DE3538275A1 - Motorangetriebenes landfahrzeug - Google Patents

Description

Die durch die von Jahr zu Jahr steigende Anzahl von Kraftfahrzeugen, speziell im innerstädtischen und Nahverkehr, führt in zunehmendem Masse zur Grenzdichte und damit zum Zusammenbruch des rollenden Verkehrs. Zugelassene und damit mögliche Geschwindigkeiten von 50 km/h im Stadtbereich und von 80 km/h auf Landstrassen als Zubringer zur Stadt reduzieren sich, besonders in den Stosszeiten auf Bruchteile bis zum völligen Stillstand.

Die zur Verfügung stehenden Freiflächen zum Parken entsprechen in keiner Weise dem öffentlichen Bedarf. Der Einsatz von Kraftfahrzeugen in den bisherigen Abmessungen zum Einkauf speziell in den innerstädtischen Geschäftsvierteln wird immer fragwürdiger.

Die Mehrzahl greift zur Aushilfe des "rollenden" Parkplatzes, d. h. es müssen 2 Personen zum Einkaufen abgestellt werden:
Die erste Person (Einkäufer) geht in das betreffende Geschäft, eine zweite Person (Fahrer) fährt weiter und erscheint in Intervallen vor dem Geschäft, bis der "Käufer" nach Kaufabschluss am Treffpunkt mit der Ware zusteigt.

Es ist klar, dass diese, der Parkplatznot ausweichende Methode die Verkehrsdichte gerade in den Brennpunkten erhöht, wodurch die Tendenz zum Verkehrskollaps vergrössert wird.

Durch Verlegung der öffentlichen Verkehrsmittel (Strassenbahn, Bus) unter oder über die Erde (S - U Bahn) hat man versucht, die Strassen zu entlasten.

Die Wachstumsrate der Zulassungen der Kraftfahrzeuge hat diese Entlastungsversuche nicht nur nicht zunichte gemacht, sondern darüber hinaus zur bekannten Verkehrsbelastung mit den geschilderten unerträglichen Zuständen geführt.

Die Autoindustrie versucht in einzelnen Fällen durch Verkleinerung der herkömmlichen Konstruktionen in Richtung "Kleinwagen" diesen Verkehrsnachteilen entgegen zu wirken.

Alle Versuche zu einer optimalen Lösung sind jedoch bisher daran gescheitert, dass die Forderung, ein solches Fahrzeug nicht nur im Nah-und Stadt-, sodern auch im Fern-Überlandverkehr einzusetzen, als Basis der Konzeption eines "Kleinwagens" bestehen blieb:
4 Personen sollen Platz haben, genügend Kofferraum muss vorhanden sein, die Motorleistung muss mindestens Geschwindigkeiten von 120 bis 130 km/h bei ausreichender Beschleunigung erlauben.

Mit diesen Prämissen ist eine wirksame Abhilfe gegen die oben geschilderten Misstände im Strassenverkehr nicht zu schaffen, zumal bei einer Verkleinerung des Fahrzeuges der Konstruktör zwangsweise auch zu einer maximalen Reduzierung des Fahrgastraumes, selbst zu Lasten der Bequemlichkeit insbesondere beim Ein-und Aussteigen, gezwungen wird, sodass dann schliesslich ein Raumangebot entsteht, das nur noch Liliputaner als ausreichend empfinden.

Es ändert nichts an den Tatsachen: Kleinwagenkonstruktionen dieser Art erzielen keine bessere Ausnutzung der bestehenden Parkflächen bzw. Entlastung der Strassenbelegung.

Die bisher notwendige Parkfläche von 2 mal 5,5 m = 11 m²/Fahrzeug beim Parken in Linie längs der Strasse bzw. des Bürgersteiges, (s. Blatt 3 Fig. 5) von 16 m² beim Parken auf Parkplätzen, (s. Blatt 4 Fig. 6 Blatt 5 Fig. 7) die bisher notwendige Fahrfläche auf der Strasse von 60 m² (bei 50 km/h vorgeschriebener Abstand 25 m + 5 m Fahrzeuglänge mal 2 m Breite können beim Einsatz von Kleinwagenkonstruktionen der beschriebenen Art nicht reduziert werden, da die Einheiten der Parkfläche und der Strassenbelegung auf die "normalgrossen" Wagen Rücksicht nehmen muss.

Eine Lösung des Problems kann nur darin bestehen, dass eine "Kleinwagenkonzeption" eine Mehrfachausnützung eines normalne Parkplatzes erlaubt d. h. dass dort, wo ein "normales" Fahrzeug Platz hat, 2 oder 3 Kleinwagen abgestellt werden können.

Um die geschilderten z. Zt. bestehenden untragbaren Nachteile (Parkplatznot, Überdichte der Strassenbelegung) im Innerstädtischen und Nahverkehr abzustellen, müssen folgende Rahmenbedingungen von der Konzeption eines "Kleinwagens" erfüllt werden:

a. Möglichkeit der Mehrfachbelegung von bestehenden Parkplätzen und -flächen ohne Beeinträchtigung des Ein-und Ausparkens.

b. Reduzierung der notwendigen Fahrfläche auf der Strasse.

c. Zulässig ist eine Beschränkung des Fahrgastraumes auf 2 Personen. Erfahrungsgemäss sind fast alle PKW im Innerstädtischen und Nahverkehr mit einer, höchstens zwei Personen besetzt.

d. Es ist jedoch für diese 2 Personen ein über das Mindestmass erheblich hinausgehender, also ein grosser Fahrgastraum vorzusehen. Das Ein-und Aussteigen muss selbst für grosse und korpulente Leute bequem und sicher sein.

e. Ausreichender Gepäckraum, leicht zugänglich, ca 240 bis 300 liter; z. B. für 3 Kasten Getränke Einkaufstaschen usw. Für Koffertransport bei Einsatz im Sonderfall Kleintaxi.

f. Der "Kleinwagen" soll ausgelegt sein für eine maximale Geschwindigkeit von 55 km/h im Innerstädtischen und für max 80 km/h im Nahverkehr. Die Beschleunigung des Fahrzeuges soll dem Strassenfluss angepasst sein, um Turbulenzen zu vermeiden. Als Richtwert ist anzusetzen ein Beschleunigungswert von 0 bis 50 km/h in 4 bis 4,5 sek.

g. Wenn auch auf Grund der bisherigen hohen Leistungsgewichte und damit kleinen Reichweiten elektrischer Antriebe-Akku, Gleichstrommotor - (Man benötigt etwa das 8 bis 9 fache an Gewicht/KW für elektrische Antriebe) im Vergleich zu Kraftstoff angetriebenen Fahrzeugen, der elektrische Antrieb vorläufig unwirtschaftlich ist, so soll die Konzeption des "Kleinwagens" in einer Variante als El ektrisches S tadt A uto (daher Type ELSA) doch möglich sein ohne Änderung der Konstruktion und Masse des Chassis und der Karosserie.

h. Der mit Benzin, bzw. Diesel bzw. Gas betriebene Motor muss den verschärften Abgasvorschriften entsprechen.

Die nachstehend beschriebene Konzeption eines kraftstoff- bzw. elektrisch angetriebenen Fahrzeuges - Kleinwagen - zur Verwendung vorzugsweise im innerstädtischen und Nahverkehr vom Typ ELSA - (diese Bezeichnung wird als Kürzel der Einfachheit halber in der nachstehenden Beschreibung und in den Patentansprüchen für dieses Fahrzeug verwendet) -, erfüllt die Forderungen unter a. bis h. Seite 3.

Beschreibung

Der Aufbau des Fahrzeuges ELSA ist in den Fig. 1, 2, 3 Blatt 1 dargestellt.

Die Masse des Chassis 1 überschreiten nicht je 1,7 m Länge bzw. Breite. Vorzugsweise ist das Chassis annähernd kreisrund von einem Durchmesser von max. 1,7 m.

Das Chassis ruht auf 4 Rädern.

Die Achse der beiden Antriebsräder 2 liegt quer zur Fahrtrichtung etwa im Schwerpunkt des Fahrzeuges, die beiden anderen Räder 3, 4 sind annähernd in der Mittelachse in Fahrtrichtung angeordnet.

Das in Fahrtrichtung vordere Rad 3 ist als Lenkrad ausgebildet as hintere Rad 4 dient als Stützrad. Es stellt sich selbsttätig in Art einer Möbelrolle auf die jeweilige Fahrtrichtung ein.

Die 4 Räder sind so angeordnet, dass ihre Auflagepunkte in etwa ein Quadrat bilden.

Die beiden Antriebsräder 2 sind mit der unter der Sitzbank 5 angeordneten Antriebsgruppe 6 (Kraftstoff-bzw. Gas-bzw. Elektro- Motor 7), über Kupplung 8, Getriebe 9, Differential 10 in bekannter Weise verbunden.

Lenkrad und die beiden Antriebsräder sind mit Zweikreis-Öldruckbremssystemen 11 ausgerüstet, Handbremsen 12, 13 wirken nur auf die Antriebsräder 2.

Erfindungsgemäss kann jedoch auch jedes Antriebsrad einzeln, d. h. jedes für sich allein mehr oder weniger über die Bremse 12 bzw. 13 zur Unterstützung des Lenkvorganges durch Rad 3 abgebremst werden.

Damit wird erreicht, wie Fig. 4 Blatt 2 zeigt, ein kleinster Wendekreis des ELSA-Mittelpunktes von 1,4 m. d. h. ELSA kann innerhalb eines gedachten Zylinders von ca. 3 m um ± 360° gedreht werden: Das Lenkrad 3 kann bis zu einem Anschlag von ± 45°, wie Fig. 4 darstellt, verstellt werden, wodurch bei Abbremsen eines der beiden Antriebsräder bis zum Stillstand über 12 bzw 13 dieser Effekt erreicht wird.

Erfindungsgemäss kann bei Stillstand von ELSA d. h. bei Getriebestellung "Leerlauf" die Anschlagsbegrenzung bei ± 45° gelöst und das Lenkrad 3 auf ± 90° eingeschlagen werden. Zugleich wird eines der Antriebsräder 2, z. B. das rechte, durch einen vom Differentialantrieb unabhängigen, zuschaltbaren, reversierbaren Antrieb angetrieben. Dieser Antrieb kann sein z. B. ein E-Motor 14 von Batterie aus in Art eines Anlasseraggregates gespeist bzw. ein getrennter Motorausgang über Kupplung und Keilriemen.

Da der Käfig des Differentiales 10 über eine Bremssperre 15 die gleichzeitig mit dem Einrasten des Antriebes 14 wirksam wird, bloquiert ist, dreht das linke Antriebsrad 2 bei dieser Aktion über die Kegelräder des Differentiales entgegengesetzt um den gleichen Betrag, den das rechte Antriebsrad durch den Antrieb 14 gedreht wurde.

Dadurch wird der Wendekreis des Fahrzeugmittelpunktes auf Null meter reduziert, d. h. ELSA dreht auf der Stelle um ± 360° innerhalb des Chassisdurchmessers von max. 1,7 meter.

Durch diese Konzeption eines "Kleinwagen" vom Typ ELSA sind die Rahmenbedingungen unter a. bis h. (Seite 3) erfüllt:
zu a.Die Parkplatzmehrfachausnützung ist erreicht
Fall 1. Beim Parken in Linie d. h. längs der Fahrbahn am Rande des Bürgersteiges; sie ist verdreifacht. (Blatt 3 Fig. 5)
Fall 2. Beim Parken senkrecht zur Fahrbahn bzw. auf Parkplätzen ohne abgetrennte Parkfläche Für ELSA′s; sie ist verdoppelt (Blatt 4 Fig. 6)
Fall 3. Beim Parken auf Parkplätzen mit gesonderten Parkflächen für ESA′s; sie ist um den Faktor 2,25 vergrössert (Blatt 5 Fig. 7) zu b.Die notwendige Fahrfläche (Strassenbelegung) wird beim Einsatz von ELSA reduziert auf 53,2 m² (Bei 50 km/H: Abstand 25 m plus Fahrzeuglänge 1,6 m mal Breite 2 m = 53,2 m²)
Die Reduktion gegenüber 60 m² (s. Seite 2) erscheint klein; jedoch zeigt die Praxis, dass die Kfz′s an Ampeln dicht auf dicht auflaufen. Hier benötigt ein herkömmliches Fahrzeug
4,5 mal 2 = 9 m²
ELSA 1,6 mal 2 = 3,2 m² also um den Faktor 2,8 weniger Platz. zu c. d. e.sind erfüllt durch die Konzeption von ELSA (s. Blatt 1 Fig. 1-3) zu f.Der Antrieb von ELSA ist so ausgelegt, dass er das volbeladene Fahrzeug (ca. 600 kg) von 0 auf 50 km/h in ca. 4 sec. beschleunigt. Geschwindigkeit 55 km/h im Stadt- 80 km/h im Nahverkehr. Antriebsgruppe 6 hat unter der Sitzbank 5 als Mittelmotor ausreichend Platz. zu g.Bei einer Umrüstung des kraftstoffbetriebenen auf elektrischen Antrieb werden die Akkumulatoren unter die Sitzbank gesetzt. Drehzahlregelbarer E-Motor an Stelle des Benzin- bzw. Diesel-bzw. Gas-Gespeisten. Es lässt sich der beschriebene Kleinwagen vom Typ ELSA also ohne Änderung von Chassis und Karosserie als EL ektrisches S tadt A uto herstellen. Bei dem augenblicklichen Entwickelungsstand elektrischer Fahrantriebe mit mitgeführtem Speicher (Akku) reduzieren sich jedoch wegen der noch zu hohen Leistungsgewichte kg/KW Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung und Reichweite zwischen zwei Speichernachladungen gegenüber kraftstoffangetriebenen Fahrzeugen. z. Zt. wäre eine max. Geschwindigkeit von 25 bis 30 km/h
Beschleunigung von 4,5 sec von 0 bis 25 km/h
Reichweite von 50 km zwischen 2 Nachladungen zu erreichen.
Für Sonderfälle ist der Einsatz eines solchen Fahrzeuges vom Typ ELSA denkbar. zu h.Die verschärften Abgasvorschriften sind zu erfüllen. Durch die für die Konstruktion von ELSA unter den gestellten Rahmenbedingungen benötigten geringen Motorleistungen ist durch den damit verbundenen verminderten Kraftstoffverbrauch die absolute Menge an Schadstoffen gegenüber den z. Zt. eingesetzten "Kleinwagen" vermindert.

Claims (8)

1. Kraftstoff-bzw. elektrisch angetriebenes Landfahrzeug vorzugsweise zum Gebrauch im innerstädtischen und Nahverkehr für optimale Mehrfachausnützung von bestehenden Parkplätzen bzw.-flächen ohne Behinderung des Ein-und Ausparkens sowie für eine Reduzierung der notwendigen Fahrfläche im Strassenverkehr für zwei Personen und ausreichendem Gepäckraum, erfindungsgemäss:
2. 1. nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nicht nur die Breite, sondern auch die Länge des Chassis 1 der Breitenabmessung herkömmlicher Kraftfahrzeuge des Personenverkehrs entsprechen, wobei es zweckmässig für eine optimale Mehrfachausnützung bestehender Parkplätze und -flächen ist, eine Grössenordnung von 1,8 meter der Chassisgrundmasse nicht zu überschreiten.
3. 2. nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform des Chassis 1 in etwa kreisförmig ausgeführt ist.
4. 3. nach Anspruch 1, 2 dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Räder des quer zur Fahrtrichtung in etwa unter dem Mittelpunkt des Chassis 1 liegenden Antriebssatzes 2 zusätzlich einzeln d. h. jedes für sich allein abgebremst werden kann (Bremse 12 bzw. 13) zur Unterstützung einer Richtungskorrektur bzw.-änderung durch das in etwa in der Fahrzeuglängsachse angeordnete vordere Lenkrad 3, während das entgegengesetzt liegende hintere, nach Art einer Möbelrolle bewegliche Laufrad 4 der Vierpunktabstüzuung des Fahrzeuges dient, wobei ein Ausschlag des Lenkrades 3 bis zu einem Ausschlag von ca. ± 45° möglich ist.
5. 4. nach Anspruch 1, 2, 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei Stillstand des Fahrzeuges, d. h. Stellung Leerlauf des Getriebes 9 und ev. laufenden Fahrzeugmotor 7 eines derbeiden über ein Differential 10 verbundenen Antriebsräder 2 bei bloquiertem 15 Antrieb des Differentials 10 vom Getriebe 9 her, (="Primärantrieb"), von einem von diesem unabhängigen, zuschaltbaren "Sekundärantrieb" 14 angetrieben wird, wobei die Anschlagbegrenzung des Lenkrades 3 bei ca. ± 45° entriegelt und dieses auf ± 90° eingeschlagen wurde, wodurch das Fahrzeug auf der Stelle, d. h. um die durch den Mittelpunkt der Achse der Antriebsräder gegebene Hochachse um ± 360° gedreht werden kann.
6. 5. nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der "Sekundärantrieb" über einen getrennten Motorausgang z. B. Keilriemenscheibe, Keilriemen und Kupplung auf eines der beiden Antriebsräder 2 erfolgt, wobei die Drehung des Fahrzeuges um die Hochachse mit Wendekreis ca. null meter nur in einer durch die Konstruktion festgelegten Drehrichtung (z. B. MUL) erfolgen kann.
7. 6. nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der "Sekundärantrieb" in Art eines Anlassers 14 aus einem von der Lichtmaschine des Motors 7 mit Unterstützung der Batterie oder von der Batterie allein gespeisten Elektromotor 14 besteht, der, reversierbar, eine vorgewählte Drehung (MUL oder EDUL) des Fahrzeuges dadurch veranlasst, dass nach Entriegelung des 45° Anschlages des Lenkrades 3 und ein Einschlagen desselben auf ± 90° durch Knopfdruck eingeschaltet, in das auf der Achse eines der beiden Antriebsräder 2 sitzende Zahnrad 16 einrastet.
8. 7. nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgruppe 6 als Mittelmotor unter der Sitzbank bzw. dem Fahrer- und Beifahrersitz 5 angeordnet ist.