NL1005724C1 - Elektrisch aangedreven éénpersoons, betrekkelijk klein driewielig voertuig (mini). - Google Patents

Description

- 1 -

Elektrisch aangedreven éénpersoons, betrekkelijk klein driewielig voertuig (mini).

De uitvinding betreft een elektrisch aangedreven, lichtgewicht, 5 opvouwbaar, driewielig voertuig, een zgn. mini, voor gebruik door één persoon in voetgangersgebieden zoals b.v. in winkelcentra en luchthavens. Bekend zijn reeds vele soorten driewielige voertuigen met tal van voorzieningen, vrijwel uitsluitend voor gebruik door gehandicapten met als nadeel, dat hierdoor de uitvoering tamelijk kostbaar is en bovendien zijn 10 dergelijke voertuigen nogal zwaar, zulks in verband met batterijen zodat transport om het voertuig mee te nemen, slechts met een speciaal uitgeruste kleine vrachtwagen mogelijk is. Ook zijn er op luchthavens wel ongemotoriseerde steps in gebruik.

15 De uitvinding beoogt een gemotoriseerd minivoertuig te verschaffen dat de toepassing van een driewielige voertuig in zoverre bevordert doordat voor algemeen gebruik in specifieke voetgangersgebieden in een zowel zeer eenvoudige als lichte uitvoering wordt voorzien, waarbij dan bovendien de constructie nog zodanig is, dat het voertuig in opgevouwen toestand zelfs 20 gemakkelijk als handbagage kan worden meegenomen. Dit kan ai geschieden op trappen, in bussen, treinen en vliegtuigen e.d. en ook past dit nieuwe persoonlijke vervoermiddel zelfs gemakkelijk in de kofferbak van een auto, zonder dat daarvoor onderdelen van het voertuig vooraf gedemonteerd moeten worden.

25

Een uitvoeringsvoorbeeld van een lichtgewicht driewieler volgens de uitvinding zal aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Fig. 1 toont een zijaanzicht van de driewieler in operationele toestand; Fig. 2 is een zijaanzicht van de driewieler in opgevouwen toestand 30 Fig. 3 toont op vergrote schaal een vooraanzicht van de voorwielkast

Fig. 4 is een bovenaanzicht van de voorwielkast in Fig. 3;

Fig. 5 is een zijaanzicht volgens pijl V in Fig. 4 en toont de plaatsing van de verschillende onderdelen binnen de wielkast;

Fig. 6 toont een bovenaanzicht van de driewieler volgens Fig. 1 en 35 Fig. 7 toont schematisch de mogelijkheid aan van standverandering vanuit de middelste normale positie naar b.v. een zijdelingse stand onder 10° vanuit de normale stand bij het nemen van oneffenheden; en Fig. 8 toont een blokschema van het electrische circuit voor de bediening 1 00 5 7 24 - 2 - van de aandrijfmotor.

De lichtgewicht driewieler, zie Fig. 1, 6 en 7, is opgebouwd uit een éénwielig voorste gedeelte A, dat dient als trekker, waarin alle aandrijvings-, rem-, besturings- en bedieningsmiddelen zijn ondergebracht, en een 5 tweewielig achterste gedeelte B - de aanhanger - waarop een bestuurder naar wens kan staan op het platform 1 of gaan zitten op het (neerklapbare) zadel 2 en zo het voertuig kan besturen en bedienen met de stuurkolom 3. De trekker A is met de aanhanger B verbonden door middel van scharnierende koppelingsorganen 4.

10 Het voorste gedeelte A omvat een stuurkolom 3, bedieningmiddelen 5 voor de aandrijfeenheid, een stuurstang 6, een stuurstangschacht 7, waarmee de hoogte van de stuurkolom 3 kan worden aangepast door de gebruiker, een stuurlager 8, een voorwielkast 9, waarin zich een gelijkstroommotor 10 bevindt, alsmede het gehele aandrijfmechanisme, te weten, een tweetal 1 5 aandrijfriemen 11, 12, een vertragingstandwiel 13 en een voorwiel 14, zie

Fig. 3, 4, 5. De aandrijfriemen 42 worden gevormd door twee identieke, inwendig vertande aandrijfsnaren, waarbij de vertraging van het motortandwiel naar het vertragingstandwiel en de vertraging van dit tandwiel naar het wiel voor beide 1 : 6,8 bedraagt. De aandrijfmotor is een 20 gelijkstroommotor, die gevoed wordt vanuit tenminste één accu van 12 volt, 7 Ah van gering formaat. De accu is b.v. berekend voor en levert voldoende vermogen voor een afstand van omstreeks 20 km. Het stuurlager is van het type, dat ook op fietsen gebruikelijk is en met het stuur kan het voorwiel 4 in het horizontale vlak over een hoek van 360° 25 draaien. Hierdoor is slechts aandrijving van het voorwiel in één rijrichting noodzakelijk en kan men daarmee zowel voorwaarts als achterwaarts rijden zodat er dus geen aparte technische voorzieningen, zoals een achteruitversnelling, vereist is.

Het achterste gedeelte B is aan zijn voorkant voorzien van een 30 voorgevormde buisconstructie 15, waarin gaten zijn aangebracht om deze buizen via b.v. een aangelaste vlakke koppelingsplaat 4 te kunnen bevestigen aan eenzelfde koppelingsplaat 4 op het uiteinde van de buis 15 aan het voorste gedeelte A. De bouten die de koppelingsplaten onderling verbinden kunnen zelfs dusdanig zijn bevestigd, dat het mogelijk wordt om 35 het voorste gedeelte A ten opzichte van het achterste gedeelte B te laten draaien om een draaiingsas door deze bouten om het voertuig desgewenst zo nog kleiner op te kunnen vouwen.

Het platform 1 is aan het buizenstelsel 15 gekoppeld door middel van een 100 5 7 2 4 - 3 - as en een lager, waarbij het platform 1 in laterale richting over een hoek van b.v. 20° in beide richtingen kan draaien ten opzichte van de buis 15 om b.v. twee bouten, die tevens eenvoudig kunnen worden losgenomen om de "trekker" los te koppelen van de "aanhanger". De constructie is 5 zodanig, dat in rusttoestand het platform 1 zich altijd in een horizontale toestand bevindt. Hierdoor is de stabiliteit van de driewieler aanzienlijk groter bij het rijden over oneffen terrein, dan bij gebruik van een geheel stijve koppeling. Het zadel is dusdanig bevestigd aan het platform, dat het eveneens kan worden neergelaten (zie fig. 2).

10 De bewegende driewieler kan worden afgeremd door de stroomtoevoer naar de gelijkstroommotor te verminderen. In principe is dit voldoende, maar niettemin is tevens voorzien in een handrem, welke met een handgreep 5 te bedienen is.

Waar mogelijk is uiteraard gebruik gemaakt van lichtgewicht materialen 15 zoals aluminium en kunststof, versterkt met glasvezels. Een nadere toelichting op de onderlinge koppeling tussen de trekker en de aanhanger wordt hierna nog gegeven. Het stuurlagerhuis 8 is voorzien van een omlaag gebogen koppelingsbuis 15 welke aan zijn ondereinde uitmondt in en verbonden is met een koppelingsscharnier 4 dat draaibaar is gelagerd aan 20 het platform 1 en om een horizontale draaiingsas 16 die zich aan de voorzijde van de aanhanger B onder het platform 1 bevindt. De koppelingsconstructie is van dien aard dat het scharnier van de koppeling 4 die met de buis 15 is verbonden draaibaar is in een vlak dat loodrecht op het vlak van tekening in Fig. 1 staat. De draaiing om de draaiingsas 16 25 wordt naar weerszijden toe begrensd doordat deze draaiingsas 16 naar de achterzijde van het platform 1 verbonden is met een torsiestaaf 17 welke ter hoogte van de zadelkolom 18 onder het platform 1 is bevestigd. De weerstand van de torsiestaaf 17 tegen verdraaiing door de scharnierende koppeling 4 is zodanig berekend dat de stuurkolom 3 daardoor in de 30 posities links en rechts in Fig. 7 een uitslag van 10° kan optreden.

Daardoor ontstaat bij het nemen van oneffenheden, b.v. hellingbochten e.d. een grote rijstabiliteit van het voertuig en wordt door deze extra vrijheidsgraad van beweging een kantelen van het voertuig gemakkelijk voorkomen.

35 De torsiestaaf 17 gaat naar voren toe in de draaiingsas 16 over welke aan de voorzijde van het platform 1 gelagerd is en vervolgens voorzien is van een koppelingsflens (niet getekend) met boutgaten waarmee een contra koppelingsflens op de buiskoppeling 4 verbonden kan worden. De buis 1 5 tOO 5 724 - 4 - kan daardoor, zie Fig. 7, bij voorkeur maximaal 10° uit zijn vlak gebracht worden en bevindt zich normaliter in de verticale stand, daarin ondersteund door een sterke veer welke de genoemde standsveranderinig naar + of -10° toestaat. Een grotere hellingshoek van b.v. 20° is nog mogelijk maar 5 moet wel als een uiterste stand beschouwd worden voordat de stabiliteit van voertuig en gebruiker geheel verloren gaat.

Het is voor een deskundige voldoende duidelijk dat de middenpositie van de buis 15 t.o.v. het platform 1 als het stuur dus verticaal staat, b.v. door middel van een sterke veer die in de draaiingsas 16 van de koppeling 4 is 10 ondergebracht, kan worden bewerkstelligd.

In Fig. 1 zijn de snelvergrendelingen 22 schematisch aangeduid voor telescoperende stuurstang 6 en de telescoperende zadelstang 23 welke in de zadelkolom 18 kan worden geschoven. De snelvergrendeling 24 aan de stuurkolom 3 maakt het mogelijk om de stuurkolom omlaag te brengen in 15 de horizontale stand in Fig. 2. In Fig. 2 bevindt zich de zadelstang 23 zich eveneens in de neergelaten positie. Het middengedeelte 25 van het platform 1 is aan weerszijden van de vlakke voetplaatdelen 26 omhoog gewelfd uitgevoerd om onder het platform 1 ruimte te bieden aan het onderbrengen van de torsieveer 17 en de draaiingsas 16 voor de koppeling 20 4 met het voorste gedeelte A. Naar opzij toe worden de achterwielen 26 aan het platform 1 door integrale spatborden 29 beveiligd. De wielkast 9 van het voorwiel 14 is voorts voorzien van een koelopening 27 en ook aan de voorzijde van de wielkast 9 kunnen één of meer koelopeningen 28 aangebracht worden, zoals zich b.v. ook nog boven het spatborddeel 30 25 een extra koelopening 31 bevindt.

In de Fig. 3, 4 en 5 is de opstelling van aandrijving, overbrenging e.d. in de wielkast 9 weergegeven. Het loopwiel 14 is gelagerd in een metalen freem 32 dat aan de bovenzijde voorzien is van een flens 33 dat aan het balhoofd 34 is bevestigd waarmee de legering van het freem 32 t.o.v. de buis 1 5 tot 30 stand wordt gebracht. Binnen het stijve freem 32 is de gelijkstroommotor 35 waarvan zich op de aandrijfas 36 een kleine poelie 37 bevindt welke een grote poelie 38 aandrijft. Op de in het stijve freem 32 gelagerde tussenas 39 van deze poelie 38 bevindt zich een tweede kleine poelie 40 en terzijde van het loopwiel 14 is een grote poelie 41 direct aan het 35 loopwiel 14 gekoppeld. Beide kleine poelies 37 en 40 hebben dezelfde afmeting en hetzelfde geldt voor de grote poelies 38 en 41. Alle poelies 37-41 zijn uitwendig voorzien van een vertanding en worden aangedreven door twee identieke, van inwendige vertanding voorziene riemen 42 die 100 5 7 2 4 - 5 - slechts schematisch zijn weergegeven. Gekozen werd voor een gelijke vertragingsverhouding van 1:6,8 van de electromotor 35 naar de tussenas en vandaar naar de poelie 41 aan het loopwiel 14 zodat beide riemen 42 synchroon lopen. Binnen de wielkast 9 is nu voldoende plaatsruimte 5 beschikbaar voor twee batterijen 43 en 44 welke geplaatst zijn in batterijhouders 45 en 46. De bedieningskast 47 voor de electromotor 35 bevindt zich evenals de batterijhouders 45 en 46 aan de buitenzijde van het treem 32 en het geheel kan gemakkelijk ondergebracht worden in de wielkast 9. Dit is een gevolg van het feit dat de wielkast 9 met alle vitale 10 onderdelen van de aandrijving geen omkeermechanisme bevat en bovendien dat door de volledige draaibaarheid van de wielkast 9 het loopwiel 14 slechts in één richting behoeft te worden aangedreven. In de naaf van het loopwiel 14 is een zgn. adaptor 47 opgenomen welke aan poelie 41 is bevestigd. Met de adaptor 47, welke in wezen een remhuis is 15 dat kan aangrijpen op de wielnaaf, kan een extra remwerking worden uitgeoefend op het loopwiel 14 door de stroomtoevoer naar de electromotor 35 te verminderen. De normale remwerking kan op het loopwiel 14 met behulp van een conventioneel remsysteem worden uitgeoefend worden waartoe b.v. een handremgreep op het stuur 5 kan 20 worden voorzien die via een gebruikelijke remkabel in verbinding kan staan met een mechanische rem in de wielkast 9. Nadere details over de doorvoer van bedieningskabels door het balhoofd 8 naar de wielkast 9 behoeven geen nadere toelichting. Dergelijke kabeldoorvoeren zijn op zichzelf bekend en doordat de stuurkolom 3 steeds met precies dezelfde 25 hoek verdraaid wordt als de wielkast 9 is de kabeldoorvoer volstrekt probleemloos.

Voor de constructie van de belangrijkste onderdelen is van b.v. lichtmetaal gebruik gemaakt, zoals voor het freem 32 en voor de buisverbinding 15 tussen A en B, de stuurkolom 3 en de zadelkolom 18 en voor de poelies. 30 Voor de wielkast 9 en het platform 1, die elk uit één stuk bestaan, is kunststof toegepast, al of niet versterkt met b.v. glasvezels. Het is evenwel ook mogelijk om de wielkast uit twee gekoppelde afzonderlijke delen te vervaardigen hetgeen met name van belang kan zijn voor het gemakkelijk lossen uit een matrijsvorm van de diverse koelluchtopeningen. Voor de 35 aandrijving wordt bij een snelheid van b.v. 6,5 km/uur een motortoerental van 7.000 omwentelingen per minuut toegepast en de overbrenging van de motorpoelie op de wielpoelie is dan ca. 46,24:1 als de kleinste poelie 20 tanden en de grootste poelie 136 tanden. Teneinde aan de geringe 100 5 7 24 - 6 - afmetingen te voldoen wordt eerdergenoemde snelheid bereikt bij een loopwieldiameter waardoor het aantal omwentelingen ervan ca. 150 bedraagt bij een zeer gunstig draaimoment. Ter beveiliging van de aandrijving binnen de wielkast 9 is deze inwendig nog voorzien van een 5 geperforeerd scherm tegen opspattend steenmateriaal. Het is voorts mogelijk om d.m.v. een schakelaar onder de wielkap 9 van de ene batterij over te schakelen op de andere batterij en de eerderbedoelde snelheid is berekend voor het vervoer van een persoon met een gemiddeld gewicht van 70 kg zonder wind. De wielkast 9 kan met behulp van vier 10 bevestigingsbouten aan de bovenzijde van het freem 32 worden gemonteerd. De gelijkstroommotor 35 is in het beschreven uitvoeringsvoorbeeld een goedkope 12 V, 175 W lichtgewicht motor. Opgemerkt wordt dat de bediening van de electromotor 35 bij voorkeur geschiedt door middel van een schakelinrichting van het type PWM, d.i. 15 Pulse Wave Modulated die in lengte variabele pulsen naar de motor 35 stuurt voor de snelheidsregeling ervan. In Fig. 8 is het blokdiagram voor de motorbesturing schematisch weergegeven. De batterijen 43 en 44 kunnen via de omschakelaar 48 het motorcircuit bedienen dan wel het regelcircuit waarin opgenomen zijn de schakelaar 49 die de signalen opwekt, de 20 tijdschakelaar 50 met de variator voor de signaalbreedte alsmede een signaalversterker en de zgn. Schmitt trigger. Deze laatste staat in verbinding met de motor 35 via een zgn. Mosfet, een schakelaar voor hoge vermogens die toegepast wordt i.p.v. een normale schakelaar. De batterijen 43 en 44 zijn van het oplaadbare type. Het totale gewicht van deze 25 aangedreven minidriewieler bedraagt slechts ca. 12,5 kg maar dit kan zelfs nog verder teruggebracht worden afhankelijk van de te stellen eisen. Voor die gevallen waarbij luchtvervuiling niet in een besloten ruimte optreedt, dus in open terrein, b.v. een tentoonstellingsterrein, kan zelfs ook gebruik gemaakt worden van een kleine (mini) verbrandingsmotor en kan 30 de ruimte onder de wielkap 9 benut worden voor een compacte verbrandingsmotor met uitlaat en brandstoftank. Voor een dergelijke toepassing dient dan in de hoofdconclusie de uitdrukking "Electrisch aangedreven" mede gelezen te worden als "Door een verbrandingsmotor aangedreven".

35

De "trekker" voor het platform 1 kan, zoals hiervoor werd beschreven, gemakkelijk losgekoppeld worden van het platform 1. Ingeval van onderhoud en/of reparatie kan een dergelijke aandrijfeenheid dus vervangen 1 00 5 7 24 - 7 - worden zonder dat een voertuig in zijn geheel daartoe uit de circulatie genomen moet worden. Het is bovendien denkbaar dat een losse aandrijfeenheid op eenzelfde eenvoudige wijze gekoppeld wordt vóór of achter een te transporteren object, immers maakt het niet uit in welke 5 richting gereden moet worden nu louter met een verdraaiing van het stuur 6 bepaald wordt in welke gewenste rijrichting het transport moet plaatsvinden.

Zowel het loopwiel 14 als de kleine poelie voor de electromotor 35 zijn elk 10 bevestigd op een montageplaat welke schematisch in de tekening is weergegeven. De montageplaat kan zodanig gemonteerd worden dat de spanning van de snaaraandrijvingen kan worden geregeld, De werking hiervan zal voor een deskundige voldoende duidelijk zijn zodat een nadere beschrijving van de constructie hier achterwege kan blijven.

15 100 5 7 2 4

Claims (12)

1. Elektrisch aangedreven, éénpersoons, driewielig voertuig van zeer geringe afmeting (mini) voor gebruik in voetgangersgebieden, waarbij de bestuurder zowel zittend als staand het voertuig kan besturen, bestaande uit een voorste aan te drijven gedeelte (A), dat het voorwiel omvat alsmede middelen ter aandrijving, remmen en besturing ervan met 10 bijbehorende energiebron, en voorts een met het voorste gedeelte (A) koppelbaar achterste gedeelte (B), dat een door twee wielen (26) gedragen platform (1) voor de bestuurder omvat, met het kenmerk, dat het voertuig bij geringe afmetingen van stuur (5), platform (1) en aandrijving (35) zodanig licht en opvouwbaar is, dat het in opgevouwen toestand (Fig. 2) 15 gemakkelijk is mee te nemen als handbagage en/of dusdanig geringe afmetingen heeft dat het past in de kofferbak van een auto, zonder dat daartoe vooraf tot demontage van onderdelen (A,B,3,4,9,14,18,26) van het voertuig moet worden overgegaan.

2. Voertuig volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat met de voertuigstuurinrichting (3,6,5) het voorwiel (14) in het horizontale vlak over een hoek van tenminste 360° kan worden gedraaid, zodat het voertuig naar wens in zowel voorwaartse als achterwaartse richting kan rijden, terwijl daartoe het voorwiel (14) uitsluitend in één rijrichting behoeft te worden 25 aangedreven.

3. Voertuig volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat de voorzijde van het platform (1) dat het achterste gedeelte (B) vormt t.o.v. het aan te drijven voorste gedeelte (A) voorzien is van een aantal scharnierende 30 middelen (4) waarmee dit voorste gedeelte (A) t.o.v. het achterste gedeelte (B) om een lengteas (4,16,17) in de rijrichting naar weerszijden over een hoek van ten hoogste 40° in laterale richting kan worden gedraaid zodat het voertuig bij het nemen van oneffenheden e.d., zoals hellingen e.d., met alle drie wielen (14,26) blijvend in contact met de grond behoudt zonder 35 in onbalans te geraken.

4. Voertuig volgens conclusie 1 en 3, met het kenmerk, dat het aan te drijven voorste gedeelte (A) een buisvormig verlengstuk (15) omvat dat aan 100 5 7 24 - 9 - zijn uiteinde dat afgekeerd is van de stuurkolom (3) voorzien is van geschikte eerste koppeiingsorganen (4) ter verbinding met passende tweede koppeiingsorganen (4) aan het achterste gedeelte (B), in het bijzonder door middel van een of meer bouten waarmee het achterste 5 gedeelte (B) eenvoudig van het platform (1) kan worden aan- of losgekoppeld.

5. Voertuig volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat aandrijving, rem, overbrenging en tenminste één energiebron voor de aandrijving van 10 het voorste gedeelte volledig zijn ondergebracht in het voorste gedeelte in de wielkast (9) welke het voorwiel omsluit.

6. Voertuig volgens conclusie 1 en 5, met het kenmerk, dat de voorwielaandrijving is uitgevoerd met een gelijkstroommotor (35), in het 15 bijzonder een 12 V gelijkstroommotor.

7. Voertuig volgens conclusie 1, 4 en 5 met het kenmerk, dat de overbrenging tussen motor (35) en voorwiel (14) voorzien is van twee identieke aandrijfsnaren (42), in het bijzonder van een tweetal van een 20 inwendige vertanding voorziene synchroon lopende aandrijfsnaren (42).

8. Voertuig volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vermogen van de bij voorkeur oplaadbare energiebron voor de aandrijving aan het voertuig zodanig bemeten is dat minimaal met een actieradius van 20 km gereden 25 kan worden.

9. Voertuig volgens conclusie 1 en 6, met het kenmerk, dat het voertuig voorzien is van een standaard remorgaan terwijl in een extra remkracht voorzien wordt door de stroomtoevoer naar de gelijkstroommotor (35) te 30 regelen, in het bijzonder te verminderen.

10. Losse, naar wens aankoppelbare aandrijfeenheid, in het bijzonder ten gebruike voor een inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 t/m 9, voorzien van een stuurstang (6) en besturingsmiddelen (5) alsmede 35 voorzien van een door een energiebron gevoede aandrijfeenheid met overbrenging via een aantal inwendig vertande aandrijfsnaren (42) tussen aandrijfeenheid en het enige aangedreven loopwiel (14), met het kenmerk, dat de aandrijfeenheid met bijbehorende energiebron van zeer gering 100 5 / 24 - 10 - formaat is en volledig is ondergebracht binnen de wielkastomtrek (9) van het loopwiel (14).

11. Aandrijfeenheid volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de 5 stuurstang (3,6) en/of de zadelkolom (18,23) voor de zitting (2) telescopeerbaar zijn uitgevoerd en in de door de gebruiker gewenste stand, staan of zitten, vastgezet kunnen worden.

12. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies 1-9 of losse 10 aandrijfeenheid volgens een der voorgaande conclusies 10-11, met het kenmerk, dat voor de bediening van de electromotor (35) een regelcircuit wordt toegepast volgens het PMW (Pulse Wave Modulated circuit)-schakelschema volgens Fig. 8, tenminste omvattende een tweetal signaalschakelaars (49,50), een signaalversterker, een zgn. Schmitt trigger 15 alsmede een Mosfet-schakelaar voor hoge vermogens. 20 25 30 35 100 5 7 24