DE202014010970U1

DE202014010970U1 - Kippmechanismus für ein mehrrädriges Kippfahrzeug

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Publication number: DE202014010970U1
Application number: DE202014010970.2U
Authority: DE
Original assignee: BUTCHERS & BICYCLES APS
Current assignee: BUTCHERS & BICYCLES APS
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2017-02-13
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: EP3066001B1; CA2929109A1; PT3066001T; CN105829201A; PL3066001T3; US10787217B2; EP3066001A1; CN112061287A; WO2015067760A1; DK3066001T3; ES2806750T3; AU2014345540A1; US20160272264A1; CA2929109C; AU2014345540B2

Abstract

Ein Kippmechanismus für ein mehrrädriges Kippfahrzeug, wobei der Kippmechanismus aufweist ein Paar von Steuerelementen, die eingerichtet sind, um mit Radachsenelementen des Kippfahrzeugs verbunden zu werden, wobei die Steuerelemente ferner ein Steueraggregat aufweisen, das eingerichtet ist, mit einem Hauptrahmen des Kippfahrzeugs verbunden zu werden und zum Steuern der Position von zwei Seitenrädern des Kippfahrzeugs, wobei der Kippmechanismus ferner aufweist eine floatende obere und untere Stange, von denen jede zwei Enden aufweist, lateral beabstandet voneinander, und ein Paar von Verbindungsstangen, die in jedem Ende der oberen und unteren Stangen angeordnet sind, wobei die oberen und unteren Stangen drei Drehgelenke haben, davon eines in jedem Ende, und wobei die oberen und unteren Stangen angeordnet sind, um um die Drehgelenke zu schwenken, und eingerichtet sind, um mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden, wobei die Verbindungsstangen drehbar mit den Drehgelenken an jedem Ende der oberen und unteren Stangen verbunden sind, wobei jedes der Steuerelemente eine Steuerachse definiert, die einen Winkel mit einer Zentralebene der Räder hat, und wobei die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft einen Kippmechanismus für Radfahrzeuge, wie zum Beispiel Fahrräder, sowohl elektrisch angetriebene als auch manuell angetriebene, Motorräder, Mopeds, Scooter und dergleichen. Weiter insbesondere betrifft diese Erfindung ein stabiles, vorzugsweise dreirädriges Fahrzeug, das Charakteristika des Manövrierens anbietet, die im Wesentlichen ähnlich zu denen eines Inlinezweiradfahrzeugs sind. Daher betrifft die Erfindung im weiteren Detail einen Kippmechanismus für mehrrädrige Fahrzeuge, die im Wesentlichen einen longitudinalen Hauptrahmen und zumindest ein Hinterrad aufweisen, wobei der Hauptrahmen von Seite zu Seite kippbar ist, definierend einen Bewegungsbereich, und zwei Seitenräder, von denen jedes eine Zentralebene und ein Paar von Radachsenelementen hat, die mit den Rädern verbunden sind, wobei der Kippmechanismus ein Paar von Steuerelementen aufweist, die eingerichtet sind, um mit den Radachsenelementen der Seitenräder verbunden zu werden, wobei die Steuerelemente ferner ein Steueraggregat aufweisen, das eingerichtet ist, um mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden und zum Steuern der Position der Seitenräder.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Viele Typen von Anordnungen sind vorgeschlagen worden, um Körper und Räder in einer Kurve zu neigen, um eine Stabilität eines Fahrzeugs zu erhöhen, indem den betreffenden Kräften entgegengewirkt wird, welche die Tendenz haben, Fahrzeuge in Kurven instabil zu machen und einen Operateur umzukippen oder herauszuwerfen.
Maurer, US 6,402,174 B1 und Ellsässer, DE 195 24 802 A1 , zeigen neigbare Fahrzeuge mit zwei drehbaren Vorderrädern, aber mit einem harten Steuern und Scrubbing von den Rädern beim Steuern, was unkomfortabel ist und eine relativ hohe Kraft erfordert, um die Räder zu drehen.
Ferner sind die Räder während des Drehens und Geradeausfahrens instabil, und das Steuern wird mittels unerwünschter Kräfte beeinflusst, wenn über Unebenheiten gefahren wird.
Mighell, US 7,487,985 B1 zeigt ein neigbares Fahrzeug mit zwei drehbaren Vorderrädern und einer Parallelogrammstruktur. Diese Lösung hat eine Radsteuerachse, die im Zentrum der Radebene gefunden wird, so dass die Radzentralebene und die Steuerachse parallel zueinander angeordnet sind. Dies führt zu einer komplizierten, außerhalb der Zentralebene liegenden Radkonstruktion, wo die Radmontageschnittstelle annähernd an der Außenseite der Reifen liegt.
Ferner wird eine gewünschte Selbstausrichtung der Steuerung nicht vorliegen, und die Steuerung wird sich locker und unsicher anfühlen.
Basierend auf diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Kippmechanismus zur Verwendung in einem mehrrädrigen Fahrzeug bereitzustellen, der nicht nur die Qualitäten eines kippenden mehrrädrigen Fahrzeugs kombiniert, um Stabilität mittels Entgegenwirkens der Kräfte zu erzeugen, welche das Fahrzeug beeinflussen, sondern verbessert auch die Kippeigenschaften von solchen Fahrzeugen. Ferner ist es die Aufgabe, einen Kippmechanismus bereitzustellen, der eine Steuerachse hat, die sich so erstreckt, dass sie in Richtung des Zentrums des Rads trifft, um eine Selbstausrichtung, ein natürliches Steuergefühl und ein sicheres Verhalten sicherzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese und weitere Aufgaben werden mittels eines Kippmechanismus gelöst, der ferner eine Parallelogrammstruktur aufweist, die eine floatende obere und untere Stange hat, von der jede zwei Enden hat, die lateral voneinander beabstandet sind, und ein Paar von verbindenden Stangen, die in jedem Ende der oberen und unteren Stangen angeordnet sind, wobei die obere und untere Stange drei Drehgelenke hat, eine in jedem Ende und eine an dem Zentrum, und wobei die obere und untere Stange angeordnet sind, um die Drehgelenke an dem Zentrum zu drehen, und eingerichtet sind, mittels dieser zentralen Drehgelenke mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden, wobei die Verbindungsstangen drehbar mit den Drehgelenken an jedem Ende der oberen und unteren Stangen verbunden sind, wobei jedes der Steuerelemente eine Steuerachse definiert, die einen Winkel mit der Zentralebene der Räder hat, und wobei die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind, so dass die Steuerachsen zumindest die Drehgelenke an den Enden der oberen Stange kreuzen.
Mit einem Kippmechanismus von dieser Art ist ein Kippmechanismus bereitgestellt, der einem Körper und Rädern in einer Kurve ein Neigen ermöglicht, während eine unabhängige Einstellung des Drehradius bereitgestellt ist, während ähnlich wie bei einer Ackermann Steuerkompensation (Gillespie, 1992, ISBN 9781560911999) ein Effekt auf die zwei Vorderräder induziert wird, wo das innere Rad schärfer als das äußere Rad dreht, wodurch das Scrubbing der Reifen während der Kurven reduziert wird, dies, wenn die Räder bei jedem beliebigen Winkel drehen, und dies, wenn das Fahrzeug in jedem beliebigen Winkel und in jeder beliebigen Kombination von Kippen und Drehen gekippt wird.
Die Konstruktion des Parallelogramms mit den Steuerelementen, die eine Steuerachse definiert und angeordnet ist, einen Winkel zu der Zentralebene der Reifen zu haben, wo die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind, so dass die Steuerachse zumindest die Drehgelenke an den Enden der oberen Stange kreuzt, hat den Effekt, dass bei Installieren an einem mehrrädrigen Fahrzeug der Kippmechanismus das mehrrädrige Fahrzeug mit einem Steuermechanismus versieht, der ähnlich zu dem eines normalen Fahrrads ist. Das heißt, dass die Parallelogrammstruktur, die mit der Steuerachse bereitgestellt wird, die einen Winkel mit der Zentralebene der Seitenräder hat, den Effekt erzeugt, dass das mehrrädrige Fahrzeug sich in Richtung der Kurve neigt, wenn zum Beispiel durch eine Kurve auf einer Straße gefahren wird, während die Steuerkompensation aufrechterhalten bleibt. Ferner stellt diese spezifische Struktur des Parallelogramms die Möglichkeit der Verwendung von Rädern bereit, die eine zentral montierte Nabenkonstruktion haben, wie solche, die an einem Fahrzeug verwendet werden, Wenn eine beliebige Art von Fahrzeug fährt, sollte der sogenannte Lenkrollradius („srcub radius”) vorzugsweise nahe bei Null sein, um eine gute Steuerkompensation zu erhalten. Solch ein Lenkrollradius wird normalerweise mittels Platzierens der Steuerelemente, die auch als Achszapfen bezeichnet werden, innerhalb der Nabe eines Rades erhalten, was allerdings bei Verwendung in einer zentral montierten Nabenkonstruktion nicht möglich ist, wie jene, die zum Beispiel für Fahrräder verwendet werden. Der bevorzugte Lenkrollradius wird daher einfach mittels der Parallelogrammstruktur der Erfindung erhalten, wo die Steuerelemente gegenüber dem Zentrum der Nabe versetzt sind, um so eine Steuerachse zu erzeugen, die einen Winkel mit der Zentralebene des Rades hat, wo der Lenkrollradius nahe bei 0 ist.
Es sollte angemerkt werden, dass die Steuerelemente vorzugsweise in der Form einer L-Gestalt sein könnten, so dass die Steuerelemente und die Verbindungsstangen in einem zusammengesetzten Zustand ein Dreieck bilden, wobei das Dreieck seine Oberseite an der Verbindung zwischen der Verbindungsstange und dem Steuerelement an dem Drehgelenk an der oberen Stange hat.
Die Verbindung der Steuerelemente mit dem Drehgelenk, das in Verbindung mit der oberen Stange bereitgestellt ist, könnte auch versetzt werden, so dass das Steuerelement einen Abstand zu dem Ende der oberen Stange hat, während die Steigung der Steuerelemente aufrechterhalten bleibt, um so die Steuerachse zu bilden, die einen Winkel mit der Zentralebene des Seitenrades hat.
Ferner ist das Zentrum der oberen und unteren Stange drehbar mit dem Hauptrahmen verbunden, auch als Fahrzeugkörper („vehicle hull”) bezeichnet, der bei jeder Bewegung parallel zu den Verbindungsstangen ist, so dass eine kombinierte Steuerung und Kontrolle des Kippmechanismus erhalten wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile des Bereitstellens eines Kippmechanismus gemäß der Erfindung sind,

– ein mehrrädriges Fahrzeug bereitzustellen, das wie ein 2-in-line-Fahrzeug fährt und in den Kurven und bei einer Geradeausfahrt ein Hantieren in derselben Weise bereitstellt,
– den Steuermechanismus sowohl in Geradeaus- als auch in gekippter Position ähnlich zu einer Ackermann Steuerung zu haben,
– eine größere Stabilität und Kontrolle beim Drehen bereitzustellen, insbesondere bei einer höheren Geschwindigkeit,
– eine verbesserte Möglichkeit zum Neigen und Steuern individuell voneinander,
– in Bereitstellen eines größeren Komforts für Fahrzeugpassagier(e) beim Drehen,
– ein Reduzieren der Wahrscheinlichkeit eines Überschlagens des Fahrzeugs beim Drehen,
– ein Reduzieren des Torsionsstresses auf Chassis oder Rahmen,
– ein Verbessern des Steuermechanismus beim Fortbewegen auf Oberflächen mit hoher Neigung („highly pitched surfaces”), wo die Neigung des Fahrzeugs mittels der Bewegung des Fahrers eingestellt werden kann, zur Balance, zur besseren Ergonomik und zum Komfort im Unterschied zu herkömmlichen Mehrspurfahrzeugdesigns,
– ein Verbessern des Steuermechanismus in rauem Terrain, wo das Fahrzeug wie ein Fahrrad ausgleicht, da der Kippmechanismus sich an das Terrain anpasst, wodurch ein einfaches Handhaben und eine Erhöhung des Komforts des Fahrers und der Ergonomik erreicht werden,
– ein Bereitstellen einer höheren Fähigkeit, mit Unebenheiten umzugehen, mit keinem oder geringerem Einfluss auf das Steuern,
– ein Bereitstellen von weniger Straßenerschütterungen, da der Fahrzeugrahmen nur in der Neigungsachse begrenzt ist, und
– ein Bereitstellen von weniger Erfordernissen zum Dämpfen von Stößen,

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel definiert jede der Verbindungsstangen eine imaginäre Achse, so dass die Steuerachse einen Winkel mit der imaginären Achse der Verbindungsstangen bildet.
In einem Fahrzeug mit einer Steuerachse, die in Richtung der Zentralebene des Rads auf der Grundebene geht, wird sich das Steuern der Räder beim Fahren sicher anfühlen, und wird sich die Selbstausrichtung natürlich und sicher anfühlen, und dies im Speziellen, wenn bei höherer Geschwindigkeit gefahren wird.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Steuerachse, wenn das Rad von einer Seite betrachtet wird, einen Winkel mit einer vertikalen imaginären Linie an dem Punkt, wo das Rad die Grundebene kreuzt, wobei der Winkel vorzugsweise positiv ist. Mit dieser spezifischen Struktur des Kippmechanismus wird das mehrrädrige Fahrzeug daher nicht nur hinsichtlich der Kippeigenschaften verbessert, sondern ist auch mit einem Winkel versehen, der einem Nachlaufwinkel entspricht, so dass die zum Fahren solcher Fahrzeuge nötige Richtungsstabilität aufrechterhalten bleibt.
Daher tritt ein positiver Winkel auf, wenn die Steuerachse die Grundebene vor der vertikalen imaginären Linie kreuzt, in welchem Fall das mehrrädrige Fahrzeug einfacher zu kontrollieren ist und sich selbst ausrichtet.
Weitere Vorteile der Steuerachsen, die in einer Seitenansicht einen Winkel haben, welcher der Zentralebene des Rahmens zuweist, wobei der Winkel zu einer Seite oder der anderen geneigt sein kann, sind daher ein Verbessern der Handhabungscharakteristik mit Selbstausrichtung, und eine größere Stabilität und Kontrolle beim Drehen, insbesondere bei höherer Geschwindigkeit.
In einer Entwicklung von irgendeinem der Ausführungsbeispiele kann der Kippmechanismus ein nachgiebiges Bauteil aufweisen, das betriebsfähig an dem Kippmechanismus befestigt ist, wodurch der Effekt des Bereitstellens einer höheren Kapazität bezüglich Lasten erhalten wird, die den Kippmechanismus selbst und dadurch das mehrrädrige Fahrzeug beim Drehen genauso wie in einer nicht aktiven Fahrposition beeinflussen. In weiterem Detail ist dies vorteilhaft, da es ein höheres Handhaben bereitstellt, wenn das mehrrädrige Fahrzeug mit einer Last beladen ist, entlang mit einem Stabilisierungsmechanismus des Kippmechanismus, ein einfacheres Handhaben beim Anheben auf einen vertikalen Apex von einer geneigten Position, und eine Selbststehfähigkeit, wenn das Fahrzeug, an dem der Kippmechanismus montiert ist, nicht in Bewegung ist sowie in Bewegung ist.
In einer weiteren Entwicklung dieses Ausführungsbeispiels kann das nachgiebige Bauteil ein Paar von nachgiebigen Elementen aufweisen, die betriebsfähig zwischen der oberen und unteren Stange an jeder Seite des Hauptrahmens positioniert sind. Mittels Bereitstellens eines Paars von nachgiebigen Bauteilen an jeder Seite des Hauptrahmens kann eine symmetrische Tragfähigkeit genauso wie eine Stabilisierung des Kippmechanismus erreicht werden.
In noch einem anderen Ausführungsbeispiel weisen die nachgiebigen Elemente ein Paar von Zugfedern auf, die an dem Kippmechanismus durch zwei Drehpunkte betriebsfähig befestigt sind, und mit einem Justierelement versehen sind, um die Federn betriebsfähig zu strecken.
In einem anderen Ausführungsbeispiel weisen die nachgiebigen Elemente ein Paar von Druckfedern auf, die doppeltwirkend betriebsfähig sind, aufweisend zwei Strukturen zum Halten von jeder Feder. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine justierbare Spannung an den Druckfedern zu haben, was bewirken wird, dass der Kippmechanismus gedämpfter fungiert, wenn er nahe einer vertikalen Position ist. Als solches wird der Operateur die harmonischen Oszillationen nicht spüren und muss diese nicht in demselben Umfang kompensieren wie bei einfach wirkenden Federn.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden sich die Steuerachse und die Zentralebene der Seitenräder immer kreuzen, vorzugsweise an einem Punkt der Grundebene. Dies wird einen Lenkrollradius von Null ergeben, was einen Selbstausrichtungseffekt ergibt, und macht die Handhabung weniger empfindlich in Bezug auf externe Kräfte, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn bei höheren Geschwindigkeiten gefahren wird.
In einer weiteren Entwicklung der Ausführungsbeispiele werden die Steuerachsen und die Zentralebenen der Räder einen Abstand voneinander an der Grundebene haben, während sie sich an einem Punkt unterhalb der Grundebene kreuzen. Dies wird das Handhaben des mehrrädrigen Fahrzeugs empfindlicher auf Eingaben von zum Beispiel einem Operateur machen, der das mehrrädrige Fahrzeug steuert, auf Straßenstörungen oder auf andere Faktoren, die das Steuern beeinflussen, und verbessert als solches das Steuern und Handhaben des mehrrädrigen Fahrzeugs bei niedrigeren Geschwindigkeiten.
Gemäß den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Kippmechanismus kann dieser Mechanismus vorzugsweise in einem mehrrädrigen Fahrzeug installiert werden. Daher ist ein mehrrädriges Fahrzeug mit einem Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ausführungsbeispiele bereitgestellt, wo das mehrrädrige Fahrzeug vorzugsweise einen Hilfsmotor aufweist. Mittels Versehens des mehrrädrigen Fahrzeugs mit einem Hilfsmotor wird die Einfachheit des Fahrens verbessert, da insbesondere die Geschwindigkeit verstärkt wird. Mittels Montierens des Kippmechanismus gemäß dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daher ein stabiles Fahren und Neigen des mehrrädrigen Fahrzeugs während zum Beispiel einer Kurvenfahrt bereitgestellt, wo die allgemein bekannten Kippmechanismen von mehrrädrigen Fahrzeugen sich nicht in dieselbe Richtung neigen würden wie die Kurve.
In einer Entwicklung dieses Ausführungsbeispiels kann der Hilfsmotor ein Elektromotor sein. Mittels Versehens des mehrrädrigen Fahrzeugs mit einem Hilfsmotor, der möglicherweise ein Elektromotor ist, kann das mehrrädrige Fahrzeug mit einer Fahrkraft versehen werden, die dem Operateur oder Benutzer zu einer erhöhten Antriebskraft verhilft.
Ferner kann das mehrrädrige Fahrzeug eine Plattformstruktur aufweisen, die mit dem Hauptrahmen verbunden ist, und einen Stabilisierungsmechanismus, der drehbar mit der Plattform verbunden ist.
In einem Ausführungsbeispiel weist das mehrrädrige Fahrzeug ferner ein Kompartmentelement auf, das betriebsfähig an der Plattform und/oder an dem Hauptrahmen befestigt ist, wobei das Kompartment ein offenes oder geschlossenes Kompartment ist, wobei eine Tür in der Vorderseite des Kompartments einen Verriegelungsmechanismus aufweist, ein Rahmen in der Oberseite des Kompartments, ein Sitzmittel, das ein unteres Element und ein hinteres Element aufweist, und ein Stauraum, der hinter dem hinteren Element angeordnet ist.
Mittels Versehens des mehrrädrigen Fahrzeugs mit einer Plattform, zum Beispiel in der Form eines Kompartments dieser Art, kann das mehrrädrige Fahrzeug zum Transportieren von Objekten und/oder lebenden Kreaturen verwendet werden, wie zum Beispiel Menschen und Tiere. Weitere Vorteile sind, dass diese Struktur eine stabile Plattform bereitstellt, die vollständig umhüllt sein kann und windschnittig für Geschwindigkeit und Komfort sein kann. Die Konstruktion stellt dem kippbaren mehrrädrigen Fahrzeug eine Stabilität bereit, und es ist für Geschwindigkeit und Komfort einfach gestaltet. Die Konstruktion stellt dem kippbaren mehrrädrigen Fahrzeug Stabilität bereit, wenn das Fahrzeug bestiegen oder beladen wird, und stellt das Merkmal insbesondere einer Tür bereit, die einen besseren Zugang für Operateur(e) und/oder Benutzer bereitstellt.
Vorzugsweise kann das mehrrädrige Fahrzeug ein dreirädriges Fahrrad sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Vorderansicht eines Kippmechanismus in einer geraden Position,
2 ist eine schematische Vorderansicht eines Kippmechanismus in einer gekippten Position,
3 ist eine schematische Oberseitige Ansicht eines dreirädrigen Fahrzeugs, wo Radzentralachsen sich in einem Punkt treffen,
4 ist eine schematische Vorderansicht eines Kippmechanismus mit einem nachgiebigen Element in einer geraden Position,
5 ist eine schematische Vorderansicht eines Kippmechanismus mit einem nachgiebigen Element in einer geneigten Position,
6 bis 8 ist ein Kippfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei:
6 eine perspektivische Vorderansicht ist,
7 eine Vorderansicht ist,
8 eine Seitenansicht ist,
9 ist eine oberseitige Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines nachgiebigen Elements in einer neutralen Position,
10 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines nachgiebigen Elements in einer neutralen Position,
11 ist eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines nachgiebigen Elements in einer gestreckten Position,
12 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines nachgiebigen Elements in einer komprimierten Position,
13 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Kippfahrzeugs, gekippt und mit gedrehten Reifen,
14 bis 17 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kippfahrzeugs, gekippt und mit gedrehten Rädern und in einem Frachtausführungsbeispiel, wo
14 eine perspektivische Ansicht ist,
15 eine Vorderansicht des kippenden Dreiradfahrrads mit einem Frachtausführungsbeispiel ist, wo der Rahmen gekippt ist,
16 eine Vorderansicht des gekippten Dreiradfahrrads mit einem Frachtausführungsbeispiel ist, wo die Vorderräder gedreht sind,
17 eine Vorderansicht des gekippten Dreiradfahrrads mit einem Frachtausführungsbeispiel ist, wo die Vorderräder gedreht und der Rahmen gekippt ist,
18 bis 20 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des nachgiebigen Elements in dem Kippmechanismus, wobei
18 eine oberseitige Ansicht ist,
19 eine vorderseitige Ansicht ist,
20 eine Teilansicht einer perspektivischen Ansicht ist,
21 ist ein Diagramm der Kräfte in dem System nachgiebiger Elemente in dem alternativen Ausführungsbeispiel der nachgiebigen Elemente in dem Kippmechanismus,
22 ist eine perspektivische Vorderansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels, wobei
23 eine Teilschnittansicht und eine detaillierte Ansicht der Teilschnittansicht des alternativen Ausführungsbeispiels von 22 ist, und
24 ist eine geschnittene Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines mehrrädrigen Fahrzeugs mit einem Kippmechanismus, wo der Stabilisiermechanismus aktiviert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Vorderansicht einer Struktur ist, die es zwei individuell gesteuerten Rädern ermöglicht, sich mit einem Fahrzeugkörper der vorliegenden Erfindung, auch Kippmechanismus genannt, zu neigen. Die Struktur ist gebildet aus einem Kopplungsmechanismus, der durch eine Parallelogrammstruktur charakterisiert ist, aufweisend eine obere rigide floatende Stange 6, eine untere rigide floatende Stange 5, eine erste verbindende rigide Verbindung 7 und eine zweite verbindende rigide Verbindung 8. Die obere floatende Stange 6 und die untere floatende Stange 5 sind von gleicher Länge und Verbindungsstange 7 und Verbindungsstange 8 sind von gleicher Länge. Die obere floatende Stange 6 ist mit Verbindungsstange 7 an Dreheinrichtung 2 und mit Verbindungsstange 8 an Dreheinrichtung 3 verbunden. Die untere floatende Stange 5 ist an Dreheinrichtung 1 mit Verbindungsstange 7 verbunden und mit Verbindungsstange 8 an Dreheinrichtung 4. Ein rigider Fahrzeugkörper 9 ist mittels Dreheinrichtung 11 mit der Parallelogrammstruktur verbunden, die in dem Zentrum der floatenden Stange 6 ist, und mittels Dreheinrichtung 10, die in dem Zentrum der floatenden Stange 5 ist. Dies ermöglicht dem Körper 9, der Verbindung 8 und der Verbindung 7, bei jeder Bewegung parallel zu sein. Ein rechtsseitiges Steuerelement 12 ist mit Verbindungen 3 und 4 verbunden, und ein linksseitiges Steuerelement 13, das auch als ein „Achszapfen” bezeichnet wird, ist an Verbindung 1 und 2 angeschlossen. Das rechte Steuerelement 12, das auch als ein „Achszapfen” bezeichnet wird, ist mittels einer Steuerachse 15 mit einem Winkel 22 charakterisiert, der auch als ein „Achszapfen-Neigungswinkel” bezeichnet wird_' Das linke Steuerelement 13 ist mittels einer Steuerachse 14 charakterisiert, mit einem Winkel 23, der auch als ein „Achszapfen-Neigungswinkel” bezeichnet wird. Der Winkel 22 & 23 ist vorzugsweise derselbe Winkel, und vorzugsweise zwischen 1 und 45 Grad. Die linke Steuerachse 14 kreuzt vorzugsweise Verbindung 2, aber kann auch einen Abstand zu Verbindung 2 haben. Die rechte Steuerachse 15 kreuzt vorzugsweise Verbindung 3, aber kann auch einen Abstand zu Verbindung 3 haben. Ein rechtes Radachsenelement 25 ist mit dem rechten Steuerelement 12 verbunden und ist mit einem rechten Rad 17 verbunden, das eine Radzentralebene 19 hat. Die Radzentralebene 19 berührt eine Grundebene 24. Ein linkes Radachsenelement 26 ist mit dem linken Steuerelement 13 verbunden und ist mit einem linken Rad 16 verbunden, das eine Radzentralebene 18 hat. Die Radzentralebene 18 berührt eine Grundebene 24.
Zwischen der rechten Steuerachse 15 und der rechten Radzentralebene 19, die sich an Grundebene 24 kreuzen, ist ein Abstand 20. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Abstand 20 den Wert 0, was bedeutet, dass Achse 15, Radzentralebene 19 und Grundebene 24 einander kreuzen. Zwischen der linken Steuerachse 14 und der linken Radzentralebene 18, die sich an Ebene 24 kreuzen, ist ein Abstand 21. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Abstand 21 den Wert 0, was bedeutet, dass die Achse 14, die Radzentralebene 18 und die Grundebene 24 einander kreuzen. Vorzugsweise ist der Abstand 21 und 20 derselbe Wert. Vorzugsweise ist der Winkel 23 und 22 derselbe Wert.
Nun wird auf 2 Bezug genommen, welche eine schematische Vorderansicht des Kippmechanismus mit einer gekippten Position der vorliegenden Erfindung ist.
Die Struktur ist gebildet von demselben angesprochenen Kopplungsmechanismus, und ist zu einer linksseitigen Position gekippt. Aufgrund der Parallelogrammstruktur sind der Körper 9, die linksseitige Verbindungsstange 7 und die Verbindungsstange 8 in allen Positionen parallel.
Wie in 4 & 5 gezeigt, kann der Kippmechanismus auch mit einem oder mehreren nachgiebigen Elementen gefunden werden, um dasselbe Verhalten eines zweirädrigen Inlinefahrzeugs sicherzustellen. Das oder die nachgiebige(n) Element(e) wird/werden dem Fahrzeug helfen, die vertikale Position einfacher zu erreichen, wenn das Fahrzeug oder die geladene Last ein bestimmtes Gewicht erreicht. Auf diese Weise wird das Gewicht des Fahrzeugs und/oder die geladene Last sich anfühlen, als ob es oder sie nicht existent wäre, und die geneigte Bewegung wird sich natürlich anfühlen, wie ein zweirädriges Inlinefahrzeug.
Ferner können in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die nachgiebigen Elemente mit einer Vorspannung eingestellt werden, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug in einem vertikalen Apex gehalten wird.
In einem Ausführungsbeispiel werden die nachgiebigen Elemente 40, 41 mittels Verbindung 44 und Verbindung 45 mit der oberen floatenden Stange 6 verbunden und mittels Verbindung 42 und Verbindung 43 mit der floatenden Stange 5 verbunden. Alternativ werden die nachgiebigen Elemente 40, 41 mit Verbindung 2, 3, 1, 5 oder Verbindungsstange 7, 8 verbunden.
Wenn das Fahrzeug auf die linke Seite geneigt oder gekippt wird, wie in 5, wird das nachgiebige Element 40 gestreckt und das nachgiebige Element 41 komprimiert. Umgekehrt wird, wenn das Fahrzeug auf die rechte Seite gekippt wird, das nachgiebige Element 41 gestreckt und das nachgiebige Element 40 komprimiert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, für das auf 6, 7 & 8 Bezug genommen wird, ist der Körper 9 ein Rahmen, der das Folgende aufweist: vordere Montageplatte 61, hintere Montageplatte 82, unteres Rohr 83, Steuerrohr 87 und Montagehalterung 88. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist ein hinteres Rad 164 und an der Vorderseite die Struktur des Kippmechanismus auf. Ein alternatives Ausführungsbeispiel hat mehrere Räder an der Rückseite des Fahrzeugs. Noch ein anderes alternatives Ausführungsbeispiel ist dieselbe Kippstruktur in der Rückseite des Fahrzeugs, entweder mit oder ohne die feste Steuerachse 14, 15. Dies würde auch auf ein alternatives Ausführungsbeispiel zutreffen, das eine feste Steuerachse in dem vorderen Kippmechanismus und steuernde hintere Räder aufweist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Montageplatten, die hintere Montagehalterung 82 und die vordere Montagehalterung 61 an einer oberen rigiden Struktur 79 (welche die floatende Stange 6 darstellt), Dreheinrichtung 2 und an einer unteren rigiden Struktur 63 (welche die untere Stange 5 darstellt) angebracht, verbunden durch eine axiale Verbindung 58 (welche die Dreheinrichtung 11 darstellt), 59 (welche die Dreheinrichtung 10 darstellt), die vorzugsweise Lager mit einer Bolzenverbindung sind, aber alternativ könnte die Verbindung mit einer Buchsenverbindung realisiert sein. Was die Charakterisierung der rigiden Verbindungsstangen 7 & 8 angeht, hat ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die rigiden Halterungen 66 & 54. Jede Halterung 66 & 54 stellt die rigiden Verbindungsstangen 7 & 8 dar. Die obere rigide Struktur 79 ist mit der linken Halterung 66 mittels Drehgelenk 75 verbunden, mit einer Bolzenverbindung 74 (welche die Dreheinrichtung 2 darstellt), verbunden mit der linken rigiden Halterung 66, und ist mit der rechtsseitigen Halterung 54 mittels Drehgelenk 93 (welche die Dreheinrichtung 3 darstellt) mit einer Bolzenverbindung 94 an der rechtsseitigen rigiden Halterung 54 verbunden. Die untere rigide Struktur 63 ist mittels Drehgelenk 67 & 96 mit der linken Halterung 66 verbunden, mit einer bevorzugten Bolzenverbindung 68, welche die linke rigide Halterung 66 verbindet und mittels Drehgelenk 52 & 95 mit der rechtsseitigen rigiden Halterung 54 verbunden ist, mit einer bevorzugten Bolzenverbindung 51 zu der rechten rigiden Halterung 54. Steuerachse 14 ist mittels des Zentrums des Drehgelenks 76 und des Drehgelenks 69 gebildet. Die Steuerachse 15 ist mittels des Zentrums des Drehgelenks 92 und des Drehgelenks 50 gebildet. Das Drehgelenk 76 ist mittels einer bevorzugten Bolzenverbindung 77 mit der oberen rigiden Struktur 79 verbunden. In 7 ist die Achse 74, 2 das Zentrum des Drehgelenks 76 und ist die Achse 94, 3 das Zentrum des Drehgelenks 92. Das Drehgelenk 50 ist mit der Halterung 54 verbunden und das Drehgelenk 69 ist mit der Halterung 66 verbunden. Das linksseitige Steuerelement 13, 70 ist mit dem Drehgelenk 76 & 69 verbunden. Das rechtsseitige Steuerelement 12, 49 ist mit dem Drehgelenk 92 & 50 verbunden. An dem rechtsseitigen Steuerelement 49 ist eine Nabe 98 vorzugsweise mittels einer Verbindung 55 verbunden. Die Nabe 98 ist in dem Zentrum von einem Rad 48. An dem linksseitigen Steuerelement 70 ist eine Nabe 72 vorzugsweise mittels einer Verbindung 64 verbunden. Die Nabe 72 ist in dem Zentrum eines Rads 71. Ein Steuerverteiler 86, kontrollierend die Steuerräder 71 & 48, ist mittels Verbindungen 73, 97 mit den Steuerelementen 70, 49 verbunden, die wiederum mit Steuerstange 89, 90 verbunden sind, die wiederum mit Drehgelenk 81, 85 verbunden sind und dann mit Verteiler 86 verbunden sind. Beim Kontrollieren der Räder 71, 48 wird der Steuerverteiler 86 gedreht, um die Richtung der Räder zu kontrollieren.
Wie in 3 gezeigt, erzeugt der Kippmechanismus und der Steuermechanismus einen Effekt auf Räder 35 und 34 während Kurven, was ähnlich zu einer Ackermann Steuerkompensation gemäß 3 ist, sowohl in vertikaler Position als auch in geneigter Position. Wenn das Fahrzeug geneigt und/oder gesteuert wird, wird Rad 35 und 34 Position 32 und 33 einnehmen. Von den Zentralebenen 30, 29 der Räder kreuzen zwei Linien 28 und 27 vorzugsweise an der hinteren Radachse 39 an Kreuzungspunkt 31. Ein Fahrzeugkörper 37, der mit dem hinteren Rad 38 verbunden ist, ist mit dem Kippmechanismus 36 verbunden.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel durch einen Winkel 101 charakterisiert, der auch Nachlaufwinkel genannt wird. Der Nachlaufwinkel hilft dem Fahrzeug, in eine Geradeausposition zurückgebracht zu werden, erzeugt eine gerichtete Kontrolle des Fahrzeugs und ist besser dazu in der Lage, eine von einer Straßenoberfläche mit Neigung nicht beeinflusste Fahrt zu ermöglichen. Der Nachlaufwinkel ist mittels Linie 99 gebildet und kreuzt den zentralen Punkt der Radnabe 72, kreuzend den Drehpunkt der Drehgelenke 76 und 69. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Nachlaufwinkel 101 positiv, aber kann in einem alternativen Ausführungsbeispiel auch negativ sein. Ferner kann der Nachlaufwinkel auch zu der Zahl Null hin tendieren, was als eine wahre vertikale Lotlinie 100 bezeichnet wird. Der Winkel 99 steht in Relation mit der Linie 100. Der bevorzugte Wert für Winkel 101 ist 1 bis 45 Grad in beiden Rotationsrichtungen.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel in 6 bis 8 ist mit zwei nachgiebigen Bauteilen gebildet, die im Weiteren nachgiebige Elemente 62, 56 genannt werden. Die nachgiebigen Elemente 62, 56 sind vorzugsweise zwei doppeltwirkende Federelemente, wie in 9 gesehen werden kann, die eine oberseitige Ansicht ist, und in 10, wobei 10 eine Schnittansicht des Federelements ist. Die doppelte Wirkung weist zwei Wirkungen auf, eine mit einer Kompression der Feder, wie in 12 gezeigt, 118, und zweitens, wo die Federn in unbeeinflusster Position verbleiben, in Position gehalten mittels Positionshalterung 106. Das Federelement ist gebildet mittels eines axialen Gehäuses 102, vorzugsweise aufweisend ein oder mehrere Lager oder alternativ Buchse(n). Rigide verbunden mit dem Achsgehäuse 102 ist Stange 104, die rigide ist, und mit Federstopp 105 verbunden ist. An dem Ende der Stange 104 ist ein gleitendes Element 115 zum Reduzieren von Reibung in dem Federelement. Das nachgiebige Element ist eine Feder 107, die mit einer Positionshalterung 106 gebildet ist, um die Feder in der korrekten Position zu halten, wenn das Federelement an einer gestreckten Position ist, 11, 117. Ferner fungiert die Positionshalterung 106 auch als ein Federstopp, wenn das Federelement in einer vollständig komprimierten Position ist, 12, 118. Ein Achsgehäuse 116 ist rigide mit einer Stange 113 verbunden, charakterisiert mittels eines Gewindebereichs 130 zum Sicherstellen einer Justierung der Feder 107. Um die Reibung zwischen Stange 104 in einer Bewegung zu reduzieren, ist die Federelementbuchse 108 in dem Ende der Stange 113 positioniert. Um eine Geräuschlosigkeit und Nichtabnutzung bei Bewegung zu erreichen, ist eine Buchse 109 hinzugefügt. Ein Federstopp 110, charakterisiert als ein Scheibenelement, wird mittels zwei Verbindungsmuttern 111, 112 mit Gewinden gehalten. Diese Verbindungsmuttern stellen die Spannung und die Position der Feder 107 ein.
In einer gestreckten Position ist das Federelement 107 dadurch gekennzeichnet, dass die Feder 107 und die Federpositionshalterung 106 einen Abstand zu dem Federstopp 105 haben. Die Federpositionshalterung neigt sich dann an Stange 104, um die gewünschte Position beizubehalten. In einer komprimierten Position 12, 118 ist die Feder 107 komprimiert und fungiert die Federpositionshalterung 106 als ein sanfter Stopp. Unter Bezugnahme auf 7 werden die zwei nachgiebigen Elemente 62, 56 mit einer Spannung eingestellt, um eine vertikale Position sicherzustellen. Diese wird mittels Justierens der Mutter 110 und 111 angelegt, um eine Spannungskraft auf die Feder 107 einzustellen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von 6 bis 8 ist mit angeschlossenen Bremsenapplikationen gebildet, vorzugsweise an Steuerelementen 70, 49 und vorzugsweise an Radnaben 98, 72.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel für das Federelement ist in 18 zu sehen, die eine vorderseitige Ansicht des Kippmechanismus 147 ist, mit einer alternativen Federstruktur. Die Federstruktur ist mittels Fixierelementen 131, 146 gebildet, welche vorzugsweise rigide mit dem Kippmechanismus 147 mit Bolzenverbindungen 137, 145 verbunden ist. Alternativ kann das Fixierelement rigide in den Kippmechanismus 147 integriert sein. Die rigiden Elemente 132, 143, vorzugsweise eine Zugfeder, ist mit Fixierelementen 131, 146 und mit Spannungselementen 133, 142 verbunden. Die Funktion der Spannungselemente 133, 142 ist es, die Federn 132, 143 auszuspannen. Unter Bezugnahme auf 5 ist das Prinzip des Neigens nach links gezeigt, wo die Feder 47 in einem komprimierten Zustand ist und Feder 46 in einem gestreckten Zustand ist. Die Fixierelemente 133, 142 spannen die Federn genug, so dass in der Folge die Feder in Position 47 noch eine minimale Spannung hat und in Position 46 eine maximale Spannung hat. Dies bedeutet in einer vertikalen nicht gekippten Position 4, dass die Zugfedern 132, 143 eine Spannung haben, um jede Spannung auszugleichen. Die individuelle Spannung von jeder Feder wird eingestellt, um die gewünschte Position der neutralen, vertikalen Position des Fahrzeugs zu erreichen. Beim Kippen wird die Verbindung zwischen den Fixierelementen 131, 146 und den Zugfedern 132, 146 vorzugsweise drehen. Die Spannungselemente 133, 142 gehen durch die Fixierelemente 134, 141 und werden mittels Muttern 135, 136, 139, 140 gespannt. Die Fixierelemente 134, 141 werden mit dem Kippmechanismus 147 mit Rotationsverbindungen 138, 144 verbunden. Nun wird auf 19 Bezug genommen, die eine abgeschnittene perspektivische Ansicht der linken Seite des Kippmechanismus 150 ist. Zugfeder 132 ist in einem nicht gespannten Zustand. Nun wird auf 18 Bezug genommen, die eine vordere Querschnittsansicht ist, wo Zugfedern 148, 149 gespannt sind, um die gewünschte vertikale Position zu erreichen. Nun wird auf 21 Bezug genommen, welche ein Diagramm der Federkräfte ist, die in dem Federelementsystem gekoppelt sind. Das Diagramm 159 weist eine horizontale x Achse 152 auf, die einen Bewegungsabstand in dem System darstellt und eine vertikale y Achse 151, welche die Kräfte für die nachgiebigen Elemente darstellt. Aufgrund der Struktur des Kippmechanismus 147 geht der Bewegungsabstand 152 von 0 an der Y Achse 151 Position zu einem maximalen Bewegungsabstand bei 157 nach rechts und bei 158 nach links. Die Kräfte in dem System sind mittels des intuitiven Bereichs definiert, falls der Bereich 155 und 156 zwischen den Kurven g(x) 153 und f(x) 154 und zwischen Punkt auf x Achse 152, 158 und 157 ist.
Die nachgiebigen Elemente weisen alternative Ausführungsbeispiele auf, wie elastische Materialien, Blattfedern, hydraulische nachgiebige Elemente, Luftcamperfedern („air camper springs”) und dergleichen.
Nun wird Bezug genommen auf 13, 14, 15, 16, 17 und 24, wo ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kippmechanismus dargestellt ist, der ein Dreirad mit einem Hauptrahmen 124 als einen Körper, einen Lastträger 122, der Lasten tragen kann, ein Steueraggregat 123 zum Kontrollieren der Steuerräder, verbunden mit Steuerplatte 86 aufweist. Der Lastträger 122 ist mit dem Hauptrahmen 124 an Verbindungshalterung 61 und an Verbindungshalterung 88 verbunden. Der Kippmechanismus 120 ist mit dem Hauptrahmen 124 an Verbindungshalterung 82 und Verbindungshalterung 61 verbunden. Alternative Ausführungsbeispiele für das Steueraggregat 123 könnten auch Kontrollhebel, ein kreisförmiges Steuerrad und dergleichen sein.
Der Hauptrahmen 124 ist mit einer Sitzkomponente 166 gebildet, um den Operateur des Fahrzeugs zu halten. Ein hinteres Rad 164 ist mit dem Hauptrahmen 124 verbunden. Das Fahrzeug kann sowohl mit einem assistierenden angetriebenen Motor 125 oder als manuell angetriebener Antrieb gefunden werden. Der Motor kann mittels Elektrizität, Benzin, Gas, Wasserstoff etc., angetrieben werden. Ein Antriebseinheitselement 165 übermittelt das Moment von dem Motor oder den Pedalen auf das hintere Rad. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel für die Antriebseinheit ist eine Kette, ein Riemen, eine Kardanwelle oder ein mechanisches Getriebe. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Kippmechanismus ist auch mittels eines Stabilisierungsmechanismus 121 gebildet, um Stabilität sicherzustellen, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder das Fahrzeug in einem Stillstandbetrieb betrieben wird und stellt sicher, dass das Fahrzeug nicht kippt oder sich überschlägt. Der Stabilisierungsmechanismus wird durch den Operateur aktiviert, wenn der Operateur das Sitzelement 166 verlässt und auf dem Grund 24 steht, vorzugsweise mit einem Fuß, aber alternativ mit anderen Mitteln, von hinter dem Steuerrohr 87 berührenden Aktivatorelement 170 und Zurückziehen des Fahrzeugs, vorzugsweise mittels Ziehens des Steuerelementaggregats 123. Dies kann von der linken Seite stehend hinter dem Steuerrohr oder von der rechten Seite durchgeführt werden. Aktivatorelement 170 ist drehbar mit Lastträger 122 verbunden und ist drehbar mit Aktivatorstange 173 verbunden. Die Aktivatorstange 173 wird dann drehbar mit dem Stabilisierungselement 174 verbunden, das drehbar mit Lastträger 122 verbunden ist. Als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sind an dem Stabilisierungselement 174 zwei Reibungselemente 172, 175, welche den Grund 24 berühren. Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Stabilisierungselements berührt den Grund 24, was in 24 als in Position aktiviert gesehen werden kann. Die Höhe des Stabilisierungselements 174 ermöglicht es dem Fahrzeug, an drei Punkten auszugleichen: hinteres Rad 164, das Grund 24 berührt, und die zwei Punkte 175, 172, die Grund 24 berühren. Die Kraft von dem Gewicht des Fahrzeugs an den vorderen Rädern 71 & 48 an Grund 24 wird reduziert, entweder mittels einer kleinen oder der gesamten Last oder nur so, dass das Fahrzeug nicht kippt; es berühren die zwei Punkte 175, 172, wenn das Kippen beginnt. Um den Stabilisierungsmechanismus 121 zu deaktivieren, drückt oder fährt der Operateur das Fahrzeug vorwärts, wo der Stabilisierungsmechanismus zu seiner Fahrposition zurückkehrt. In der Fahrposition ist der Stabilisierungsmechanismus an einer Position gehalten, vorzugsweise mittels einer Zugfeder 208. Alternative Ausführungsbeispiele könnten auch eine mechanische Halterung, Verriegelung, Magneten oder andere Mittel an entweder dem Stabilisierungsmechanismus, bewegten Teilen, Aktivatorelement 170, Aktivatorstange 173, Stabilisierungsmechanismus 121 sein.
Ferner weist das bevorzugte Ausführungsbeispiel ein Kompartmentelement 119, wie zum Beispiel eine Box, geschlossen oder offen, auf, deren bevorzugte Verwendung es ist, Fracht, Kinder, Hunde, Personen oder andere Typen von Gütern zu enthalten. Das Boxelement ist vorzugsweise mittels eines Profils 167 gebildet, um dem Kompartmentelement 168 Steifigkeit zu verleihen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel davon könnte in der Gestalt der Box 168 gefunden werden. Das Boxelement 119 weist auch eine Tür an der Vorderseite 169 mit einem Verriegelungsmechanismus 163 auf, um die Türöffnung zu kontrollieren. Im Inneren des Boxelements 119 ist vorzugsweise ein Sitzelement 161 gebildet, vorzugsweise mit hinterer Stütze und einer unteren Stütze. Hinter der hinteren Stütze wird ein Stauraum unter dem Deckel 160 gefunden. Der Deckel 160 ist mittels einer Gelenkverbindung mit der hinteren Stütze verbunden.
Nun wird auf 15 Bezug genommen, wo das bevorzugte Ausführungsbeispiel in eine maximale Position gekippt ist, der bevorzugte Winkel ist –45 bis 45 Grad von einer vertikalen Position. Die Steuerräder werden nicht gedreht. Der Winkel in der Darstellung wird um 18 Grad gedreht.
Nun wird auf 16 Bezug genommen, wo das bevorzugte Ausführungsbeispiel gesteuerte Räder in einer maximalen Position hat, der bevorzugte Winkel ist –50 bis 50 Grad von einer Geradeausposition. Der Kippmechanismus ist nicht gekippt und ist in einer vertikalen Position. Der Steuerwinkel in der Darstellung ist 30 Grad.
Nun wird auf 17 Bezug genommen, wo das bevorzugte Ausführungsbeispiel gesteuerte Räder in einer maximalen Position hat, der bevorzugte Winkel ist –50 bis 50 Grad von einer Geradeausposition und wird in einer maximalen Position gekippt, der bevorzugte Winkel ist –45 bis 45 Grad von einer vertikalen Position, Der Kippwinkel in der Darstellung wird um 18 Grad gekippt.
Der Steuerwinkel in der Darstellung ist 30 Grad.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel 176 für das Verbindungsverfahren von Steuerelement 13, 12, Verbindungsstange 7, 8 und Dreheinrichtung 1, 2, 3, 4 kann in 22 gesehen werden, welche eine perspektivische Ansicht des Kippmechanismus ist, und in 23, eine Schnittansicht von der rechten Seite 195 und eine detaillierte Ansicht 196. Das alternative Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zum Ermöglichen der Rotation um die Steuerachse 14, 15 und die Verbindung mit den rigiden Verbindungstangen 7, 8 auf, vorzugsweise mit Lagerkonstruktionen 199, 204 in Verbindungen 177, 179, 178 und 180 mit Steuerelementen 12, 13. Alternativ können die Lager geschlossene oder offene Lager und von unterschiedlichen Typen sein, sowohl Standardfahrradlager, geschlossene gedichtete Typen, offene Lager und dergleichen. Die Lagermaterialien sind vorzugsweise Polymer, aber können alternativ aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Metallen, sein. Das alternative Ausführungsbeispiel weist die untere rigide Struktur 63 auf, die mittels Drehgelenken 52, 95, 67, 96 mit Dreheinrichtung 1 & 4 verbunden ist. Die genannten Drehgelenke sind mit rigiden Halterungen 189, 190 drehbar verbunden und über eine bevorzugte Bolzenkonstruktion 51 und 68 verbunden. Die obere rigide Struktur 79 ist mittels Drehgelenken 75, 185, 93, 186 mit Dreheinrichtungen 2 & 3 verbunden. Die Drehgelenke sind drehbar mit den rigiden Halterungen 189, 190 verbunden und sind über bevorzugte Bolzenverbindungen 94 und 74 verbunden. Jedes der Drehgelenke 67, 96, 52, 95, 93, 186, 75, 185 ist mit den oberen und unteren rigiden Strukturen 63 & 79 über vorzugsweise Muttern 184 und vorzugsweise vorwiegend Muttern 183 verbunden. Die Axialverbindungen 178, 180, 177, 179 zwischen den rigiden Halterungen 189, 190 und den Steuerelementen 187, 188 sind in 23 gezeigt; eine Querschnittsansicht der rechten Seite der Axialverbindung ist mittels einer Querschnittsansicht 195 und einer detaillierten Ansicht 196 dargestellt. Die rechtsseitige Querschnittsansicht wird identisch auf die linke Seite gespiegelt, die in 23 nicht gezeigt ist. Die rigide Halterung 189 ist axial mit dem Steuerelement 187 in Verbindung 177 & 179 verbunden. Die Verbindung 177 ist mittels einer Verbindungswelle 201, einem vorzugsweise aus Stahl gebildeten Lagerteil 198, vorzugsweise einer Scheibe 197, und einer vorzugsweise vorwiegenden Mutter 205 an der rigiden Halterung 189 befestigt. Das Steuerelement 187 ist vorzugsweise mit dem vorzugsweise L-förmigen, vorzugsweise aus Polymer gebildeten Lager 199 eingepresst. Das Steuerelement 187 mit Lager 199 rotiert um die Steuerachse 14. Die Verbindung 179 ist mittels einer Verbindungswelle 202, eines vorzugsweise aus Stahl gebildeten Lagerteils 207, vorzugsweise einer Scheibe 206 und einer vorzugsweise vorwiegenden Mutter 181 an der rigiden Halterung 189 befestigt. Das Steuerelement 187 ist vorzugsweise mit dem vorzugsweise L-förmigen, vorzugsweise aus Polymer gebildeten Lager 204 eingepresst. Das Steuerelement 187 mit Lager 204 rotiert um Steuerachse 14. Die Verbindung zwischen Steuerstangen 80, 89 und Steuerelementen 187, 188 ist mit Drehgelenken 73 & 97 verbunden.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel 176 für das Verbindungsverfahren der nachgiebigen Elemente 56, 82 an die obere und untere rigide Struktur 63, 79 ist in 22 gezeigt. Die Verbindung weist die nachgiebigen Elemente 56, 62 auf, wobei die Stange 104 vorzugsweise mit einem Gewinde von der Stange 104 zu dem Drehgelenk 191, 192 verbunden ist. Ferner ist Stange 113 vorzugsweise mit einem Bolzen mit Drehgelenk 193, 194 verbunden.
Angesichts der großen Variabilität von Ausführungsformen, auf welche die Prinzipien der Erfindung angewendet werden können, sollte offensichtlich sein, dass die detaillierten Ausführungsbeispiele nur illustrativ sind und nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend angesehen werden sollten. Die beanspruchte Erfindung umfasst all solche Modifikationen, die in den Schutzumfang der Ansprüche und von Äquivalenten hierzu kommen könnten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6402174 B1 [0003]
DE 19524802 A1 [0003]
US 7487985 B1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Gillespie, 1992, ISBN 9781560911999 [0009]

Claims

Ein Kippmechanismus für ein mehrrädriges Kippfahrzeug, wobei der Kippmechanismus aufweist ein Paar von Steuerelementen, die eingerichtet sind, um mit Radachsenelementen des Kippfahrzeugs verbunden zu werden, wobei die Steuerelemente ferner ein Steueraggregat aufweisen, das eingerichtet ist, mit einem Hauptrahmen des Kippfahrzeugs verbunden zu werden und zum Steuern der Position von zwei Seitenrädern des Kippfahrzeugs, wobei der Kippmechanismus ferner aufweist eine floatende obere und untere Stange, von denen jede zwei Enden aufweist, lateral beabstandet voneinander, und ein Paar von Verbindungsstangen, die in jedem Ende der oberen und unteren Stangen angeordnet sind, wobei die oberen und unteren Stangen drei Drehgelenke haben, davon eines in jedem Ende, und wobei die oberen und unteren Stangen angeordnet sind, um um die Drehgelenke zu schwenken, und eingerichtet sind, um mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden, wobei die Verbindungsstangen drehbar mit den Drehgelenken an jedem Ende der oberen und unteren Stangen verbunden sind, wobei jedes der Steuerelemente eine Steuerachse definiert, die einen Winkel mit einer Zentralebene der Räder hat, und wobei die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind, so dass die Steuerachsen zumindest die Drehgelenke an den Enden der oberen Stange kreuzen.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerelemente einen Abstand zu den Drehgelenken haben.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine Parallelogrammstruktur, die durch die Enden der floatenden oberen und unteren Stange definiert ist.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 4, wobei die Parallelogrammstruktur die floatende obere und untere Stange und das Paar von Verbindungsstangen hat.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Parallelogrammstruktur spezifisch ausgebildet ist, die Verwendung von Rädern mit einer zentral montierten Nabenkonstruktion zu ermöglichen.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kippfahrzeug einen longitudinalen Hauptrahmen und mindestens ein Hinterrad hat, wobei der Hauptrahmen von Seite zu Seite kippbar ist, definierend einen Bewegungsbereich, und die zwei Seitenräder, von denen jedes die Zentralebene und ein Paar der Radachsenelemente hat, die mit den Rädern verbunden sind.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die drei Drehgelenke der oberen und unteren Stangen eines an dem Zentrum haben, wobei die oberen und unteren Stangen angeordnet sind, um um die Drehgelenke an dem Zentrum zu schwenken, und eingerichtet sind, um mittels dieser Zentrumsdrehgelenke mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eines der drei Drehgelenke der oberen und unteren Stangen zentral angeordnet iSt.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Steueraggregat zum Kontrollieren der mit einer Steuerplatte verbundenen Steuerräder ausgebildet ist, Kontrollhebel aufweist oder ein kreisförmiges Steuerrad aufweist.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuerachsen, wenn das Rad von einer Seite betrachtet wird, einen Winkel mit einer vertikalimaginären Linie an dem Punkt bildet, worin das Rad die Grundebene kreuzt, wobei der Winkel vorzugsweise positiv ist.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Kippmechanismus ein nachgiebiges Bauteil aufweist, das betriebsfähig an dem Kippmechanismus befestigt ist.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 12, wobei das nachgiebige Bauteil ein Paar von nachgiebigen Elementen aufweist, die betriebsfähig zwischen der oberen und unteren Stange auf jeder Seite des Hauptrahmens positioniert sind.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 13, wobei das nachgiebige Element ein Paar von Zugfedern aufweist, die betriebsfähig an dem Kippmechanismus befestigt sind, durch zwei Drehpunkte und mit einem Justierelement zum betriebsfähigen Strecken der Federn.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die nachgiebigen Elemente ein Paar von Druckfedern aufweisen, die doppeltwirkend betriebsfähig sind, aufweisend zwei Strukturen zum Halten von jeder Feder.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerachse und die Zentralebene der Räder immer kreuzen werden, vorzugsweise an einem Punkt der Grundebene.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Steuerachsen und die Zentralebenen der Räder einen Abstand zueinander an der Grundebene haben, während sie sich an einem Punkt unterhalb der Grundebene kreuzen.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsstangen jeweils eine imaginäre Achse definieren, so dass die Steuerachse einen Winkel mit der imaginären Achse der Verbindungsstangen bildet.
Ein mehrrädriges Fahrzeug, aufweisend einen Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß Anspruch 19, aufweisend einen Hilfsmotor.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß Anspruch 20, wobei der Hilfsmotor ein Elektromotor ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, ferner aufweisend eine Plattformstruktur, die mit dem Hauptrahmen verbunden ist, und einen Stabilisierungsmechanismus, der drehbar mit der Plattform verbunden ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend ein Kompartmentelement, das betriebsfähig an der Plattform und/oder an dem Hauptrahmen befestigt ist, wobei das Kompartment ein offenes oder geschlossenes Kompartment ist, eine Tür in der Vorderseite des Kompartments, aufweisend einen Verriegelungsmechanismus, einen Rahmen in dem Oberen des Kompartments, ein Sitzmittel, aufweisend ein unteres Element und ein hinteres Element, und einen Stauraum, der hinter dem hinteren Element angeordnet ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23, wobei das Fahrzeug ein dreirädriges Fahrrad ist.
Ein Kippmechanismus für ein mehrrädriges Kippfahrzeug, das einen longitudinalen Hauptrahmen und mindestens ein Hinterrad hat, wobei der Hauptrahmen von Seite zu Seite kippbar ist, definierend einen Bewegungsbereich, und zwei Seitenräder, von denen jedes eine Zentralebene und ein Paar von Radachsenelementen hat, die mit den Rädern verbunden sind, wobei der Kippmechanismus aufweist ein Paar von Steuerelementen, die eingerichtet sind, um mit den Radachsenelementen verbunden zu werden, wobei die Steuerelemente ferner ein Steueraggregat aufweisen, das eingerichtet ist, mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden und zum Steuern der Position der Seitenräder, wobei der Kippmechanismus ferner aufweist eine Parallelogrammstruktur, die eine floatende obere und untere Stange hat, von denen jede zwei Enden aufweist, lateral beabstandet voneinander, und ein Paar von Verbindungsstangen, die in jedem Ende der oberen und unteren Stangen angeordnet sind, wobei die oberen und unteren Stangen drei Drehgelenke haben, eines in jedem Ende und eines an dem Zentrum, und wobei die oberen und unteren Stangen angeordnet sind, um um die Drehgelenke an dem Zentrum zu schwenken, und eingerichtet sind, um mittels dieser Zentrumsdrehgelenke mit dem Hauptrahmen verbunden zu werden, wobei die Verbindungsstangen drehbar mit den Drehgelenken an jedem Ende der oberen und unteren Stangen verbunden sind, wobei jedes der Steuerelemente eine Steuerachse definiert, die einen Winkel mit der Zentralebene der Räder hat, und wobei die Steuerelemente mit den Verbindungsstangen verbunden sind, so dass die Steuerachsen zumindest die Drehgelenke an den Enden der oberen Stange kreuzen.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 25, wobei die Steuerachsen, wenn das Rad von einer Seite betrachtet wird, einen Winkel mit einer vertikalimaginären Linie an dem Punkt bildet, worin das Rad die Grundebene kreuzt, wobei der Winkel vorzugsweise positiv ist.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 25 bis 26, wobei der Kippmechanismus ein nachgiebiges Bauteil aufweist, das betriebsfähig an dem Kippmechanismus befestigt ist.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 27, wobei das nachgiebige Bauteil ein Paar von nachgiebigen Elementen aufweist, die betriebsfähig zwischen der oberen und unteren Stange auf jeder Seite des Hauptrahmens positioniert sind.
Ein Kippmechanismus gemäß Anspruch 28, wobei das nachgiebige Element ein Paar von Zugfedern aufweist, die betriebsfähig an dem Kippmechanismus befestigt sind, durch zwei Drehpunkte und mit einem Justierelement zum betriebsfähigen Strecken der Federn.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 27 bis 29, wobei die nachgiebigen Elemente ein Paar von Druckfedern aufweisen, die doppeltwirkend betriebsfähig sind, aufweisend zwei Strukturen zum Halten von jeder Feder.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerachse und die Zentralebene der Räder immer kreuzen werden, vorzugsweise an einem Punkt der Grundebene.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der Ansprüche 25 bis 30, wobei die Steuerachsen und die Zentralebenen der Räder einen Abstand zueinander an der Grundebene haben, während sie sich an einem Punkt unterhalb der Grundebene kreuzen.
Ein Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsstangen jeweils eine imaginäre Achse definieren, so dass die Steuerachse einen Winkel mit der imaginären Achse der Verbindungsstangen bildet.
Ein mehrrädriges Fahrzeug, aufweisend einen Kippmechanismus gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend einen Hilfsmotor.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß Anspruch 34, wobei der Hilfsmotor ein Elektromotor ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 34 oder 35, ferner aufweisend eine Plattformstruktur, die mit dem Hauptrahmen verbunden ist, und einen Stabilisierungsmechanismus, der drehbar mit der Plattform verbunden ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß Anspruch 36, ferner aufweisend ein Kompartmentelement, das betriebsfähig an der Plattform und/oder an dem Hauptrahmen befestigt ist, wobei das Kompartment ein offenes oder geschlossenes Kompartment ist, eine Tür in der Vorderseite des Kompartments, aufweisend einen Verriegelungsmechanismus, einen Rahmen in dem Oberen des Kompartments, ein Sitzmittel, aufweisend ein unteres Element und ein hinteres Element, und einen Stauraum, der hinter dem hinteren Element angeordnet ist.
Ein mehrrädriges Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 34 bis 37, wobei das Fahrzeug ein dreirädriges Fahrrad ist.