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Achsmotor und Radachse ein Planetengetriebe ausgebildet ist.

11. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der angetriebenen Räder über einen Freilauf verfügt.

12. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsschenkel am Fahrzeugrahmen derart drehbar befestigt sind, daß ein Verschwenken in Fahrzeughochrichtung möglich ist, wobei ein derartiges Verschwenken entgegen der Wirkung eines Kraftspeichers, insbesondere eines Druckzylinder- oder Federspeichers erfolgt.

13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis. 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannen der Ketten, die zu den Achsschenkel der angetriebenen Achse führt, durch ein Verschieben des Anlenkpunktes der Achsschenkel am Fahrzeugrahmen vorgenommen wird.