NL1043100B1 - Driewieler - Google Patents

Abstract

Driewieler omvattende: een eerste deel voorzien van twee achterwielen en omvattende, ten opzichte van het overige gedeelte van het eerste deel vast gepositioneerde, oppervlaktedelen ingericht en geschikt voor het daarop plaatsen van de voeten van een gebruiker; en een tweede deel voorzien van een stuurbaar voorwiel, waarbij: het voorwiel ten opzichte van het tweede deel kan zwenken om een eerste aslijn welke een naloop tussen 1 en 10 cm vertoont; en het tweede deel ten opzichte van het eerste deel kan kantelen om een tweede aslijn. met het kenmerk, dat, de tweede aslijn een naloop tussen 50 en 150 cm en een hoek tussen 12 en 17°, vertoont. Door de grote naloop van de tweede aslijn en de grote hoek tussen de tweede aslijn en het grondvlak, worden de zwaartepuntverplaatsing en het stuurgedrag in een bocht positief beïnvloedt. Het eerste deel kantelt niet en vormt zo een min of meer stabiele ondersteuning voor de voeten van een gebruiker en tevens een ruim en stabiel opstapvlak. Zo is een extra controle met de vaste wereld ingebouwd, waarbij nuttige feedback wordt verkregen over de kantelhoek, en kunnen de kantelbewegingen ondersteunend, oriënterend, balancerend en zelfstandig sturend worden ingezet en uitgevoerd. Bij voorkeur omvat de driewieler daarbij drangmiddelen voor het dringen van het tweede deel in een neutrale stand ten opzichte van het eerste deel, dan wel vergrendelmiddelen bijvoorbeeld bij stilstand of bij een relatief lage snelheid van de driewieler, welke vergrendeling weer kan worden opgeheven bij een relatief hoge snelheid. 1043100

Description

Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift wijkt af van de oorspronkelijk ingediende stukken. Alle ingediende stukken kunnen bij Octrooicentrum Nederland worden ingezien.

Driewieler

Terrein van de uitvinding

Driewieler omvattende:

een eerste deel voorzien van twee achterwielen en omvattende, ten opzichte van het overige gedeelte van het eerste deel vast gepositioneerde, oppervlaktedelen ingericht en geschikt voor het daarop plaatsen van de voeten van een gebruiker; en een tweede deel voorzien van een stuurbaar voorwiel, waarbij:

het voorwiel ten opzichte van het tweede deel kan zwenken om een eerste aslijn welke een naloop tussen 1 en 10 cm vertoont; en het tweede deel ten opzichte van het eerste deel kan kantelen om een tweede- aslijn.

Achtergrond van de uitvinding

Bekend zijn driewielers voor gebruik in kleine ruimtes en lage snelheden, Een vereiste is dat deze driewielers zeer korte draaicirkels moeten kumren maken. Hiervoor is het voorwiel voor het sturen ten opzichte van het tweede deel voorzien van middelen ten behoeve van een korte naloop, waardoor het stuur met zeer geringe tegendrang uit de rechtdoorstand te zwenken is, hetgeen bevorderlijk is voor zeer korte draaicirkels. Het nadeel van dergelijke korte naloop is dat het sturen bij hoge snelheden het gevaar van ‘oversturen optreedt. ‘Bij hoge snelheden is daarentegen een relatief grote naloop wenselijk.

Bekend zijn driewielers met een. star frame. Deze missen een. cruciale eigenschap waar tweewielige (rnotor)fietsen wel over beschikken. Deze eigenschap is dat de bestuurder inclusief voertuig zijwaarts kan overhellen (draaien om de raaklijn van de wielen met het grondvlak), zodat in bochten het ‘naar-buiten-slmger-effect’ wordt opgevangen (het 'in de bocht hangen’). Op dezelfde wijze is de bestuurder met fiets hierdoor in staat om onregelmatige zijwaartse krachten op te vangen die onder andere ontstaan door slingeren, uitwijken, ruw wegdek of windvlagen. Déze eigenschap maakt het rijgedrag een stuk veiliger en comfortabeler en is derhalve interessant om te vertalen naar driewielers. Bij een standaard driewieler is het echter niet mogelijk om op soortgelijke wijze te kantelen zonder dat er een achterwiel vrij komt van het wegdek. Het vrijkomen van een wiel kan tot oncontroleerbare, onveilige situaties leiden. Om bij het maken van een bocht het omkantelen van een driewieler 5 met een star frame te voorkomen, zal de bestuurder veelal uit de meer veilige centrale uitgangspositie moeten komen om met zijn lichaam het zwaartepunt te doen verplaatsen. Ook korte, onregelmatige, (schokkerige) zijwaartse krachten moeten doorgaans met het hele lichaam opgevangen worden, omdat de starre driewieler deze krachten doorgeeft. Dit kan tot oncomfortabele en zelfs tot onveilige situaties leiden. De toenemende vraag naar hógere 10 zit, sta~functie en compacte, smallere uitvoeringen, vergroot het probleem van de stabiliteit, veiligheid en comfort van een dergelijke bekende driewieler met een star frame.

Bekend zijn ook (gemotoriseerde) driewielers (een wiel voor en twee wielen achter) uitgevoerd met een kantelmechanisme. Middels het naar binnen draaien van componenten 15 wordt daarbij het zwaartepunt verlegd om zo de balans-, evenwicht- en stabiliteitsproblematiek van deze driewielers te verbeteren, zie bijvoorbeeld US4423795 (horizontale tweede aslijn), US4064957 (horizontale tweede aslijn, gehele zitpositie inclusief voetensteun meebewegend), US4484648 (specifiek veer en dempinggedrag), US4065144 (kantelen van gehele lichaam, dus inclusief meebewegende voetensteunen, 20 specifieke overbrenging voor kantelen), US4624469 (kantelen van gehele lichaam en achterwielen), IJS3781031 (kantelen gehele lichaam, horizontale tweede aslijn, kantelmechanisme van de gehele voorzijde), US3601213 (kantelen gehele lichaam, horizontale tweede aslijn, kanteling gehele voorzijde, speciale aandacht voor scharnier), US4592441 (horizontale tweede aslijn onderin het frame, meebewegende voetensteun, 25 constructie voor kantelbeweging opvangen), ET 1070658 (systeem met meerdere stangen, kanteling van bestuurder inclusief voeten) én US9487234 (complex stangenstelsel, meebewegende voetensteunen).

De in genoemde octrooidocumenten beschreven driewielers met een kantelmechanisme, 30 geven aan de bestuurder echter niet of nauwelijks feedback over de kantelhoek ten opzichte van de vaste wereld. Tevens wordt tijdens het kantelen bij bochten geen gebruik gemaakt van de voordelen van het mee naar buiten verplaatsen van het voorwiel, waarmee de zwaartepuntverplaatsing naai' binnen zon worden geholpen. Verder zal een kantehneehanisme waarbij de kantelhoek rechtstreeks is gekoppeld aan de balhoofdset/voorvorkbeweging, niet afdoende werken. De stand van het voorwiel ten opzichte van het tweede deel (zwenken om de eerste aslijn) is namelijk afhankelijk van de bochtradius, terwijl de kantelltoek van het tweede deel ten opzichte van het eerste deel (kantelen om de tweede aslijn) aan de middelpuntvliedende kracht gerelateerd is en dus niet alleen afhankelijk van de bochtradius is, maar onder andere ook van de snelheid en zwaartekracht. Het is evengoed mogelijk dat eenzelfde bochtradius een lage dan wel hoge snelheid gewenst is. Bij lagere snelheden is bijvoorbeeld minder kantelen van het tweede deel ten opzichte van het eerste deel wenselijk dan bij hogere snelheden. Een gegeven bochtradius vraagt dus bij verschillende snelheden om verschillende kantelhoeken, hetgeen bij een aan het balhoofdset/voorvorkbeweging gekoppeld kantelmechanisme niet .mogelijk is.

Bovenal is geen enkele van deze systemen dusdanig uitgerust dat er na gelang het gevoerde snelheidstraject hetzij zelfstandig met de balhoofdset/voorvorkbeweging dan wel zelfstandig niet het kantelmechanisme gestuurd kan worden. Het kantelmechanisnié is namelijk bij alle genoemde octrooidocumenten niet inzetbaar om als geheel zelfstandig, dus zonder de inzet van de balhoofdset-/voorvorkbeweging het voertuig te kunnen besturen over gangbare wegen met gangbare bochten en afslagen, omdat de draalcirkel buitenproportioneel groot is als gevolg van een te kleine tweede aslijn-hoek (de hoek tussen tweede aslijn en het grondvlak), dan wel te grote naloop. Het enkel inzetten van het kantelmechamsme, biedt als voordeel dat er bij hoge snelheden het gevaar van ‘overstuur* beperkt blijft als gevolg van het uitsluiten van de balhoofdsetVvoorvorkbewegmg, waardoor drang naar uiterst korte draaicirkels bij hoge snelheden voorkomen worden.

In GB2394701 wordt een driewieler beschreven met een kantehneehanisme waarbij de voetensteunen deel uit maken van een vaste, niet bewegende basis. De driewieler is zodanig geconstrueerd dat het zwaartepunt van het bewegende gedeelte (dus inclusief de bestuurder) zich onder de tweede aslijn van de kantelbewegmg beweegt. Het beoogde voordeel is dat bij bochten de middelpuntzoekende krachten op het lichaam van de bestuurder op een natuurlijke wijze worden opgevangen doordat het zwaartepunt om de tweede aslijn vrij naar bulten kan bewegen en dat na het beëindigen van de middelpuntzoekende krachten de verticale rechtdoor-stand automatisch wordt gezocht (vergelijkbaar met een hangmat waar zijwaartse krachten op los gelaten worden), De vaste voetensteun heeft, bij dit principe geen sturende functie, hooguit een meetfimctie (feedback over de hellingshoek). Het gróte nadeel van dit systeem is dat de stabiliteit van het gehele voertuig bij bochten juist wordt tegengewerkt door de kanfelbeweging binnen dit systeem. Het zwaartepunt wordt naar buiten verplaatst, terwijl voor het compenseren van de middelpuntzoekende kracht het naar binnen, verplaatsen van het zwaartepunt noodzakelijk is. Ook valt het snijpunt van de tweede aslijn met het grondvlak samen met het raakpunt van het voorwiel met het grondvlak.. Daardoor heeft dit scharnier geen naloop en heeft het op deze wijze ook geen invloed op stabieler rechtdoor rij den. Hierdoor moet de as door het balhoofd relatief schuin liggen om binnen de totale constructie voldoende naloop te hebben. Ook beïnvloedt deze schamierstand bij kantelen niet de naar links/rechts uitwijking van het voorwiel, waardoor er als zodanig geen voordeel van de zwaariepuntverplaatsing als compensatie van de middelpuntzoekende kracht geldt. Het toepassen van dit systeem naar veilig en comfortabel staand besturen is vanwege de grote hoekverdraaiing onmogelijk.

In GB2082987 wordt ook een driewieler met een kantelmechanisme beschreven. Echter, er zijn hier twee aparte, ver uitstekende voetensteunen die middels parallel aan de diagonale aa lopende scharnieren verbonden zijn aan de vaste basis, en deze bewegen vla een stangenstelsel mee met de kantelende voorzijde van het voertuig. Dit meekantelen van de voetensteunen ia binnen dit systeem onoverkomelijk, omdat door een zeer grote kantelhoek de pedalen anders niet bereikbaar zijn met de voeten. De grote kantelhoek is noodzakelijk om het voertuig zonder omkiepen de bochten te kunnen laten maken. De reden hiervoor is het samenvallen van het snijpunt van de tweede aslijn en het grondvlak met het raakpunt van. het voorwiel met het grondvlak. Net als bij GB2394701 kan ook hier dus deze kantelstand niet de naar links/rechts uitwijking van het voorwiel positief beïnvloeden, waardoor er ook binnen dit systeem, geen voordeel van de zwaartepimtverplaatsing als compensatie van de middelpuntzoekende kracht geldt. Een extra grote kantelhoek is binnen dit systeem dus onvermijdelijk. Het toepassen van dit systeem naar veilig en comfortabel staand besturen is vanwege de noodzaak van een extra grote kantelhoek wederom bezwaarlijk.

Daarnaast geldt net als voor de hiervoor genoemde octrooidocumenten dat dit kantelmechamsme niet zelfstandig kan sturen over gangbare wegen met gangbare bochten en afslagen omdat de draaicirkel wederom buitenproportioneel groot is als gevolg van een te kleine tweede asiijn~hoek (de hoek tussen tweede aslijn en het grondvlak), dan wel te grote naloop.

Voorts is bekend een driewieler met een kantelmechanisme die op de markt wordt gebracht onder de naam “Deliver-E trike”, Het kantelmechanisme is hier gebaseerd op een ander principe waarbij de draai~as dwars op de longitudinale richting staat en dus Is voorzien van twee onafhankelijk kantelende armen, waardoor zowel de wielen als de steunvlakken voor de voeten afzonderlijk meekantelen. De voeten blijven onder het kantelen niet in hetzelfde vlak. Het resultaat is dat de feeling met het wegdek enigszins verhoogd wordt, maar omdat de voeten mee bewegen met de hoekveranderlng, ontbreekt directe feedback aangaande de hellingshoek. Verder is de gehele achterbrug in feite een dubbele achterbrug, hetgeen het aantal onderdelen onnodig groot maakt. Voorts is ook bekend een driewieler met een ‘kantelsysteem’ die op de markt wordt gebracht onder de naam “De Swing Trike”. Deze heeft een eenvoudig kantelmechanisme waarbij het draaipunt achterop in het midden van de achteras is aangebracht zodanig dat, met uitzondering van de achteras met wielen, het gehele voertuig over een nagenoeg horizontale tweede aslijn naar links en naar rechts kan zwenken. Hier zwenkt het hele lichaam, inclusief de voeten, mee. Er is dus geen sprake van een nietmeebewegend voetensteunvlak, waardoor een stabiele opstap bemoeilijkt wordt en waardoor een referentie naar· de kantelhoek ontbreekt.

Daarnaast geldt net als voor de hiervoor genoemde octrooidocuinenten dat dit kantelmechanisme niet zelfstandig kan sturen over gangbare wegen met gangbare bochten en afslagen omdat de draaicirkel wederom buitenproportioneel groot is als gevolg van een te kleine tweede aslijn-hoek (de hoek tussen tweede aslijn en het grondvlak), dan wel te grote naloop.

Voorts is ook bekend een kniekussen in het pak van motorcoureurs, waarmee de bestuurder het wegdek af kan tasten wanneer deze zijn of haar knie in bochten uitsteekt. De coureur krijgt daardoor meer feedback o ver de hellingshoek en dankzij deze informatie meer controle over de toelaatbare snelheid in de bocht, waardoor hij of zij sneller “op het gas” kan.

De uitvinding nu verschaft een driewieler die genoemde nadelen van bekende driewielers niet althans in minder mate kent en tevens een aantal eigen voordelen heeft.

Tot slot is enkele van bovenstaande kantelmechanismen voorzien van schokdempermechanisnie. Dit mechanisme is al dan niet progressief van aart. Het mechanisme treedt in werking zodra de kantelbeweging opgang komt, Bij deze mechanismen worden 1 dan wel 2 schokbrekers toegepast. Bij gebruik van 1 schokbreker 5 wordt de veer tijdens de kanteibeweging richting 1 zijde op druk belast en bij de kanteibeweging richting de andere zijde op trek. De veerkrachten verlopen daarbij van de indrukkracht langs progressieve of lineaire weg naar nul in de neutrale stand. En vanuit de neutrale tand richting de andere zijde verloopt het krachtenspel de omgekeerde weg (van 0 newton lineair of progressief omhoog tot de bij de idtgetrokken veer behorende uittrekkracht 10 Indien er dubbele schokbrekers gebruikt worden verloopt het krachtenspel op gelijke wijze als bij een enkele schokbreker, met het enige verschil dat de krachten 2 keer zo hoog zijn. Dit gelijksoortige gedrag wordt veroorzaakt omdat de kanteibeweging naar .links en naar rechts afhankelijk zijn van elkaar. Dus ook hierbij vanuit de neutrale stand naar links en naar rechts bewegend van o newton, weerstand geleidelijk lineair dan wel progressief oplopend. 15 Ook als de belde schokbrekers een voorspanning hebben, zal door de afhankelijkheid van de bewegingen, bij een beweging naar links de voorspanningskracht in de linker schokbreker worden opgeheven door de rechter schokbreker. Het grote nadeel hiervan is dat er tijdens het kantelen rond de neutrale stand altijd een vage weerstand gevoeld worrit omdat er geen voorspanning overbrugt hoeft te worden, hetgeen het centreren naar de neutrale stand ernstig 20 bemoeilijkt.

Samenvatting; van de uitvinding

De uitvinding verschaft een driewieler van het in aanhef genoemde type, met het kenmerk, dat de tweede aslijn een naloop (AC) tussen 50 en 150 em en een hoek (a) tussen 12 en 17ζ vertoont. Voorts onderscheidt de driewieler zich ten opzichte van andere driewielers met kantehneehamsme door de relatief grote tweede aslijn-hoek (de hoek tussen tweede aslijn en het grondvlak). Door de grote tweede aslijn hoek en grote naloop van de tweede aslijn, worden de zwaartepuntverplaatsing en het stuurgedrag door onder meer de mogelijkheid van zelfstandig kunnen sturen vanuit het kantelmechanisme in een bocht positief beïnvloedt.

Het eerste deel kantelt niet en vormt zo een min of meer stabiele ondersteuning voor de voeten van een gebruiker en tevens een ruim en stabiel opstapvlak. Zo is een extra controle met de vaste wereld ingebouwd, waarbij nuttige feedback wordt verkregen over de kantelhoek, en kunnen de kantelbewegingen ondersteunend, oriënterend, balancerend, sturend, dan wel zelfstandig sturend worden ingezet en uitgevoerd. Doordat de driewieler bij relatief hoge snelheden zelfstandig om het tweede aslijn kan sturen, dus zonder de noodzaak van het sturen rond de eerste aslijn, wordt de kans op ‘oversturen’ beduidend verkleind, waardoor ook bij hogere snelheden het stuur- en rijgedrag beduidend verbeteren. Bij voorkeur omvat de driewieler drangmiddelen waarbij het tweede deel in de neutrale stand wordt gedwongen ten opzichte van. het eerste deel. Deze gedwongen stand wordt weer opgeheven worden door met een bepaalde kracht de kantelbeweging naar links of naar rechts weer in te zetten, waarbij een ingestelde voorspanning overbrugd dient te worden. Ook is de driewieler bij voorkeur voorzien van vergrendelmiddelen voor het vergrendelen van het tweede deel In een neutrale stand ten opzichte van het eerste deel, bijvoorbeeld bij stilstand of een relatief lage snelheid van de driewieler, welke vergrendeling weer kan worden opgeheven bij een relatief hoge snelheid van de driewieler. Dat verhoogt de stabiliteit en verbetert het stuur- en rijgedrag van de driewieler nog meer.

Korte beschrijving van de tekeningen

De uitvinding wordt in het navolgende toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden. In de tekeningen tonen:

figuur 1 het zittend berijden van een driewieler volgens de uitvinding;

» figuur 2 het staand berijden van de driewieler;

figuur 3 een. zijaanzicht en een achteraanzicht van de driewieler in naar rechts gekantelde toestand;

figuur 4 een perspectivisch aanzicht van de driewieler met het zadel afgcnomen;

- figuur 5 een perspectivisch aanzicht van de driewieler met het. zadel aangebracht;

- figuur 6 een bekend stuurwiel met balhoofdhoek, vorksptong en naloop;

figuur 7 een zijaanzicht van de driewieler met balhoofdhoek, vorksprong en nalopen;

- figuur 8 een perspectivisch aanzicht van de driewieler in opgevouwen toestand;

« figuur $ een perspectivisch aanzicht van de driewieler in uiteengenomen toestand; en figuur 10 een gedeeltelijk achteraanzicht van de driewieler in gekantelde toestand, figuur 11 een bovenaanzicht van de driewieler met sturen vanuit eerste aslijn voor zeer korte draaieirkel;

figuur 12 een bovenaanzicht van de driewieler met sturen vanuit tweede aslijn voor grotere draaicirkel;

figuur 13 tabel waarbij de mzet van sturing eerste aslijn dan wel de tweede aslijn gerelateerd is aan de snelheid;

» figuur 14 een zijaanzicht en vooraanzicht van de driewieler met te kleine hoek voor de tweede aslijn met het grondvlak om zelfstandig sturen mogelijk te maken;

« figuur 15 een zijaanzicht en vooraanzicht van de driewieler met de juiste hoek met het grondvlak voor de tweede aslijn om zelfstandig sturen mogelijk te maken;

figuur 16 een zij aanzicht en vooraanzicht van de driewieler met de maximale hoek voor de tweede aslijn met het grondvlak om zelfstandig sturen mogelijk te maken;

figuur 17 een achteraanzicht, van het veerZdemping systeem in de neutrale ‘rechtopstand’ waarbij er een voorspanningskracht overbrugd moet WOrden om uit de i'echtop-staad’ te komen;

figuur 18 een achteraanzicht van het veerZdemping systeem waarbij het gekantelde frame de voorspamimgskracht en de progressieve induw-kraeht overbrugd;

De in de tekeningen getoonde driewieler (1) volgens de idtvinding omvat een eerste deel (3) voorzien van twee achterwielen (14) en omvattende twee oppervlaktedelen (19) voor het daarop plaatsen van de voeten van een gebruiker en welke fungeren als voetensteunen, en tevens een tweede deel (4) voorzien van een stuurbaar voorwiel (10). Daarbij kan het voorwiel (10), voor het sturen, ten opzichte van het tweede deel (4) zwenken om een eerste aslijn (24), en kan het tweede deel (4) ten opzichte van het eerste deel (3) kantelen om een tweede aslijn (23). De eerste aslijn (24) is nagenoeg verticaal en vertoont een relatief kleine naloop (AB), hier ongeveer 5 cm. De tweede aslijn (23) loopt min of meer diagonaal en vertoont een relatief grote naloop (AC), hier ongeveer 100 cm,

Het tweede deel (4) omvat tevens een zadel (6) voorzien van een zadeipen en een zadelbuis (5) voor het daarin opnemen van de zadeipen, zie figuur 5. Zo kan de driewieler (1) zittend worden bereden, zie figuur I. Het geheel van zadel (6), zadeipen en een zadelbuis (5) kan worden afgenomen, waarna de ontstane opening wordt afgesloten met een ‘zadelstop’ (7), zie figuur 4. Zo kan de driewieler (1) staand worden bereden, zie figuur 2. Het eerste deel (3) en het tweede deel (4) zijn onderling los neembaar, scharnierend verbonden

De driewieler (1) omvat tevens controleermiddelen voor het controleren van het kantelen van het tweede deel (4) ten opzichte van het eerste deel (3). De controleermiddelen omvatten hier twee schokdempers (21) waarvan de schok dempende werking instelbaar is. De schokdempers /drukveren (21) kunnen alleen maar op druk belast worden en zijn hier zodanig voorgespannen dat het tweede deel (4) naai' een neutrale stand ten opzichte van het eerste deel (3), de ‘rechtop-stand’, wordt gedrongen, waarbij de dringende werking instelbaar is. Wanneer het tweede deel (4) zich vanuit de neutrale stand in beweging zet naar rechts, dan zal van de rechter veer (21) de voorspanningskracht (Fv) en vervolgens de progressieve indrukkracht (Fkr) van deze rechter sehokdemper/dnikveer (21) overbrugt moeten worden om de kantelhoek (β) aan te kunnen nemen. De linker schokdemper/drukveer zal op dat moment onbelast blijven (Fk - 0) doordat deze door de kantelconstructie alleen op druk belast kan worden, zie figuur 17 en 18.

Daarbij omvatten de eontroleermiddelen tevens beperkmiddelen voor het beperken van de kanteihoek β van bet tweede deel (4) ten opzichte van het eerste deal (3). Dat is nodig in verband met de vereiste stabiliteit en veiligheid. De controleermiddelen kannen tevens vergrendelmiddelen omvatten voor het vergrendelen in de neutrale stand van de eerste aslijn (24) en de tweede aslijn (23) Het vastzetten van de tweede aslijn (23) is gunstig of nodig als de driewieler (1) stil staat of langzaam rijdt om ongewenst kantelen te voorkomen. Ook is dan de naloop (AC) van de tweede aslijn (23) niet ‘werkzaam’, en dat is gunstig omdat die (relatief grote) naloop (AC) het sturen bij relatief lage snelheden juist bemoeilijkt. Het staren via de tweede aslijn (23) en het niet sturen, niet verdraaien, dan wel tijdelijk blokkeren van de eerste aslijn (24) is gunstig of nodig indien de driewieler (1) hogere snelheden maakt en de zeer korte draaloirkel van deze as op dat moment overstuur problemen zon kunnen veroorzaken.

Het naloop-effect vanuit het diagonale scharnier zorgt er voor dat ten opzichte van de vaste basis (3), het voorwiel (10) door kantelen in bochten naar buiten beweegt, zie figuur 10, zodat dientengevolge de verplaatsing van het zwaartepunt sneller effect heeft op het compenseren van de middelpuntvliedende kracht, De aslijn (23) door het diagonaal geplaatste scharnier maakt een hoek (a) ten opzichte van het grondvlak, zodanig dat wanneer het opbouweiement (4) kantelt in een bepaalde richting, de gehele driewieler (1) een bocht in dezelfde richting maakt, zonder dat sturen met het stuur (13) daarbij noodzakelijk is<

Voor het sturen via het kantelmechanisme ligt de meest gunstige lengte voor de naloop (AC) bij de combinatie driewielerproportles, snelheid en rechtdoor-correctie tussen de 50 en 150 cm, zie figuur 7. De grootte van de naloop tezamen met de grootte van hoek (n) bepalen of het mogelijk is te sturen zonder dat het meesturen met stuur (13) noodzakelijk is. Figuren 11,12,14,15 en 16 tonen aan dat hoek, (a) relatief groot moet zijn ten opzichte van bestaande kantclmechanismen (geen mogelijkheid voor zelfstandig sturen) om staren alléén via de tweede aslijn (23), mogelijk te maken. Voor de gewenste draaicirkel (wendbaarheid op de openbare weg) geldt dat r2 tussen de 2,5 en 3 meter zal moeten liggen en een gewenste naloop (AC) tussen 50 en 150, Dit is met een kleine hoek (n) zoals in figuur 14 (met al « 7 graden) niet haaibaai'. Met de hoek a2 ~ 15 graden is r2 tussen de 2,5 en 3 meter en is daarmee de ideale hoek waarbij het kantelschamier zelfstandig steen zonder sturen met stuur (13) mogelijk maakt. Zou de hoek («) veel groter worden zoals in figuur 16 («3 ~ 20+ graden), dan wordt de kantelhoek (β3) dusdanig klein dat het effect van zwaartepunt verplaatsen verloren gaat en de driewieler (1) mogelijk te instabiel wordt.

Het niet meekantelende gedeelte, het basiselement (3), bestaat uit een vaste bodemplaat (18) die onder meer dienst doet als opstap en bovendien voorzien is van vaste voetsteunvlakken (19). Verder bestaat het basiselement (3) uit twee achterwielen (14) al dan niet voorzien van geïntegreerde wiel-inbouw-elektromotoren (22), een separate ruimte voor accu’s (20) en mogelijke onderdelen zoals spatborden, separate motor met differentieel, achterremsysteem en accessoires zoals opbergmand/bak, trekhaak, kantelwieltje en achterverlichting.

De toegevoegde schokdemperconstructie (17) vormt een al dan niet instelbare schok dempende verbinding tussen kantelende en niet kantelende delen welke werkt in de rotatierichting van het diagonale scharnier om schokken geleidelijk op te nemen. De toegevoegde schokdemperconstructie (17) is voorzien van een voorspanning in de schokdempers (17) zodat de ‘verticale rechtop stand’ van het opbouwelement (4) gewaarborgd is in passieve toestand. De vaste voetsteunvlakken (19) dragen bij aan de ‘finetuning’ van het totale schokdempersysteem. De benen vormen naast de schokdempers een ’natuurlijk dempend systeem’ tussen de vaste en kantelende delen. De schokdemperconstructie (17) kan losgemaakt worden van het opbouwelement (4) (losdraaien of los klikken), zodat het opbouwelement (4) in zijn geheel vrij kan kantelen (90° links of rechtsom), zodat er een plat pakketje overblijft en daarmee de ingenomen opslagruimte wordt verkleind, zie figuur 8. De schokdemperconstructie (17) kan ontgrendeld kan worden van het opbouwelement (4), waarbij de zadelbuis (5) en zadelstop (7), al dan niet voorzien van een achterlicht unit, kunnen dienen als ver-/ontgrendeldelem De driewieler (1) kan ter plaatse van het diagonaai-scharnier opgedeeld worden, zie figuur 9, zodat er twee delen ontstaan en daarmee het totale gewicht verdeeld wordt en het opfillen door een gebruiker minder belastend is.

In de driewieler (1) is een vernieuwd ‘kantelprincipe’ toegepast met sterk verbeterde eigenschappen betreffende balans, evenwicht en stabiliteit, en veiligheid, comfort en complexiteit. De driewieler (1) onderscheidt zich van bekende driewielers met een kantelmechanisme door de speciale positionering van de tweede aslijn die dusdanig in de driewieler (1) is geplaatst (hoek, lengte en positie), dat het mogelijk is geworden voordelen te halen op hét stemgedrag uit het ontstane ‘naloop-effect’ en de hoek (a). Bovendien vormt het eerste deel (1) een vaste basis die onder alle omstandigheden een veilige en comfortabele 5 opstap (statisch), dan wel stabiele oriëntatiebasis vormt, van waaruit de kantelbeweging controleerbaar en zeer nauwkeurig ingezet kan worden (dynamisch).

De uitvinding is bij uitstek geschikt voor toepassing in de sterk in opmars zijnde compacte elektrisch aangedreven driewielers. Dat zijn driewielers met hoge, verticaal georiënteerde 10 bestumderspositie, bij voorkeur voor zowel staand als zittend gebruik, voor zowel korte als voor langere afstanden en voor zowel gebruik binnen (zoals fabriekshallen, winkels, en dergelijke) als voor gebruik buiten (op de openbare weg en in ruig terrein), voorzien van een grote vaste bodemplaat met ruimte voor opstap en voeten plaatsen, al dan niet voorzien van hoge zit, maar dan in een uitvoering zonder fkantehnechanisnie’, veelal toegepast voor 15 mmdervalide gebruik. Het gevaar van omkiepen is bij dergelijke bekende driewieler echter groot, hetgeen in het bijzonder bij de doelgroep van gebruikers tot gevaarlijke situaties kan leiden. Een driewieler volgens de uitvinding is zowel voorzien van een veilige vaste bodemplaat (met ruimte voor opstap en het plaatsen van de voeten), ais ook een uitgekiend kantelprincipe, waardoor het voertuig uitermate geschikt is voor mensen met een 20 (beginnende) niobiliteitsbcpcrking.

De onderhavige uitvinding maakt het mogelijk dat de kanteleigenschap die doorgaans voorbehouden is aan tweewielexs, ook wordt toegepast bij driewielers. De uitvinding biedt een oplossing voor het ‘naar-buiten-slinger-efïect’ van de bestuurder en het voertuig en een 25 oplossing voor de zijwaartse (al dan niet schoksgewijze) krachten op bestuurder en voertuig.

De unieke toepassing is gebaseerd op het opzij overhellen van zowel voertuigdelen als bestuurder, tegen externe zijwaartse krachten in. Het zwaartepunt van de zwaartekracht wordt daarbij dusdanig gunstig verplaatst dat, ook bij een smalle spoorbreedte van het voertuig, relatief hoge snelheden mogelijk zijn in de bochten, zonder ‘uit de bocht te 30 vliegen’. Uitgangspunt daarbij is dat de bestuurder zowel staand als zittend plaats kan nemen en dat de bestuurder op een niet-meebewegende vaste ondergrond zijn/haar voeten plaatst (18,19). Het systeem biedt daarmee een stabiele basis van waaruit de bestuurder samen met voertuigdeien alle noodzakelijke zijwaartse bewegingen kan uitvoeren ter compensatie van de zijwaartse krachten. Als oplossingsrichting baseert de uitvinding zich op de wijze hoe tweewielers zoals fiets, brommer, scooter en motorfiets, zijwaartse krachten opvangen, oftewel, het kantelen om een as. Verschillende voertuigen kennen een dergelijk 5 ‘kantelprincipe’ maar bij de onderhavige uitvinding zijn er opmerkelijke verschillen aan te merken. Als eerste Is de draai-as (23) onder een bepaalde hoek geplaatst, zodat deze het ‘naloop-gedrag’ positief beïnvloedt, maai' bovenal gaat een driewieler met een ‘kantelsysteem’ volgens de uitvinding uit. van een vaste wereld voor de voeten, van waaruit de kantelbewegingen ondersteunend, oriënterend en balancerend worden ingezet. Een 10 waardevol voordeel is dat er zodanig extra controle met de vaste wereld is ingebouwd, waarbij er feedback verkregen wordt over de kantekheilingshoek, zodat vervolgens met deze informatie de snelheid nauwkeuriger gedoseerd kan worden (vergelijk het eerder genoemde kniekussen). De niet-meebewegende, ondergrond-oriënterende voetensteunen (18,19), zijn dus een fundamenteel onderdeel van de uitvinding, een zeer functionele steun-, evenwicht15 en oriëntatiebasis, waarmee als zodanig meer controle, dus meer veiligheid over het voertuig geboden wordt. De tweede belangrijke reden waarom de bodemplaat (18) deel uitmaakt van het. vaste basiselement (3), is de opstapftmctie. De bodemplaat (18) is een onderdeel dat namelijk altijd in vaste horizontale stand blijft en vormt daardoor, ongeacht de kantelneiging van het systeem, te allen tijde een verzekerde stabiele opstap voor de bestuurder, zodat op 20 een comfortabele en veilige manier plaats genomen kan worden (staand of zittend) op de driewieler.

In de uitvinding is een balhoofdschamier toegepast zoals bekend van de standaard fiets. In figuur 6 is dit principe getekend. Punt A is het raakpunt van het voorwiel met het grondvlak.

De balhoofdas snijdt het grondvlak in punt B. De grootte van de naloop (AB) is van belang voor het directe stuurgedrag (sturen middels stuur). Hoe groter de naloop (AB), hoe beter het voorwiel de richting volgt waarin het voertuig zich al begeeft, hoe beter de stabiele verticale rechtdoor-stand, maar ook des te meer kracht het kost van richting te veranderen. Wanneer snijpunt (B) samen zou vallen met raakpunt (A), dan zou er geen sprake zijn van 30 naloop en zou het voorwiel niet de richting volgen waarin het voertuig zich al begeeft. Bij een driewieler (1) volgens de onderhavige uitvinding is gekozen voor een kleine naloop (AB) , waarbij de driewieler (1) dus relatief makkelijk stuurt, zodat deze ook geschikt is voor kleine ruimtes of ruimtes waar veel wendbaarheid gewenst is.

Omdat de aslijn (23) van het diagonale scharnier, net als het balhoofdscharnier, ook het grondvlak (2) snijdt en het snijpunt (C) niet samenvalt met raakpunt (A). beïnvloedt ook deze het stuurgedrag van de driewieler (1) omdat ook het diagonale scharnier een naloop (AC) vertoont, zie figuur 7. Echter, bij het balhoofdscharnier is de naloop (AB) uitsluitend ten opzichte van de bewegende delen rond de voorvork bepaald, terwijl bij het diagonale scharnier de naloop (AC) ten. opzichte van het gehele opbouwelement (4) is bepaald. Om een goede, stabiele Techtdoor-stund’ van het geheel te creëren, is het gunstig om een relatief grote naloop (AC) te kiezen. De grootte van deze naloop (AC) bepaalt dus grotendeels het stabiliteitsgevoel van. het geheel en met name de stuurbaarheid bij hogere snelheden en flauwere bochten. De bijbehorende optimale hoek α is hierdoor in te schatten, maar wordt ook bepaald door onder meer de positie van het diagonaal-scharnier. Deze is op haar beurt weer afhankelijk van de gewenste wielbasis van het voertuig. Verder is de optimale hoek afhankelijk van de dempende en verende kracht van de schokdemperconstructie (17). Bij (elektrisch aangedreven) “Trikes” met zit- en sta-fünctie is een korte wielbasis zeer wenselijk. Bij bijvoorbeeld een wielbasis van 85 cm, bedraagt de optimale diagonaalscharnierhoek (u)«15ο, voor een comfortabel stuurgedrag.

Deze Relatief grote hoek (a) maakt, het mogelijk dat bij hogere snelheden (tussen 7 - 25 km) het diagonale scharnier ingezet kan te worden om goed en veilig te kunnen sturen zonder stuur (13) te gebruiken, de kleinste draaicirkel bedraagt dan ongeveer 2,5 tot 3 meter, hetgeen voldoende is om de gebruikelijke en .noodzakelijke bochten in het verkeer te maken. Omdat soortgelijke driewielers doorgaans kleine wielen hebben, is met het mijden van de inzet van stuur (13) bij hogere snelheden (tussen 7 - 25 km) de kans op overstuur aanzienlijk veel kleiner.

Voorts hebben de combinatie van de grootte van de naloop (AC) en de grootte van hoek α bij bochten de meeste invloed op de stand van het voorwiel ten opzichte van de uitgangsstof, zie figuur 10,14,15 en 16. De naloop (AB) is relatief klein, dus zal deze naloop in bochten de stand van het voorwiel ten opzichte van de uitgangsstand weinig

IS beïnvloeden. Bij het diagonale scharnier is echter voor een grotere naloop gekozen, zodat bij deze grotere naloop (AC) in combinatie met een grote hoek α het voorwiel tijdens bochten meer naar' buiten gedwongen wordt ten opzichte van het vaste basiselement (3). Door dit effect is er minder kantelhoek nodig is om het zwaartepunt gunstig richting de 5 binnenbocht te verplaatsen. Kortom, er is bij bochten, relatief gezien, maar een kleine kantelhoek nodig om met veel effect, de middelpuntvliedende krachten op te vangen, dankzij de verplaatsing van het voorwiel richting de buitenboeht, welke hoofdzakelijk veroorzaakt wordt door naloop (AC) en een grote hoek a. Hierbij is er ergens een optimum dat wordt bepaald door een compromis tussen enerzijds het voordeel van het maken van 10 een kleine kantelhoek (weinig fysieke beweging nodig) en anderzijds de ‘voelbaarheid’ van de kantelbeweging (‘fine-tunmg’ van de beweging, het aanspreken van de fijne motoriek). De optimale hoek α ligt ook. in dit opzicht van zwaartepunt verplaatsen tussen 12 en 1.7 graden. Deze is verder ook nog afhankelijk van de dempende en verende kracht van de schokdemperconstructie (17).

Gebruikte refere.ntiesvmbolen

1. driewieler

2. ondergrond

3. eerste deel

4. tweede deel

5. zadelbuis

6. zadel

7. zadelstop

8. balhoofdbuis

9. balhoofdset

10. voorwiel

11. voorvork

12. motor in voorwiel

13. stuur

14. achterwiel (2x)

15. schamierbuis

16. schamierset

17. schokdemperconstructie

18. bodemplaat

19. oppervlaktedeel (2x)

20. accu

21. schokdemper (2x)

22. motor in achterwiel (2.x)

23. tweede aslijn

24. eerste aslijn

Claims (20)

1. Conclusies

   1. Driewieler (1) omvattende;

   - een eerste deel (3) voorzien van twee achterwielen (14) en omvattende, ten opzichte van het overige gedeelte van het eerste deel (3) vast gepositioneerde, oppen-laktedelen (19) mgericht en geschikt voor het daarop plaatsen van de voeten van een gebruiker; en

   - een tweede deel (4) voorzien van een stuurbaar voorwiel (10), waarbij:

   - het voorwiel ten opzichte van het tweede deel kan zwenken om een eerste aslijn (24) welke een naloop (AB) tussen 1 en 10 cm vertoont; en

   - het tweede deel ten opzichte van het eerste deel kan kantelen om een tweede aslijn (23), met het kenmerk, dat, de tweede aslijn een naloop (AC) tussen 50 en 150 cm en een hoek (a) tussen 12 en 17’, vertoont.
2. 2. Driewieler volgens conclusie 1, met het kenmerk» dat de driewieler tevens controleermiddelen omvat voor het controleren van het kantelen van het tweede deel ten opzichte van het eerste deel.
3. 3. Driewieler volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de controleermiddelen beperkmiddelen omvatten voor het beperken van de kantellioek van het tweede deel ten opzichte van het eerste deel.
4. 4. Driewieler volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de beperking kan worden opgeheven.
5. 5. Driewieler volgens 1 der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat bij maximaal kantelen van het tweede deel zónder daarbij gebruik te maken van het zwenken van het voorwiel, de driewieler een bocht met een minimale straal r2 kan maken, tussen 2,5 m en 3 m<
6. 6. Driewieler volgens een der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de controleermiddelen ten minste een schokdemper (21) omvatten,
7. 7. Driewieler volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat, de schok dempende werking van de ten minste ene schokdemper regelbaar is.

   IS
8. 8. Driewieler volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de controleermiddelen drangmiddelen omvatten voor het dringen van het tweede deel naar de neutrale stand ten. opzichte van het eerste deel.
9. 9. Driewieler volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de controleermiddelen drangmiddelen omvatten voor het vasthouden van de neutrale stand van het tweede deel ten opzichte van het eerste deel, waarbij een moment nodig is om uit deze neutrale stand te komen.
10. 10. Driewieler volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de dringende werking van de drangmiddelen regelbaar is.
11. 11. Driewieler volgens een der conclusies 2-10, met het kenmerk, dat de controleermiddelen vergrendelmiddelen omvatten voor het vergrendelen van het tweede deel in een neutrale stand ten opzichte van het eerste deel.
12. 12. Driewieler volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de vergrendelmiddelen handmatig kunnen worden bediend.
13. 13. Driewieler volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de vergrendelmiddelen automatisch worden bediend afhankelijk van de snelheid van de driewieler.
14. 14. Driewieler volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk, dat het tweede deel in de neutrale stand ten opzichte van het eerste deel is vergrendeld bij stilstand van de driewieler.
15. 15. Driewieler volgens een der conclusies 11-14, met het kenmerk, dat het tweede deel in de neutrale stand ten opzichte van het eerste deel is vergrendeld bij een relatief lage snelheid van de driewieler, tussen -5km/uur en 5 km/uur.
16. 16. Driewieler volgens een der conclusies 11-15, met het kenmerk, dat het tweede deel niet in de neutrale stand ten opzichte van het eerste deel is vergrendeld bij een relatief hoge snelheid van de driewieler, groter dan 7 km/uur.
17. 17. Driewieler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tweede deel een zadel (6) omvat.
18. 18. Driewieler volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het zadel afneembaar is.
19. 19. Driewieler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het eerste deel en het tweede deel onderling losneembaar zijn.
20. 20. Driewieler volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tweede deel ten opzichte van het eerste deel minimaal 75“ kantelen.