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Die Erfindung betrifft dreirädrige Landfahrzeuge. Sie kann zur Herstellung dreirädriger Fahrzeuge verwendet werden, die eine erhöhte Stabilität in Kurven bei relativ hohen Geschwindigkeiten haben.
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Der nächstgelegene Stand der Technik nach der Anzahl der kennzeichnenden Merkmale ist ein dreirädriges Fahrzeug, das einen Rahmen, an dem ein viergliedriger, scharnierarmartiger Mechanismus für eine gerade Ausrichtung angeordnet ist, der laterale Arme, die symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse des Fahrzeugs angeordnet sind, sowie ein bedingt vorderes und zwei bedingt hintere Räder aufweist, von denen jedes mit einer Achse versehen ist (Patent 3,539,196, USA, internationale Patentklassifikation B62D 7/06, US-Klasse 280/92; 280/62, patentiert 10. November 1970). Das beschriebene dreirädrige Fahrzeug ist mit einem Arm-Lenkmechanismus mit Lenkarmen versehen, die kinematisch mit den lateralen Armen und dem bedingt vorderen Rad verbunden sind. Die Aufhängung des gelenkten Rads (des Vorderrads) ist bei dieser Vorrichtung auf der Grundlage eines viergliedrigen, scharnierarmartigen Roberts-Mechanismus für eine gerade Ausrichtung aufgebaut.
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In Kurven wird die Lage des beschriebenen dreirädrigen Fahrzeugs mittels einer lateralen Verschiebung des gelenkten Rads entsprechend seiner Drehung stabilisiert. Das gelenkte Rad wird während der Drehung von einer axialen Linie des Fahrzeugs zur der Seite verschoben, die der Richtung der Drehung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist, um der Zentrifugalkraft entgegenzuwirken, die in der Kurve danach strebt, das Fahrzeug zum Umkippen zu bringen. Die gleichzeitige Drehung und Querbewegung des gelenkten Rads wird dadurch verwirklicht, dass das gelenkte Rad an einer Achse angeordnet ist, die scharnierartig mit den Enden eines Paars getrennter Arme verbunden ist. Dieses Paar von Armen kann sich nur in der horizontalen Ebene an Scharnieren drehen, die voneinander beabstandet an dem Rahmen des Fahrzeugs angeordnet sind. Zu den Nachteilen dieses Fahrzeugs gehört, dass die Drehung des gelenkten (vorderen) Rads durch einen Mechanismus mit verkürzten Armen verwirklicht wird, was die Steuerungsgenauigkeit wesentlich verringert. Außerdem ermöglicht dieses dreirädrige Fahrzeug keine automatische Neigung der Karosserie zu der Seite der Kurve, es fehlt dabei eine Vorrichtung zur Stoßdämpfung des gelenkten Rads, bei Reparaturen ist der Zugang zu dem gelenkten Rad erschwert, da es auf einer Achse mit den Scharnieren angeordnet ist.
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Daher ist die Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines dreirädrigen Fahrzeugs, das in Kurven bei Geschwindigkeit stabiler ist und eine genauere Lenkungssteuerung ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch die Schaffung von Bedingungen für eine Steuerung der Lage des dreirädrigen Fahrzeugs im Raum, indem bei der Konstruktion ein linearer Lenkungsmechanismus verwendet wird, der über einen T-förmigen Verbindungsarm mit einer bedingt hinteren Achse verbunden ist. Je größer dabei der Drehungswinkel des bedingt vorderen gelenkten Rads, desto größer der Neigungswinkel des Rahmens.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion ist auch auf die Schaffung von Bedingungen für einen einfachen Austausch des Rads im Reparaturfall und auf die Möglichkeit gerichtet, das Fahrzeug an einer festen Kupplung zu schleppen.
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Das erfindungsgemäße wie auch das bekannte dreirädrige Fahrzeug umfasst einen Rahmen, an dem ein viergliedriger, scharnierarmartiger Mechanismus für eine gerade Ausrichtung angeordnet ist, der laterale Arme aufweist, die symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse des Fahrzeugs angeordnet sind, sowie ein bedingt vorderes und zwei bedingt hintere Räder aufweist, von denen jedes mit einer Achse versehen ist, wobei erfindungsgemäß der viergliedrige, scharnierarmartige Mechanismus für eine gerade Ausrichtung auch einen linearen Lenkungsmechanismus, einen T-förmigen Arm, einen kurzen zentralen Arm, eine O-förmige Halterung, eine Gummistrang-Drehstabfeder des bedingt vorderen Rads, je eine Gummistrang-Drehstabfeder und einen L-förmigen Radarm für jedes bedingt hintere Rad umfasst, die die hintere Achse bilden, die mit dem linearen Lenkungsmechanismus über einen T-förmigen Verbindungsarm verbunden ist, wobei jede Gummistrang-Drehstabfeder als röhrenförmiges Gehäuse mit einem in dem Gehäuse angeordneten beweglichen Einsatz ausgebildet ist, die beiden bedingt hinteren Räder die Achse bilden, die die beiden gleichen Gummistrang-Drehstabfedern umfasst - je eine Drehstabfeder für jedes bedingt hintere Rad, das an dem entsprechenden L-förmigen Radarm angeordnet ist, der scharnierartig an dem Rahmen angebracht ist, die Gehäuse der Drehstabfedern der Achse kinematisch mit den entsprechenden Enden des T-förmigen Arms verbunden sind, wobei das Gehäuse der Gummistrang-Drehstabfeder des bedingt vorderen Rads fest mit dem Rahmen verbunden ist und senkrecht zu der Symmetrieachse des Fahrzeugs angeordnet ist, an den Enden des beweglichen Einsatzes der Gummistrang-Drehstabfeder Scharniere befestigt sind, die an den entsprechenden Enden der lateralen Arme so angeordnet sind, dass sie synchron in der horizontalen und in der vertikalen Ebene drehen können, der kurze Arm in zwei Teile unterteilt ist, von denen jeder an der entsprechenden Seite der O-förmigen Halterung befestigt ist, an deren lateraler Fläche ein Schlitz für eine freie Drehung des bedingt vorderen gelenkten Rads so angeordnet ist, dass seine Achse niedriger liegt als die Achse des kurzen Arms, wobei die O-förmige Halterung an einer Seite mit der Halterung der Kupplungseinrichtung und an der anderen Seite mit dem Lenkarm versehen ist.
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Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen dreirädrigen Fahrzeugs besteht darin, dass die Gummistrang-Drehstabfedern der Achse und die L-förmigen Radarme, die zu einer Seite ausgerichtet sind, eine unterbrochene Achse bilden.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen dreirädrigen Fahrzeugs besteht darin, dass die Gummistrang-Drehstabfedern der Achse und die L-förmigen Radarme, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind, eine durchgehende Achse bilden.
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Weiterhin besteht eine Besonderheit des erfindungsgemäßen dreirädrigen Fahrzeugs darin, dass die O-förmige Halterung, die Halterung der Schleppeinrichtung und der Lenkarm einteilig ausgebildet sind.
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Die Aufhängung des gelenkten Rads des erfindungsgemäßen dreirädrigen Fahrzeugs ist auf der Grundlage eines viergliedrigen, scharnierarmartigen Roberts-Mechanismus für eine gerade Ausrichtung aufgebaut (s. Nr. 622-626 von der Website http://azbukametalla.ru/mekhanizmy/chast-1/sharnirno-rychazhnye-mekhanizmy/608-703-mekhanizmy-napravlyayushchie-i-inversory.html). Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion des dreirädrigen Fahrzeugs haben die lateralen Arme des Mechanismus zwei Freiheitsgrade, sie können durch die Scharniere synchron in der horizontalen Ebene und durch die Gummistrang-Drehstabfeder, den langen Arm des viergliedrigen Mechanismus, der an der Karosserie befestigt ist, auch in der vertikalen Ebene drehen. Die Scharniere der Arme sind an den Enden des metallischen beweglichen Einsatzes der Drehstabfeder befestigt, während das Gehäuse der Drehstabfeder selbst fest an dem Rahmen angebracht ist. Der kurze Arm ist für eine optimale Befestigung des gelenkten Rads in zwei Teile unterteilt, von denen jedes an der entsprechenden Seite der O-förmigen Halterung befestigt ist. An der lateralen Fläche der O-förmigen Halterung ist ein Schlitz zur Befestigung des gelenkten Rads so ausgebildet, dass die Rotationsachse des Rads näher an dem Rahmen und niedriger als die Achse des kurzen Arms angeordnet ist. Die O-förmige Halterung weist an einer Seite (entfernt von der Karosserie) eine Halterung der Kupplungseinrichtung und an der anderen Seite (näher an der Karosserie) einen Lenkarm auf. Alle drei Bauteile sind einteilig ausgebildet. Diese Konstruktion des kurzen Arms mit der Kupplungseinrichtung und dem Lenkarm sowie die verschobene Anordnung der Achse des gelenkten Rads erhöht die Stabilität in Kurven durch eine stärkere laterale Verschiebung des Kontaktpunkts des Rads von der Achse des Fahrzeugs. Diese technische Lösung ermöglicht sowohl einen einfachen Austausch des Rads im Reparaturfall als auch das Schleppen an der festen Kupplung sowie eine Verwendung des linearen Lenkungsmechanismus.
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Das erfindungsgemäße dreirädrige Fahrzeug ist mit der Möglichkeit einer automatischen proportionalen Neigung der Karosserie zu der Seite der Kurve bei der Drehung der Lenkung ausgebildet. Dafür wird die unterbrochene Achse mit den Gummistrang-Drehstabfedern und den L-förmigen Radarmen, die zu einer Seite ausgerichtet sind, oder die durchgehende Achse mit den Drehstabfedern und den L-förmigen Radarmen verwendet, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind. Die Steuerung der Raumposition der Achse wird von dem linearen Lenkungsmechanismus über den T-förmigen Verbindungsarm für die unterbrochene und über den L-förmigen Verbindungsarm für die durchgehende Achse verwirklicht.
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Die Verwendung der durchgehenden Achse mit den Gummistrang-Drehstabfedern und den L-förmigen Radarmen, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind, ermöglicht ein bequemeres Überwinden von Hindernissen auf dem Weg, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
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Bei der Patentrecherche, die im Zuge der Vorbereitung dieser Anmeldung durchgeführt wurde, fanden die Urheber keine Konstruktionen eines dreirädrigen Fahrzeugs mit der oben genannten Gesamtheit der kennzeichnenden Merkmale, was zeigt, dass die erfindungsgemäße technische Lösung das Kriterium der Neuheit der Erfindung erfüllt.
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Das technische Ergebnis, das durch die Verwirklichung der vorgeschlagenen Erfindung erzielt wird, liegt in der Schaffung von Bedingungen für eine Steuerung der Position des dreirädrigen Fahrzeugs im Raum mittels Verwendung eines linearen Lenkungsmechanismus bei der Konstruktion, der über einen T-förmigen Verbindungsarm mit der bedingt hinteren Achse verbunden ist, was einer Erhöhung der Stabilität des dreirädrigen Fahrzeugs in Kurven bei relativ hohen Geschwindigkeiten zum Ziel hat.
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Dieses technische Ergebnis haben die Urheber in den bekannten technischen Lösungen, die den Stand der Technik bilden, nicht gefunden, daher kann davon ausgegangen werden, dass das erfindungsgemäße dreirädrige Fahrzeug das Kriterium der erfinderischen Tätigkeit erfüllt.
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Das erfindungsgemäße dreirädrige Fahrzeug besteht aus Konstruktionselementen, für deren Herstellung heute bekannte technische Verfahren, Mittel und Materialien genutzt werden. Es kann in Fahrzeugen verwendet werden, die zu verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft gehören: in herkömmlichen Kraftfahrzeugen, Elektrofahrzeugen, Spezialfahrzeugen, einschließlich Kinderwagen und Rollstühlen, sowie mobilen Robotik-Komplexen, und daher kann der Schluss gezogen werden, dass die erfindungsgemäße Lösung das Kriterium der gewerblichen Anwendbarkeit der Erfindung erfüllt.
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Das Wesen der vorgeschlagenen Erfindung wird mit Hilfe der schematischen Zeichnungen erläutert, die zeigen:
- 1 ein kinematisches Schema des dreirädrigen Fahrzeugs mit unterbrochener Achse;
- 2, 3 eine Gesamtansicht des dreirädrigen Fahrzeugs mit unterbrochener Achse;
- 4, 5 eine Ansicht mit gedrehtem Rad des dreirädrigen Fahrzeugs mit unterbrochener Achse;
- 6, 7 eine Gesamtansicht des dreirädrigen Fahrzeugs mit durchgehender Achse;
- 8, 9 eine Ansicht mit gedrehtem Rad des dreirädrigen Fahrzeugs mit durchgehender Achse;
- 10 die Neigung der Karosserie in einer Kurve;
- 11 die Schleppanhänger.
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Das erfindungsgemäße dreirädrige Fahrzeug besteht aus einer Aufhängung und einer Karosserie (nicht gezeigt). Die Aufhängung (1, 2, 3, 6) besteht aus einem Rahmen 1 mit einer daran befestigten Gummistrang-Drehstabfeder 2, zwei lateralen Armen 3, einem kurzen Arm 4, einem bedingt vorderen gelenkten Rad 5 mit einer Achse 6, Stoßdämpfern 7, einem linearen Lenkungsmechanismus 8, einem T-förmigen Arm 9, Zugstangen 10, einer unterbrochenen Achse, die von den Gummistrang-Drehstabfedern mit L-förmigen Radarmen 11 und 12 (montiert dargestellt) gebildet wird, und zwei bedingt hinteren Rädern 13. Das Rad 5 mit der Achse 6 ist an dem kurzen Arm 4 so angeordnet, dass der Kontaktpunkt 14 des Rads 5 mit der Oberfläche der Fahrbahn eine Verschiebung 15 (s. 2) bezüglich der Achse des kurzen Arms 4 erfährt. Der kurze Arm 4 weist eine Halterung für eine Schleppeinrichtung 16 auf. Bei einer Drehung des Rads 5 erfährt der Kontaktpunkt 14 eine Verschiebung 17 bezüglich der Symmetrieachse des Fahrzeugs. Die Verwendung der durchgehenden Achse 18 mit den Drehstabfedern und den L-förmigen Radarmen, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind (s. 6), vereinfacht die Konstruktion. Die Anordnung der Räder 13 mit einer Verschiebung 19 bezüglich der Achse der Drehstabfeder ermöglicht es, anstelle des T-förmigen Arms 9 und der beiden Zugstangen 10 einen L-förmigen Arm 20 mit einer Zugstange 10 zu verwenden. Die Verbindung mit der Halterung der Schleppeinrichtung 16 einer Führung 21 ermöglicht ein Schleppen des dreirädrigen Fahrzeugs an einer festen Kupplung.
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Das erfindungsgemäße dreirädrige Fahrzeug funktioniert wie folgt: Bei einer Verschiebung des Stellglieds des linearen Lenkungsmechanismus 8 geschieht eine Änderung der Position des kurzen Arms 4 und folglich auch eine synchrone Änderung der Position der beiden lateralen Arme 3. Dabei ändert das bedingt vordere gelenkte Rad 5, das an der Achse 6 angeordnet ist, die Position, wobei der Kontaktpunkt 14 eine Verschiebung 17 bezüglich der Achslinie des Rahmens 1 erfährt (s. 4, 8). Diese Verschiebung des Kontaktpunkts 14 des Rads 5 von der Symmetrieachse des Fahrzeugs zu der Seite, die der Seite der Kurve gegenüberliegt, ermöglicht eine Erhöhung der Stabilität beim Durchfahren der Kurve auch bei relativ hoher Geschwindigkeit. Zusammen mit der Änderung der Position des kurzen Arms 4 (4) geschieht eine Änderung der Position des T-förmigen Arms 9, der Zugstangen 10, der unterbrochenen Achse, die aus den Gummistrang-Drehstabfedern mit den L-förmigen Radarmen 11 und 12 (montiert dargestellt) gebildet wird, und der zwei Räder 13. Dabei geschieht eine seitliche Neigung der Karosserie (5, 10) aufgrund der zueinander entgegengesetzten synchronen Bewegung der Räder 13. Die Verwendung der durchgehenden Achse 18 mit den Gummistrang-Drehstabfedern und den L-förmigen Radarmen, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind (s. 8, 9, 10) ermöglicht die Verwendung des L-förmigen Arms 20 und einer Zugstange 10. Die mit der Halterung der Schleppeinrichtung 16 verbundene Führung 21 ermöglicht ein Schleppen des dreirädrigen Fahrzeugs an einer festen Kupplung für eine Nutzung des dreirädrigen Fahrzeugs als Anhänger.
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Die Verschiebung 19 (s. 6) ermöglicht ein bequemeres Überwinden von Hindernissen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Gummistrang-Drehstabfedern 2, 11, 12, 18 ermöglichen ein ruhiges Fahren aller möglichen Ausführungsformen des dreirädrigen Fahrzeugs.
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Die Verwendung der beschriebenen Konstruktion des kurzen Arms 4 mit der Schleppeinrichtung und dem Lenkarm sowie des linearen Lenkungsmechanismus 8 ermöglicht eine sehr genaue Steuerung der Winkelposition des gelenkten Rads 5. Das ermöglicht die Herstellung eines dreirädrigen Fahrzeugs mit einem vorderen oder hinteren gelenkten Rad sowie mit verschiedenen Antriebsmodi: an einem gelenkten Rad, an zwei Rädern oder an drei Rädern, wobei entweder elektrische Räder mit Motor oder ein herkömmlicher Antrieb durch einen Verbrennungsmotor verwendet werden.
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Auf der Grundlage des erfindungsgemäßen dreirädrigen Fahrzeugs können hergestellt werden:
- ein zwei-bis viersitziges elektrisches Stadtfahrzeug,
- ein ein- bis zweisitziges Nutzfahrzeug für den Lasttransport,
- ein Schleppanhänger und Ähnliches.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmen
- 2
- Gummistrang-Drehstabfeder
- 3
- laterale Arme
- 4
- kurzer Arm
- 5
- bedingt vorderes gelenktes Rad
- 6
- Achse des Rads 5
- 7
- Stoßdämpfer
- 8
- linearer Lenkungsmechanismus
- 9
- T-förmiger Arm
- 10
- Zugstange
- 11, 12
- L-förmige Radarme
- 13
- bedingt hintere Räder
- 14
- Kontaktpunkt des Rads 5 mit der Fahrbahnoberfläche
- 15
- Verschiebung bezüglich der Achse des kurzen Arms 4
- 16
- Halterung der Kupplungseinrichtung
- 17
- Verschiebung des Kontaktpunkts 14 bezüglich der Achslinie des Rahmens 1
- 18
- durchgehende Achse mit Drehstabfedern und L-förmigen Radarmen, die zu verschiedenen Seiten ausgerichtet sind
- 19
- Verschiebung der Räder 13 bezüglich der Achse der Drehstabfeder
- 20
- L-förmiger Arm
- 21
- Führung.
