DE69005053T2 - Fahrzeug mit regelbarer lenkradspur. - Google Patents
Fahrzeug mit regelbarer lenkradspur.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorisiertes oder gezogenes Fahrzeug, das dazu bestimmt ist, sich auf einer bestimmten Auflagefläche fortzubewegen, wobei dieses Fahrzeug wenigstens zwei Räder aufweist, wovon wenigstens eines ein Lenkrad ist, wobei jedes dieser Räder einen mittleren Teil aufweist, der mit einer Basisstruktur (bzw. Grundaufbau) des Fahrzeuges verbunden ist und einen Umfangsteil, der konzentrisch zum mittleren Teil und so angeordnet ist, daß er sich um letzteren dreht, wobei der mittlere Teil und der Umfangsteil untereinander durch wenigstens ein erstes ringförmiges Radlager (bzw. Wälzlager) verbunden sind, wobei dieses erste Wälzlager wenigstens ein ringförmiges inneres Element aufweist, das mit dem mittleren Teil des Rades fest verbunden ist und wenigstens einem äußeren ringförmigen Element, das umfangskonzentrisch zum ringförmigen inneren Element liegt und mit dem Umfangsteil fest verbunden ist, wobei letzteres ein Kontaktelement aufweist, das der Art der Auflagefläche des Fahrzeugs entspricht und der mittlere Teil des Rades mit dem Grundaufbau des Fahrzeuges an wenigstens einem dezentralen Verankerungsbereich des Rades verbunden ist, in dem das Lenkrad mit dem Grundaufbau des Fahrzeuges durch mindestens ein zweites Wälzlager verbunden ist, das in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Ebene des ersten Wälzlagers angeordnet ist und das ein ringförmiges inneres Element und ein ringförmiges äußeres Element aufweist, wobei eines dieser ringförmigen inneren oder äußeren Elemente mit dem ringförmigen inneren Element des ersten Wälzlagers und das andere ringförmige äußere oder innere Element mit dem Grundaufbau des Fahrzeuges verbunden ist.
- Bei Motorrädern und insbesondere bei Hochleistungsmotorrädern die für den Wettkampf bestimmt sind, kann die geeignete Steuerung des Nachlaufs des Lenkrades einen wesentlichen Trumpf für den Fahrer darstellen. Bei hoher Geschwindigkeit und auf gerader Strecke erhöht ein weitgehender Nachlauf die Stabilität des Fahrzeuges beträchtlich und erlaubt dem Fahrer, bei voller Sicherheit, seine Geschwindigkeit bis zum Maximum zu steigern. Dagegen ist die Lenkstange um so schwieriger zu drehen, je größer der Nachlauf ist. Infolgedessen ist es ganz klar, daß auf den Strecken, wo die Kurven zahlreich und eng sind, oder auf Bergstraßen, der Nachlauf minimal sein muß, um zu vermeiden, daß der Fahrer in den Kurven Zeit verliert oder gezwungen ist, sich zu lange anzustrengen um sein Fahrzeug zu lenken.
- Eine Lösung zu diesem Problem bietet das in der Patentanmeldung WO 88/05743 beschriebene Fahrzeug an. Dieses Zweiradfahrzeug ist mit einer Vorrichtung zur Regulierung des Nachlaufes und des Nachlaufwinkels ausgestattet. Diese Vorrichtung besteht aus einer, gelenkig mit dem Rahmen verbundenen Gestängeeinrichtung, welche es ermöglicht, die Gabel des vorderen Lenkrades bezüglich einer Achse, die durch die Radnabe und die Lenkermitte verläuft mehr oder weniger zu neigen. Die Regulierung dieser Neigung geschieht im wesentlichen mittels zweier an den Enden einer Strebe angebauter Gewindeeinsätze, was eine Einstellung der Länge dieses Organs erlaubt. Es ist ganz selbstverständlich, daß eine solche Regulierung des Nachlaufs nur bei Stillstand des Fahrzeuges ausführbar ist und genauer gesagt vor der Abfahrt zu einer gegebenen Strecke. In Abhängigkeit der Strecke bestimmt also der Fahrer den Nachlauf und wählt die Gewindeeinsätze, die einer bestimmten Länge der Strebe entsprechen. Diese Vorrichtung läßt infolgedessen eine Regulierung des Nachlaufes zu, nicht aber eine Änderung dieses Nachlaufes während der Fahrt, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
- Eine ideale Lösung bestünde in der Verwirklichung eines Fahrzeuges bei welcher man den Nachlauf während der Fahrt regulieren kann, d.h. ihn bei gerader Linienführung zu vergrößern und ihn in Kurven zu verringern.
- Das ist die Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung zu lösen ist.
- Erfindungsgemäß ist das oben beschriebene Fahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element des zweiten Wälzlagers, das mit dem Grundaufbau des Fahrzeuges verbunden ist, einerseits auf wenigstens einem Arm des Grundaufbaus mittels einer Schwenkachse montiert und andererseits mit einer Schwenkeinrichtung für das zweite Wälzlager verbunden ist, und zwar so, daß der Nachlauf des Lenkrades des Fahrzeuges während des Gebrauchs geändert werden kann. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Schwenkeinrichtung des zweiten Wälzlagers einen Hydraulikzylinder auf.
- Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder doppelt wirkend und durch eine Pumpe mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Die Pumpe kann durch einen unabhängigen Selektor (bzw. Steuerapparat) gesteuert sein.
- Vorzugsweise ist die Pumpe durch eine, mit der Gangschaltung verbundenen mechanischen Vorrichtung gesteuert, wobei diese Vorrichtung in der Lage ist, eine stufenweise Vergrößerung des Nachlaufs des Lenkrades des Fahrzeuges zu erzeugen, wobei diese Vergrößerung der aufsteigenden Reihenfolge der Gänge entspricht, und eine stufenweise Verminderung dieses Nachlaufs, wobei diese Verminderung der absteigenden Reihenfolge der Gänge entspricht.
- In vorteilhafter Weise ist die Pumpe mit einem Elektromotor verbunden und dieser Elektromotor ist an einen Stromzuführungskreis angeschlossen, der dazu dient, den Motor während bestimmter Zeitintervalle zu versorgen, und zwar bei jedem Gangwechsel.
- Der Stromzuführungskreis dient vorzugsweise dazu, die pumpe zu betreiben, und zwar in einer ersten Richtung um die Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder so einzuleiten, daß die Neigung des zweiten Wälzlagers bei jedem Gangwechsel zunimmt, wenn die Drehzahlen zunehmen, und um die Hydraulikpumpe in einer zweiten Richtung zu betreiben, um die Hydraulikflüssigkeit so in den Zylinder einzuleiten, daß die Neigung des zweiten Wälzlagers bei jedem Gangwechsel abnimmt, wenn die Gangzahlen abnehmen.
- Dank der vorliegenden Erfindung kann man den Nachlauf während einer Straßenfahrt oder beim Rennen beliebig vergrößern oder verkleinern, was für einen Fahrer einen außerordentlich großen Vorteil darstellt, da ein Fahrzeug ständig in optimalen Sicherheitsbedingungen liegt, ohne daß dies irgendeine besondere Belastung für den Fahrer darstellt.
- Die vorliegende Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und beigefügter Zeichnungen genauer beschrieben.
- Es zeigt:
- Fig. 1 schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zweiradfahrzeuges, und
- Fig. 2 schematische Ansicht des Lenkrades dieses Fahrzeuges, ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Regelung seines variablen Nachlaufes.
- Das in Fig. 1 dargestellte Motorrad umfaßt in an sich bekannter Weise ein Vorderrad 10, ein Hinterrad 11, einen Motor 12, einen Benzintank 13, einen Sattel 14 und eine Lenkstange 15, wobei diese verschiedenen Elemente durch eine Abdeckung 16 verkleidet oder abgedeckt sind. Das Vorderrad ist mit dem Motor mit Hilfe mindestens eines Armes 17 verbunden, der auch in Form einer Gabel ausgeführt sein kann. Das Hinterrad 11 hält vorzugsweise ein einziger Arm 18, welcher ebenfalls durch eine Gabel ersetzt sein könnte. Jedes der Räder weist eine Felge 19 auf, auf welcher ein Luftreifen 20 montiert ist. Die Felge 19 ist an einem ringförmigen äußeren Element 21 eines Kugellagers 22 befestigt, welches die Form eines Kranzes hat. Die Arme 17 und 18 sind jeweils an einem ringförmigen inneren Element 23 des dem Vorderrad 10 bzw. dem Hinterrad 11 entsprechenden Wälzlagers 22 befestigt.
- Der Arm 17 trägt an seinem vorderen Ende ein zweites Wälzlager 24 in Form eines Kranzes, dessen äußeres ringförmiges Element 25 starr an diesem Ende des Armes 17 befestigt ist, oder es ist von den zwei Armen der Gabel gehalten, wenn der Arm 17 durch eine Gabel ersetzt ist, und das innere ringfömige Element 26 dieses zweiten Wälzlagers 24 ist unter Zwischenschaltung einer Lasche 27 starr an dem inneren ringförmigen Element 23 des ersten Wälzlagers 22 des Vorderrades 10 befestigt, welches das Lenkrad ist. Dieses zweite Wälzlager 24 ist symmetrisch und senkrecht bezüglich der Ebene des ersten Wälzlagers angeordnet. Seine Achse verläuft durch die theoretische Mitte des Rades.
- Man erkennt, daß die Lenkstange 15 mit dem inneren ringförmigen Element 25 des zweiten Wälzlagers 24 mittels eines Gestänges verbunden ist, welches eine etwa vertikale Spindel 28 aufweist, die an ihrem Ende 29 mit einer etwa horizontalen Stange 30 gelenkig verbunden ist, die an das ringförmige Element 25 mit Hilfe eines Kugelgelenks 31 angeschlossen ist.
- Die fiktive Linie, welche den Gelenkpunkt der Lenkstange 15 und den Schwenkpunkt des Rades, der faktisch der Mitte des zweiten Wälzlagers entspricht, verbindet, verläuft auch durch die theoretische Mitte des Rades.
- Bei dieser Ausführungsform sind die zwei Arme 17 und 18 direkt bei 32 bzw. 33 am Motorblock selbst oder an einer Auflage für diesen Block angelenkt. Die Federung kann man nach verschiedenen bekannten Richtlinien ausführen, insbesondere mittels einer aus Kohlenstoffasern hergestellten Blattfeder und konventionellen, an den Armen 17 und 18 befestigten Stoßdämpfern.
- Dank dieser Konstruktion und insbesondere dank der besonderen Gestaltung der Räder sind die traditionellen schweren und voluminösen Naben vollkommen verschwunden und alle Kräfte sind direkt auf die Räder übertragen und zwar an Punkten, die sich so nahe wie möglich an der Zone des Kontaktes zwischen den Luftreifen und dem Straßenbelag befinden.
- Fig. 2 ist eine schematische Darstellung in welcher der Arm 17 eine Schwenkachse 40 aufweist, an welcher das ringförmige äußere Element 25 des zweiten Wälzlagers 24 montiert ist. Das ringförmige innere Element 26 des zweiten Wälzlagers 24 ist in dem dargestellten Beispiel mit dem ringförmigen inneren Element 23 des Wälzlagers 22 fest verbunden, während das ringförmige äußere Element 21 die Felge 19 und den Luftreifen 20 trägt. Man kann aber doch erkennen, daß die Rollen der zwei ringförmigen Elemente, das innere 26 bzw. das äußere 25 des zweiten Wälzlagers 24 auch umgekehrt sein könnten. Das äußere Element 25 des zweiten Wälzlagers 24 ist übrigens beim Punkt 41 an die bewegliche Stange eines am Arm 17 montierten Hydraulikzylinders 42 angeschlossen. Der Arbeitszylinder 42 ist ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder, welcher über zwei Leitungen 44 bzw. 45 durch eine hydraulische Pumpe 46 versorgt ist. Diese hydraulische Pumpe ist von einem Elektromotor 47 angetrieben, der mit einem an einen Steuerapparat 49 (bzw. Selektor) angeschlossenen Stromzuführungskasten 48 verbunden ist. Eine elektrische Schaltung ist vorgesehen, um die Versorgung des Elekromotors 47 während bestimmter Zeitabschnitte zu steuern und zwar jedesmal wenn der Fahrer seine Gangschaltung betätigt. Der Selektor 49 ist mechanisch an die Gangschaltung einerseits so gekoppelt, daß bei jeder Gangerhöhung der Elektromotor 47 das Anlaufen der Pumpe 46 in einem solchen Sinne verursacht, daß die Stange des Hydraulikzylinders 42 aus diesem Zylinder herausfährt und eine Vergrößerung der Neigung des zweiten Wälzlagers 24 bewirkt, d.h. auch des Nachlaufs des Lenkrades, und andererseits so, daß der Wechsel der Gänge in absteigender Reihenfolge das Anlaufen der Pumpe in der anderen Richtung bewirkt, so daß die Stange des Arbeitszylinders 42 in das Gehäuse des letzteren zurückfährt, wobei sich die Neigung des zweiten Wälzlagers 24 vermindert und als Folge davon auch der Nachlauf des Lenkrades.
- Abschließend kann man bestätigen, daß jedem Gang ein bestimmter Nachlauf des Lenkrades des Zweiradfahrzeuges entspricht, was eine echte Revolution auf dem Gebiet der Konzeption und des Gebrauchs dieser Fahrzeuge darstellt.
- Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann verschiedene Abänderungen erfahren und sich unter verschiedenen, für den Fachmann einleuchtenden Formen darstellen.
Claims (7)
1. Motorisiertes oder angetriebenes bzw. gezogenes
Fahrzeug, das dazu vorgesehen ist, sich auf einer
bestimmten Auflagefläche fortzubewegen, wobei
dieses Fahrzeug wenigstens zwei Räder (10,11)
aufweist, wovon wenigstens eines ein Lenkrad (10) ist,
wobei jedes dieser Räder einen mittleren Teil
aufweist, der mit einer Basisstruktur des Fahrzeuges
verbunden ist und einen Umfangsteil, der
konzentrisch zum genannten mittleren Teil und so
angeordnet ist, daß er sich zum letzteren dreht, wobei der
genannte mittlere Teil und der genannte Umfangsteil
untereinander durch wenigstens ein erstes
ringförmiges Wälzlager (22) verbunden sind, wobei dieses
erste Wälzlager wenigstens ein ringförmiges inneres
Element (23) aufweist, das mit dem genannten
mittleren Teil des Rades fest verbunden ist und
wenigstens einem äußeren ringförmigen Element (21), das
umfangskonzentrisch zum genannten ringförmigen
inneren Element (23) und mit dem genannten
Umfangsteil verbunden ist, wobei letzteres ein
Kontaktelement aufweist, das der Art der Auflagefläche des
Fahrzeuges entspricht und der genannte mittlere
Teil des Rades mit der Basisstruktur des Fahrzeuges
an wenigstens einem dezentralen Verankerungsbereich
des Rades verbunden ist, in dem das genannte
Lenkrad (10) mit der Basisstruktur des Fahrzeuges durch
wenigstens ein zweites Wälzlager (24) verbunden
ist, das auf einer Ebene, die senkrecht zur Ebene
des genannten ersten Wälzlagers (22) angeordnet ist
und ein ringförmiges inneres Element (26) und ein
ringförmiges äußeres Element (25) aufweist, wobei
eines dieser ringförmigen inneren oder äußeren
Elemente mit dem ringförmigen inneren Element (23) des
genannten ersten Wälzlagers (22) und das andere
ringförmige äußere oder innere Element mit der
Basisstruktur des Fahrzeugs verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das ringförmige Element des zweiten Wälzlagers, das
mit der Basisstruktur des Fahrzeuges verbunden ist,
einerseits auf wenigstens einem Arm (17) der
genannten Basisstruktur mittels einer drehbaren Achse
(40) angebracht ist und andererseits mit einer
drehbaren Einrichtung des zweiten Wälzlagers (24)
verbunden ist, und zwar so, daß der Betrag des
Voroder Nachlaufens (Spur) des Lenkrades des genannten
Fahrzeuges während des Gebrauchs geändert werden
kann.
2. Fahrzeug gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die drehbare Einrichtung des zweiten Wälzlagers
einen Hydraulikzylinder (42) aufweist.
3. Fahrzeug gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hydraulikzylinder (42) doppeltwirkend ist und
durch eine pumpe (46) mit Hydraulikflüssigkeit
versorgt
wird.
4. Fahrzeug gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe (46) durch einen unabhängigen Schalter
(49) gesteuert wird.
5. Fahrzeug gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe (46) durch eine mechanische mit der
Gangschaltung verbundene Vorrichtung gesteuert wird,
wobei diese Vorrichtung so angeordnet ist, daß eine
stufenweise Vergrößerung der Spur des Lenkrads des
Fahrzeugs erzeugt wird, wobei diese Vergrößerung
der aufsteigenden Reihenfolge der Geschwindigkeiten
bzw. Gänge entspricht, und eine stufenweise
Reduktion dieser Spur, wobei diese Reduktion der
absteigenden Reihenfolge der Geschwindigkeiten bzw. Gänge
entspricht.
6. Fahrzeug gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe (46) mit einem Elektromotor (47)
verbunden ist und daß dieser Elektromotor an einen
Stromzuführungskreis angeschlossen ist, der dazu dient,
den genannten Motor während vorbestimmter
Zeitintervalle zu versorgen, und zwar bei jedem
Gangwechsel.
7. Fahrzeug gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stromversorgungskreis so angeordnet ist, daß er
die Hydraulikpumpe (46) betreibt, und zwar
einerseits bzw. in einer ersten Richtung, um die
Hydraulikflüssigkeit
in dem Zylinder (42) so zu
übertragen, daß die Neigung des zweiten Wälzlagers (24)
bei jedem Gangwechsel zunimmt, wenn die Drehzahlen
ansteigen, und um die Hydraulikpumpe (46)
andererseits bzw. in einer zweiten Richtung zu betreiben,
um die Hydraulikflüssigkeit in dem Zylinder (42) so
zu übertragen, daß die Neigung des zweiten
Wälzlagers (24) bei jedem Gangwechsel abnimmt, wenn die
Drehzahlen niedriger werden.
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