WO2014060238A1 - Fahrzeug mit verstellbaren radachsen zweier nebeneinander angeordneter räder - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht auf ein Fahrzeug (1) mit einem Rahmen (2) und zumindest drei, am Rahmen (2) gelagerten Rädern (3a, 3b, 3c), von denen ein erstes Rad (3a) und ein zweites Rad (3b) einander gegenüberliegen und in Richtung parallel zu ihren Raddrehachsen (4a, 4b) einen Abstand (A) voneinander aufweisen, der durch eine Verstelleinrichtung (7) veränderbar ist, und ein drittes Rad (3c) in Fahrtrichtung vom ersten und zweiten Rad (3a, 3b) beabstandet ist. Um mit dem Fahrzeug insbesondere im unbeladenen Zustand und bei vorgegebenem Radabstand höhere Geschwindigkeiten fahren zu können, weist das Fahrzeug (1) einen Neigemechanismus (18) auf, der in zumindest einer Stellung des Verstelleinrichtung (7) eine veränderliche Neigung der Raddrehachsen (4a, 4b) des ersten Rades (3a) und des zweiten Rades (3b) zu einer Ebene (6) zulässt, die durch die Radaufstandspunkte (5a, 5b, 5c) der Räder (3a, 3b, 3c) aufgespannt wird.

Description

FAHRZEUG MIT VERSTELLBAREN RADACHSEN ZWEIER NEBENEINANDER
ANGEORDNETER RÄDER
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem Rahmen und zumindest drei, am Rahmen gelagerten Rädern, von denen ein erstes Rad und ein zweites Rad einander gegenüberliegen und in Richtung parallel zu ihren Raddrehachsen einen Abstand voneinander aufweisen, der durch eine Versteileinrichtung veränderbar ist, und ein drittes Rad in Fahrtrichtung vom ersten und zweiten Rad beabstandet ist.
Bestehende Fahrzeuge weisen meist eine starre Außenhülle und ein fixes
Fahrzeugchassis auf und verbrauchen so auch im unbenutzten Zustand immer gleich viel Platz. Um sowohl beim Fahren als auch beim Parken eine optimale Raumnutzung des knappen öffentlichen Raums zu ermöglichen, wird das Fahrzeug in der Länge und Breite veränderbar gestaltet, um an die jeweilige Beladungssituation anpassbar zu sein.
Bei solchen Fahrzeugen handelt es sich insbesondere um dreirädrige
Transportfahrzeuge, die von einem großräumigen Transportfahrzeug für den Transport von Personen oder Lasten zu einem schmalen, wendigen und stabilen Fahrzeug, das in dieser schmalen Position einem einspurigen Fahrzeug ähnlich ist, umgewandelt werden können.
Die US2008001374 offenbart ein dreirädriges Fahrrad, dessen Hinterräder in ihrem Abstand zueinander verstellbar sind. Ein Stellmotor wirkt mit einem
Klappmechanismus zusammen, mit dem die beiden Hinterräder synchron eingeklappt werden können. Beim Anfahren sind die Hinterräder noch möglichst weit auseinander, um mehr Stabilität im Stand und bei geringeren Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Mit zunehmender Geschwindigkeit werden die Hinterräder durch Betätigen des Stellmotors eingeklappt, um bei eng zusammenliegenden Hinterrädern höhere
Geschwindigkeiten und bessere Kontrolle über das Fahrzeug zu erreichen.
Anderer Stand der Technik beschreibt dreirädrige Fahrzeuge, die einen
Neigemechanismus aufweisen. Dreirädrige Fahrzeuge neigen zum Kippen in der Kurvenfahrt, bieten allerdings ansonsten ein stabileres Fahrverhalten, v.a. im Stand. Deshalb wird in verschiedenen Varianten ein Neigemechanismus mit
Übertragungsgestänge eingebaut wie z.B. gemäß EP0606191A1, EP1346907A1 und US4887829A. Der in diesen Druckschriften beschriebene Neigemechanismus bewirkt, dass bei einer Neigung des Fahrzeugrahmens auch die Hinterräder in gleichem Ausmaß geneigt werden, ohne den Bodenkontakt zu verlieren. Der Nachteil derartiger Fahrzeuge besteht darin, dass diese jeweils nur für spezielle Zwecke eingesetzt werden können. Sie sind daher nicht gleichzeitig geeignet für das Befördern von Lasten bzw. Personen, für hohe Geschwindigkeiten oder für das Parken bei beschränktem Raumangebot.
Andere Arten, ein Dreirad zu neigen, sind z.B. in der US2003214113A1, der
DE822487C, der DE2707562A1 und der US4469344A offenbart. Auch hier besteht der Nachteil darin, dass die Dimensionen der Fahrzeuge unveränderbar vorgegeben sind, wodurch die Einsatz- und Abstellmöglichkeiten stark beschränkt sind.
Die US5240267 offenbart ein Dreirad mit einer Ladefläche im Bereich zwischen den Hinterrädern. Die Ladefläche kann entfernt werden, wenn der Abstand der Hinterräder verringert werden soll. Der bei diesem Fahrzeug vorgesehene Neigemechanismus betrifft lediglich eine relative Neigung des vorderen Rahmenteils zum hinteren
Rahmenteil. Nachteilig ist, dass die Ausrichtung des hinteren Rahmenteils samt Hinterrädern zur Fahrfläche konstant bleibt, wodurch sich insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eine gefährliche Fahrdynamik entwickeln kann, da sich lediglich der Fahrer und das Fahrzeugvorderteil in die Kurve neigt, der Rest des Fahrzeugs sowie die mögliche Zuladung aber aufrecht bleibt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug bereitzustellen, das die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Die Außenabmessungen des Fahrzeuges, insbesondere seine Breite, gegebenenfalls auch seine Länge sollen variabel an unterschiedliche Situationen und Erfordernisse angepasst werden können. Die
Umstellung des Fahrzeuges im Hinblick auf seine Außenabmessungen soll
unkompliziert erfolgen. Dabei soll eine optimierte Fahrdynamik und hoher Fahrkomfort erreicht werden, wobei insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten ein sicherer
Fahrzeuglauf gewährleistet sein soll. Die Konstruktion soll einfach, stabil und zuverlässig sein.
Dieses Ziel wird mit einem eingangs erwähnten Fahrzeug dadurch erreicht, dass das Fahrzeug einen Neigemechanismus aufweist, der in zumindest einer Stellung der Versteileinrichtung eine veränderliche Neigung der Raddrehachsen des ersten Rades und des zweiten Rades zu einer Ebene zulässt, die durch die Radauf Standspunkte der Räder aufgespannt wird.
Durch diese Maßnahme wird ein verbreiterbares, straßengebundenes Fahrzeug mit Kurvenneigung geschaffen, sodass zumindest in einer Stellung, vorzugsweise in mehreren Stellungen des Verstellmechanimus ein sicherer Fahrzeuglauf gewährleistet wird. Das Fahrzeug ist nicht nur an verschiedene Anforderungen anpassbar, sondern kann durch die Neigung der Räder bei Kurvenfahrt erhöhten Sicherheitsanforderungen genügen. Außerdem können höhere Geschwindigkeiten gefahren werden.
Zum Transport von Lasten wird der Abstand zwischen den verstellbaren Rädern groß gehalten, um die Stabilität durch eine größere Aufstandsfläche zu erhöhen. Z.B. kann im Bereich zwischen den verstellbaren Rädern eine Ladefläche (Plattform, Personensitz, Aufbauten, etc.) angeordnet werden. Für eine Leerfahrt wird der Abstand zwischen den verstellbaren Rädern verkleinert, wodurch sich die Breite und damit der Platzbedarf des Fahrzeuges verringern. In dieser Stellung soll nun auch der Neigemechanismus zur Anwendung kommen, um höhere Geschwindigkeiten fahren zu können.
Unter den Radaufstandspunkten sind die untersten Punkte der Räder zu verstehen, die mit der Fahrfläche in Kontakt stehen. Bei der durch den Neigemechanismus
vermittelten Neigung der Räder verlieren diese nicht den Bodenkontakt.
Dadurch wird eine annähernd gleichbleibende Verteilung der Radlasten auch bei Kurvenfahrt erreicht, wodurch ein sicheres und stabiles Fahren für Fahrer und Zuladung gewährleistet und ein Kippen des Fahrzeuges verhindert wird. Das Fahrzeug ist in jeder Positionierung fahrbar und nicht nur für das Parken verstellbar (z.B. faltbar).
Das Fahrzeug kann sowohl als Fahrrad ausgeführt werden, als auch mit
Elektrounterstützung, beispielsweise als sogenanntes Pedelec oder Ebike. Weiters kann die Technologie auch in höheren Fahrzeugklassen Einsatz finden wie im Bereich der Fahrzeuge mit herkömmlichen Antriebsarten z.B. bei sogenannten Scootern oder Motorrädern bis hin zu PKWs, die in der Gesamtheit verbreitert werden können.
Die Technologie kann sowohl vorne als auch hinten, oder an beiden Enden am Fahrzeug eingesetzt werden. Auch können mehr als drei Räder vorgesehen sein, z.B. eben vier. Der Neigemechanismus dient dazu, dass das gesamte Fahrzeug - obwohl es zumindest drei Räder aufweist - wie ein herkömmliches Zweirad in die Kurve geneigt wird. Die Neigungsregelung erfolgt hierbei lediglich aus den Kräften der Kurvenfahrt, in
Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Kurvenradius und wird somit vom Fahrer durch die Lenkung und den Lenkeinschlag und durch die Antriebskraft geregelt. Allerdings sind auch aktive Neigungsmechanismen möglich, wodurch über eine Regelungstechnik und über Aktoren eine optimale Kurvenneigung sichergestellt wird.
Der eingesetzte Neigemechanismus kann beispielsweise ein Übertragungsgestänge umfassen, der die Kräfte der einen Fahrzeugseite mit einem Übersetzungsverhältnis auf die gegenüberliegende Fahrzeugseite überträgt, um die Radauf Standskräfte annähernd konstant zu halten. Allerdings sind auch weitere Übertragungsmechanismen einsetzbar wie z.B. elektronische Übertragung oder durch ein Getriebe, etc.
Die Einsatzmöglichkeiten eines erfindungs gemäßen Fahrzeuges sind unbeschränkt. Vor allem in Urbanen Ballungszentren kann das erfindungsgemäße Transportfahrzeug den Anforderungen an eine hochflexible Mobilität gerecht werden. Da Güter und Personen auf schnelle, ökologische und sichere Weise transportiert werden können, eignet sich ein solches Fahrzeug insbesondere für Kurier-, Express- und Paketdienste. Die
Kombination aus Anpassungsfähigkeit der Außendimensionen und sicherem
Fahrzeuglauf erlauben den Einsatz auch dort, wo der zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist und enge, kurvige und/oder stark befahrene Straßen zum täglichen
Alltagsbild gehören.
Für den Gesamtverkehr in Städten, der aufgrund der weltweiten Urbanisierung rasant im Steigen ist, sind dadurch folgende Probleme reduzierbar: Stauprobleme,
Parkplatzprobleme und Verschmutzung. Gleichzeitig können die Lebensqualität erhöht und die Transportkosten reduziert werden.
Teil der Erfindung besteht darin, das Fahrzeug in seiner Größe zu verändern, von einem Fahrzeug mit breiter Spur (z.B. von 1,2m Gesamtbreite in einem konkreten Fall) zu einem Fahrzeug mit geringer Spurbreite (z.B. von 0,6m Gesamtbreite in einem konkreten Fall). Dadurch verändern sich die Außenmaße in der Breite, bei einem Klappmechanismus zusätzlich auch in der Länge. Der Vorteil besteht in der Vereinfachung des Parkens vor allem im unbeladenen Zustand (weniger Platzbedarf), sowie in der freieren Fahrspurwahl in dieser kleineren Variante. Zusätzlich verringert es im Gesamtzusammenhang den Stau, da bekannterweise einspurige Fahrzeuge mit ihrem geringen Flächenverbrauch verkehrsflussfördernd sind.
Zusätzlich neigt sich das Fahrzeug in dieser schmalen Variante wie ein herkömmliches Zweirad in die Kurve und weist so ein ähnliches Fahrverhalten wie ein herkömmliches Zweirad auf.
Das Fahrzeug weist selbstverständlich auch eine Lenkung und einen Antrieb auf. Die Lenkung wirkt vorzugsweise mit dem dritten Rad zusammen. Insbesondere bei dreirädrigen Fahrrädern bietet sich zur Vereinfachung der Konstruktion eine
Übertragung des Antriebes, z.B. aus Pedalen und Kette, auf das dritte Rad an.
Bevorzugt koppelt der Neigemechanismus das erste Rad und das zweite Rad derart an den Rahmen, dass eine Veränderung der Neigung des Rahmens mit einer Veränderung der Neigung des ersten und zweiten Rades im selben Ausmaß einhergeht. Die zueinander verstellbaren Räder neigen sich bei dieser Ausführungsform im selben Ausmaß mit dem Rahmen mit, d.h. die Richtung der Raddrehachsen relativ zum
Rahmen bleibt bei der Neigungsfahrt unverändert, es erfolgt lediglich eine relative Verschiebung. Dies ermöglicht eine einfache Konstruktion und bietet besonders sicheres und kontrollierbares Fahrverhalten.
Bevorzugt sind durch den Neigemechanismus die relative Höhe des ersten Rades zum Rahmen und die relative Höhe des zweiten Rades zum Rahmen gegengleich
veränderbar. Neben einer einfachen Konstruktion ermöglicht dies einen selbsttägigen Neigemechanismus, der bereits auf geringe Neigungsänderungen des Rahmens reagiert, wodurch die verstellbaren Räder niemals den Bodenkontakt verlieren.
Bevorzugt umfasst der Neigemechanismus einen ersten, am Rahmen um eine Drehachse drehbar gelagerten Drehteil, über den das erste Rad am Rahmen angekoppelt ist, und einen zweiten, am Rahmen um eine Drehachse drehbar gelagerten Drehteil, über den das zweite Rad am Rahmen angekoppelt ist, wobei die Drehachse des ersten Drehteils und die Drehachse des zweiten Drehteils im Wesentlichen parallel zueinander stehen und vorzugsweise miteinander fluchten. Diese Maßnahme stellt einen durch Drehachsen vermittelten Neigemechanismus bereit, der nicht nur einfach realisierbar und
wartungsarm ist, sondern auch geringes Spiel und hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweist.
Bevorzugt stehen die Drehachsen der Drehteile im Wesentlichen parallel zu den Raddrehachsen des ersten und zweiten Rades. Diese Ausführungsform vereint eine eindeutig definierte Kinematik mit der Möglichkeit, durch eine relative Verschiebung der Drehachsen der Drehteile und der Raddrehachsen (Aus-der-Flucht-bringen) einen Neigemechanismus zu schaffen, dessen Wirkung auf die Räder in Abhängigkeit von dieser relativen Verschiebung unterschiedlich ist.
Bevorzugt fluchten die Drehachsen der Drehteile bei maximalem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Rad mit den Raddrehachsen des ersten und zweiten Rades. Bei maximalem Abstand übt der Neigemechanismus aufgrund der fluchtenden Drehachsen keine Neigewirkung auf die Räder aus. Dies hat den Vorteil, dass beim Transportieren von Lasten, wofür üblicherweise der maximale Abstand eingestellt wird und geringe Fahrgeschwindigkeiten gewählt werden, keine Neigung erfolgen kann.
Bevorzugt sind die Drehteile durch einen mechanischen Kopplungsmechanismus derart gekoppelt, dass eine Drehung des einen Drehteils eine gegensinnige Drehung des anderen Drehteils bewirkt. Dadurch sind die zueinander verstellbaren Räder in jeder Neigeposition miteinander synchronisiert, wodurch der Bodenkontakt eines jeden Rades gewährleistet ist.
Bevorzugt umfasst der mechanische Kopplungsmechanismus einen Querschwinger, der am Rahmen um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und beidseits der
Schwenkachse einen Arm aufweist, wobei ein Arm an den ersten Drehteil angekoppelt ist und der andere Arm an den zweiten Drehteil angekoppelt ist, vorzugsweise jeweils über eine Stange. Dies stellt eine besonders einfache und zuverlässige Konstruktion dar, die eine optimale und reibungslose Anpassung der Räder auf die Neigung des Rahmens erlaubt.
Bevorzugt umfasst die Versteileinrichtung einen ersten Klappmechanismus, durch den das erste Rad an den Rahmen angekoppelt und relativ zum Rahmen um eine
Schwenkachse verschwenkbar ist, und/oder einen zweiten Klappmechanismus, mit der das zweite Rad an den Rahmen angekoppelt und relativ zum Rahmen um eine
Schwenkachse verschwenkbar ist. Ein Klappmechanismus ist nicht nur einfach zu konstruieren, sondern für den Benützer auch leicht handhabbar. In dieser
Ausführungsform bildet der Klappmechanismus gleichzeitig den Radausleger.
Bevorzugt ist der erste Klappmechanismus auf dem ersten Drehteil gelagert und verbindet das erste Rad mit dem ersten Drehteil und ist der zweite Klappmechanismus auf dem zweiten Drehteil gelagert und verbindet das zweite Rad mit dem zweiten Drehteil. Diese Art der Ankopplung an den Neigemechanismus stellt eine besonders elegante Lösung dar, da die Wirkung des Neigemechanismus abhängig ist von der Stellung des Klappmechanismus. Die Wirkung des Neigemechanismus ist umso ausgeprägter, je stärker die Räder eingeklappt sind. Dies entspricht gerade den
Erfordernissen des Fahrens, dass nämlich bei geringem Radabstand höhere
Geschwindigkeiten und somit auch stärkere Neigungen gefahren werden können. Durch diese Ausführungsform wird der jeweilige Klappmechanismus (bzw. Radausleger) des Fahrzeugs zum Schwingarm der Neigetechnik.
Bevorzugt ist/sind der erste Klappmechanismus und/oder der zweite
Klappmechanismus in Form eines Gelenkparallelogramms ausgebildet. Dies ergibt eine stabile Anbindung und gewährleistet auf zuverlässige Weise, dass die Raddrehachsen der verstellbaren Räder parallel zueinander bleiben.
Die Verbreiterung wird hier mit einem Parallelogramm durchgeführt. Der
Klappmechanismus kann derart ausgebildet sein, dass die Radachsen nach hinten und außen klappbar sind, um das gesamte Fahrzeug zu verlängern und zu verbreitern, oder kann durch das Parallelogramm die Radachse nach vorne und innen geklappt werde, um das Fahrzeug kürzer und schmäler zu machen. Die Verstellung des Radabstandes kann alternativ auch über andere Methoden erfolgen, wie z.B. über einen
Scherenmechanismus, etc.
Bevorzugt ist der erste Klappmechanismus unabhängig vom zweiten
Klappmechanismus betätigbar. Dadurch können der Abstand des ersten Rades zum Rahmen und der Abstand des zweiten Rades zum Rahmen unabhängig voneinander eingestellt werden. Diese Flexibilität erlaubt eine optimale Anpassung des Fahrzeuges an das Gewicht der Last, die Abmessungen der Last und die Lastverteilung.
Bevorzugt weist die Versteileinrichtung eine Arretiereinrichtung auf, mit der der Klappmechanismus in verschiedenen Schwenkpositionen des Rades arretierbar ist, wobei vorzugsweise mit der Arretiereinrichtung diskret vorgegebene
Schwenkpositionen des Rades arretierbar sind. Dadurch werden der Klappmechanismus und der Radabstand fixiert, um während der Fahrt konstant zu bleiben.
Bevorzugt umfasst die Arretiereinrichtung eine Verstrebung, die an verschiedenen Positionen des Klappmechanismus verankerbar ist. Dies ermöglicht an einer insbesondere bei Dreirädern gut zugänglichen Stelle eine einfache Handhabung für den Fahrer. Die Verstrebung erlaubt eine Fixierung des Radauslegers z.B. über
verschiebbare Querstreben mit Fixiermöglichkeit.
Bevorzugt ist/sind der erste Klappmechanismus und/oder der zweite
Klappmechanismus derart ausgebildet, dass das erste Rad und/oder das zweite Rad in Richtung des dritten Rades verschwenkbar sind, sodass eine Verringerung des
Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Rad mit einer Verringerung des Abstandes zwischen dem dritten Rad und dem ersten bzw. zweiten Rad einhergeht. Dadurch können auch die Dimensionen des Fahrzeuges in Längsrichtung flexibel verändert werden.
Bevorzugt weist der Rahmen zumindest zwei, beweglich miteinander verbundene Rahmenteile auf, wobei das erste Rad und das zweite Rad an einem Rahmenteil angekoppelt sind und das dritte Rad am anderen Rahmenteil angekoppelt ist, wobei vorzugsweise die Rahmenteile über ein Dämpfungselement miteinander verbunden sind. Dadurch wird der Fahrkomfort weiter erhöht, da sich das Fahrzeug als Ganzes an Unebenheiten besser anpassen kann. Das Dämpfungselement bewirkt eine Federung über jenen Rahmenteil (Hilfsrahmen), an dem der Neige- und Klappmechanismus befestigt ist und der gegenüber Hauptrahmen gefedert ist.
Bevorzugt ist das Fahrzeug ein dreirädriges Fahrzeug, vorzugsweise ein dreirädriges Fahrrad. Ein solches Fahrzeug entfaltet seine Vorteile insbesondere im Urbanen Raum als Transportmittel für Lasten und Personen. Dabei wirkt die Lenkung und der Antrieb, z.B. Kettenantrieb, vorzugsweise auf das dritte Rad, das von den zueinander
verstellbaren Rädern in Fahrtrichtung beabstandet ist.
Bevorzugt sind das erste Rad und das zweite Rad die Hinterräder des Fahrzeuges und ist das dritte Rad ein Vorderrad des Fahrzeuges. Das Nachlaufen der mit dem
Neigemechanismus zusammenwirkenden Räder sorgt für einen geschmeidigeren Fahrzeuglauf.
Bevorzugt weist das Fahrzeug im Bereich zwischen dem ersten Rad und dem zweiten Rad eine Ladefläche auf. Dadurch können Lasten von den verstellbaren Rädern gleichmäßig getragen werden.
Bei der Erfindung handelt es sich somit um ein Fahrzeug mit der Möglichkeit der Verbreiterung und der Kurvenneigung. Dies kann durch eine gegen gleiche Veränderung der Höhe der Radlager relativ zum Fahrzeugrahmen verwirklicht werden. Die
Radausleger können als Klappmechanismus ausgebildet sein, sodass diese beim
Einklappen zu Schwingarmen der Neigetechnik werden.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit aufgeklappten Hinterrädern von oben,
Fig. 2 den hinteren Teil des Fahrzeuges in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 das Fahrzeug mit vollständig eingeklappten Hinterrädern von oben,
Fig. 4 das Fahrzeug mit einem eingeklappten und einem ausgeklappten Hinterrad von oben,
Fig. 5 das Fahrzeug mit teilweise eingeklappten Hinterrädern von oben, Fig. 6 das Fahrzeug aus Fig. 5 im geneigten Zustand von hinten,
Fig. 7 den hinteren Teil des Fahrzeuges im geneigten Zustand gemäß Fig. 6 in perspektivischer Ansicht,
Fig. 8 das Fahrzeug aus Fig. 3 im geneigten Zustand von hinten, Fig. 9 den hinteren Teil des Fahrzeuges im geneigten Zustand gemäß Fig. 8 in perspektivischer Ansicht,
Fig. 10 den hinteren Teil des Fahrzeuges im geneigten Zustand gemäß Fig. 8 in seitlicher Ansicht,
Fig. 11 den Neigemechanismus in perspektivischer Ansicht, Fig. 12 eine Topologie der Freiheits grade der Hinterräder, Fig. 13 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit Ladefläche.
Die Figuren 1 bis 11 zeigen dasselbe Fahrzeug, jedoch in verschiedenen Stellungen der Versteileinrichtung und in verschiedenen Neigungen.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 mit einem Rahmen 2 und drei, am Rahmen 2 gelagerten Rädern 3a, 3b, 3c, wobei ein erstes Rad 3a und ein zweites Rad 3b die Hinterräder bilden und ein von diesen in Fahrtrichtung beabstandetes drittes Rad 3c das Vorderrad des Fahrzeuges 1 bildet. Das erste und zweite Rad 3 a, 3b liegen einander gegenüber und weisen in Richtung parallel zu ihren Raddrehachsen 4a, 4b einen Abstand A voneinander auf. Ein Lenkrad wirkt mit dem Vorderrad zusammen, Bremsen sind an den Hinterrädern angedeutet (Fig. 2).
Das Fahrzeug 1 weist eine Versteileinrichtung 7 auf, durch die der Abstand A zwischen den Hinterrädern verändert werden kann. Wie aus Fig. 2 zu sehen ist umfasst die Versteileinrichtung 7 einen ersten Klappmechanismus 12a, durch den das erste Rad 3a an den Rahmen 2 angekoppelt und relativ zum Rahmen 2 um eine Schwenkachse 8a verschwenkbar ist, und einen zweiten Klappmechanismus 12b, mit der das zweite Rad 12 an den Rahmen 2 angekoppelt und relativ zum Rahmen 2 um eine Schwenkachse 8b verschwenkbar ist.
Die Klappmechanismen 12a, 12b sind jeweils in Form eines Gelenkparallelogramms ausgebildet. Ein Gelenkparallelogramm wird jeweils durch einen rahmenseitigen Drehteil 13a, 13b, ein radseitig angeordnetes Radlager 10a, 10b und zwei, den Drehteil und das Achslager verbindende Querlenker 9a, 9b gebildet. Die Drehteile 13a, 13b sind Teil eines Neigemechanismus 18, dessen Funktion weiter unten im Detail erläutert wird. Das den Radausleger darstellende Gelenkparallelogramm ermöglicht ein Schwenken der Räder 3a, 3b jeweils um die Schwenkachse 8a bzw. 8b, hält jedoch die Orientierung der Radmittelebene in Bezug auf den Rahmen 2 konstant.
Der Rahmen 2 umfasst zumindest zwei, beweglich miteinander verbundene Rahmenteile 2a, 2b, wobei das erste Rad 3a und das zweite Rad 3b an einen ersten Rahmenteil 2a angekoppelt sind und das dritte Rad 3c an einem zweiten Rahmenteil 2b angekoppelt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rahmenteile 2a, 2b über ein Dämpfungselement 19, z.B. eine Feder oder eine Zylinder-Kolben-Einheit, miteinander verbunden.
Die VerStelleinrichtung 7 weist vorzugsweise für jeden Klappmechanismus 12a, 12b eine Arretiereinrichtung 11 auf, mit der der Klappmechanismus 12a, 12b in verschiedenen Schwenkpositionen des Rades 3a bzw. 3b arretierbar ist. In der dargestellten Ausführungsform sind mit der Arretiereinrichtung 11 diskret vorgegebene Schwenkpositionen des Rades 3a, 3b arretierbar. Zu diesem Zweck sind entlang eines Querlenkers 9a, 9b mehrere Bohrungen zur Verankerung einer Verstrebung 21 vorgesehen. Die Verstrebung 21 ist mit ihrem einen Ende über den Dreh teil mit dem Rahmen 2 verbunden und mit ihrem anderen Ende am Querlenker verankert.
Fig. 3 zeigt nun eine weitere mögliche Stellung der Klappmechanismen, bei der die Hinterräder vollständig eingeklappt sind und einen minimalen Abstand A voneinander aufweisen.
Der erste Klappmechanismus 12a ist unabhängig vom zweiten Klappmechanismus 12b betätigbar, sodass auch Stellungen gemäß Fig. 4 erreicht werden können, bei der eines der Hinterräder vollständig eingeklappt und das andere Hinterrad ausgeklappt ist.
Schließlich zeigt die Fig. 5 eine Stellung, bei der die Hinterräder nur teilweise, also nicht vollständig eingeklappt sind. Eine Vielzahl an Zwischenstellungen ist denkbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Klappmechanismen 12a, 12b jeweils derart ausgebildet, dass das erste Rad 3a und das zweite Rad 3b in Richtung des dritten Rades 3c verschwenkbar sind, sodass eine Verringerung des Abstandes A zwischen dem ersten und dem zweiten Rad 3a, 3b mit einer Verringerung des Abstandes zwischen dem dritten Rad 3c und dem ersten bzw. zweiten Rad 3a, 3b einhergeht.
Anhand der Figuren 6 und 7 wird nun der Neigemechanismus 18 im Zusammenspiel mit den Klappmechanismen 12a, 12b näher beschrieben. In Fig. 6 ist das Fahrzeug 1 von hinten zu sehen. Die Radauf Standspunkte 5a, 5b, 5c der drei Räder 3a, 3b, 3c spannen eine Ebene 6 auf. Die Radaufstandspunkte stellen die untersten Punkte der Räder dar, die in Kontakt mit der Fahrbahn stehen. Der Neigemechanismus 18 lässt nun eine Veränderung der Neigung der Raddrehachsen 4a, 4b des ersten Rades 3a und des zweiten Rades 3b zu dieser Ebene 6 zu.
Der Neigemechanismus 18 erlaubt somit bei Kurvenfahrt und in bestimmten Hinterrad- Stellungen eine Neigung der Hinterräder zur Fahrebene, ohne dass diese den Bodenkontakt verlieren.
Der Neigemechanismus 18 koppelt das erste Rad 3a und das zweite Rad 3b derart an den Rahmen 2, dass eine Veränderung der Neigung des Rahmens 2 mit einer Veränderung der Neigung des ersten und zweiten Rades 3a, 3b im selben Ausmaß einhergeht, d.h. die Orientierung der Radmittelebenen zum Rahmen 2 bleibt unverändert. Bewerkstelligt wird dies in der dargestellten Ausführungsform dadurch, dass durch den Neigemechanismus 18 die relative Höhe des ersten Rades 3a zum Rahmen 2 und die relative Höhe des zweiten Rades 3b zum Rahmen 2 gegengleich veränderbar sind (Fig. 6).
Wie bereits erwähnt ist der erste Klappmechanismus 12a auf dem ersten Drehteil 13a gelagert und verbindet das erste Rad 3a mit dem ersten Drehteil 13a. Analog ist der zweite Klappmechanismus 12b auf dem zweiten Drehteil 13b gelagert und verbindet das zweite Rad 3b mit dem zweiten Drehteil 13b.
Zur Veränderung der relativen Höhe der Hinterräder umfasst der Neigemechanismus 18 für jedes der Hinterräder einen am Rahmen 2 um eine Drehachse 14a bzw. 14b drehbar gelagerten Drehteil 13a, 13b, über den das jeweilige Rad 3a bzw. 3b am Rahmen 2 angekoppelt ist. Die Drehachsen 14a, 14b der beiden Drehteile 13a, 13b stehen im Wesentlichen parallel zueinander und fluchten in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform miteinander. Der durch die Drehteile vermittelte Freiheitsgrad lässt nun bei zumindest teilweise eingeklappten Rädern 3a, 3b eine Neigung der Räder zur Radaufstandsebene 6 zu.
Die Drehachsen 14a, 14b der Drehteile 13a, 13b stehen im Wesentlichen parallel zu den Raddrehachsen 4a, 4b des ersten und zweiten Rades 3a, 3b. In jeder Stellung, in der die Raddrehachsen 4a, 4b nicht mit den Drehachsen 14a, 14b der Drehteile fluchten, ist Neigungsfahrt möglich.
In der vollständig ausgeklappten Stellung der Hinterräder (Fig. 2), d.h. bei maximalem Abstand A, fluchten die Drehachsen 14a, 14b der Drehteile 13a, 13b mit den Raddrehachsen 4a, 4b des ersten und zweiten Rades 3 a, 3b. In dieser Stellung ist eine Neigung der Räder zur Radaufstandsebene 6 nicht möglich.
Die Drehteile 13a, 13b sind durch einen mechanischen Kopplungsmechanismus derart gekoppelt, dass eine Drehung des einen Drehteils 13a eine gegensinnige Drehung des anderen Drehteils 13b bewirkt. Der mechanische Kopplungsmechanismus umfasst einen Querschwinger 15, der am Rahmen 2 um eine Schwenkachse 16 schwenkbar gelagert ist und beidseits der Schwenkachse 16 einen Arm aufweist, wobei ein Arm an den ersten Drehteil 13a angekoppelt ist und der andere Arm an den zweiten Drehteil 13b angekoppelt ist. Als Übertragungsmittel dient jeweils eine Stange 17a bzw. 17b, die sowohl mit dem Querschwinger 15 als auch mit dem jeweiligen Drehteil 13a bzw. 13b gelenkig verbunden ist.
Die Figuren 8, 9 und 10 zeigen das Fahrzeug 1 mit vollständig eingeklappten
Hinterrädern in Neigungsfahrt. Aus Fig. 10 ist die relative Höhenverschiebung (Heben und Senken) der Hinterräder zum Rahmen 2 ersichtlich. Die als Gelenkparallelogramm ausgebildeten Radausleger werden in der eingeklappten Stellung zu Schwingarmen, die über den mechanischen Kopplungsmechanismus miteinander verbunden sind. Dadurch wird ein Radausleger gehoben, wenn der andere Radausleger abgesenkt wird. Durch diese gegengleiche Veränderung wird die erwünschte Kurvenneigung erreicht.
Fig. 11 zeigt den am ersten Rahmenteil 2a sitzenden Neigemechanismus 18 gesondert und in vergrößerter Darstellung. Die beiden Drehteile 13a, 13b sind hier in entgegengesetzte Richtungen verschwenkt, was einer Neigung der Hinterräder entspricht. Fig. 12 zeigt zum besseren Verständnis die in die Ebene projizierte Topologie der Freiheitsgrade, über die der Neigemechanismus 18 und die Klappmechanismen 12a, 12b aneinander und an den Rahmen 2 angebunden sind.
Fig. 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 mit Ladefläche 20 im Bereich zwischen dem ersten Rad 3a und dem zweiten Rad 3b. Diese ist vom Rahmen 2 demontierbar, um die Räder vollständig einklappen zu können. Versteileinrichtung und Neigemechanismus sind hier nur schematisch dargestellt, können aber derselben Art sein, wie anhand der Fig. 1 bis 11 beschrieben.

Claims

Patentansprüche:
1. Fahrzeug (1) mit einem Rahmen (2) und zumindest drei, am Rahmen (2)
gelagerten Rädern (3a, 3b, 3c), von denen ein erstes Rad (3a) und ein zweites Rad (3b) einander gegenüberliegen und in Richtung parallel zu ihren
Raddrehachsen (4a, 4b) einen Abstand (A) voneinander aufweisen, der durch eine Versteileinrichtung (7) veränderbar ist, und ein drittes Rad (3c) in
Fahrtrichtung vom ersten und zweiten Rad (3a, 3b) beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen Neigemechanismus (18) aufweist, der in zumindest einer Stellung der Versteileinrichtung (7) eine veränderliche Neigung der Raddrehachsen (4a, 4b) des ersten Rades (3a) und des zweiten Rades (3b) zu einer Ebene (6) zulässt, die durch die Radauf Standspunkte (5a, 5b, 5c) der Räder (3a, 3b, 3c) aufgespannt wird.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Neigemechanismus (18) das erste Rad (3a) und das zweite Rad (3b) derart an den Rahmen (2) koppelt, dass eine Veränderung der Neigung des Rahmens (2) mit einer Veränderung der Neigung des ersten und zweiten Rades (3a, 3b) im selben Ausmaß einhergeht.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Neigemechanismus (18) die relative Höhe des ersten Rades (3a) zum Rahmen (2) und die relative Höhe des zweiten Rades (3b) zum Rahmen (2) gegengleich veränderbar sind.
4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Neigemechanismus (18) einen ersten, am Rahmen (2) um eine Drehachse (14a) drehbar gelagerten Drehteil (13a), über den das erste Rad (11) am Rahmen (2) angekoppelt ist, und einen zweiten, am Rahmen (2) um eine Drehachse (14b) drehbar gelagerten Drehteil (13b), über den das zweite Rad (3b) am Rahmen (2) angekoppelt ist, umfasst, wobei die Drehachse (14a) des ersten Drehteils (13a) und die Drehachse (14b) des zweiten Drehteils (13b) im Wesentlichen parallel zueinander stehen und vorzugsweise miteinander fluchten.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (14a, 14b) der Drehteile (13a, 13b) im Wesentlichen parallel zu den
Raddrehachsen (4a, 4b) des ersten und zweiten Rades (3a, 3b) stehen.
6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (14a, 14b) der Drehteile (13a, 13b) bei maximalem Abstand (A) zwischen dem ersten und zweiten Rad (3a, 3b) mit den Raddrehachsen (4a, 4b) des ersten und zweiten Rades (3a, 3b) fluchten.
7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Drehteile (13a, 13b) durch einen mechanischen Kopplungsmechanismus derart gekoppelt sind, dass eine Drehung des einen Drehteils (13a) eine gegensinnige Drehung des anderen Drehteils (13b) bewirkt.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Kopplungsmechanismus einen Querschwinger (15) umfasst, der am Rahmen (2) um eine Schwenkachse (16) schwenkbar gelagert ist und beidseits der
Schwenkachse (16) einen Arm aufweist, wobei ein Arm an den ersten Drehteil (13a) angekoppelt ist und der andere Arm an den zweiten Drehteil (13b) angekoppelt ist, vorzugsweise jeweils über eine Stange (17a, 17b).
9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung (7) einen ersten
Klappmechanismus (12a), durch den das erste Rad (3a) an den Rahmen (2) angekoppelt und relativ zum Rahmen (2) um eine Schwenkachse (8a) verschwenkbar ist, und/oder einen zweiten Klappmechanismus (12b), mit der das zweite Rad (3b) an den Rahmen (2) angekoppelt und relativ zum Rahmen (2) um eine Schwenkachse (8b) verschwenkbar ist, umfasst.
10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste
Klappmechanismus (12a) auf dem ersten Drehteil (13a) gelagert ist und das erste Rad (3a) mit dem ersten Drehteil (13a) verbindet und dass der zweite
Klappmechanismus (12b) auf dem zweiten Drehteil (13b) gelagert ist und das zweite Rad (3b) mit dem zweiten Drehteil (13b) verbindet.
11. Fahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappmechanismus (12a) und/oder der zweite Klappmechanismus (12b) in Form eines Gelenkparallelogramms ausgebildet ist/sind.
12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappmechanismus (12a) unabhängig vom zweiten Klappmechanismus (12b) betätigbar ist.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung (7) eine Arretiereinrichtung (11) aufweist, mit der der Klappmechanismus (12a, 12b) in verschiedenen Schwenkpositionen des Rades (3a, 3b) arretierbar ist, wobei vorzugsweise mit der Arretiereinrichtung (11) diskret vorgegebene Schwenkpositionen des Rades (3a, 3b) arretierbar sind.
14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Arretiereinrichtung (11) eine Verstrebung umfasst, die an verschiedenen
Positionen des Klappmechanismus (12a, 12b) verankerbar ist.
15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappmechanismus (12a) und/oder der zweite Klappmechanismus (12b) derart ausgebildet ist/sind, dass das erste Rad (3a) und/oder das zweite Rad (3b) in Richtung des dritten Rades (3c) verschwenkbar sind, sodass eine Verringerung des Abstandes (A) zwischen dem ersten und dem zweiten Rad (3a, 3b) mit einer Verringerung des Abstandes zwischen dem dritten Rad (3c) und dem ersten bzw. zweiten Rad (3a, 3b) einhergeht.
16. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) zumindest zwei, beweglich miteinander verbundene Rahmenteile (2a, 2b) aufweist, wobei das erste Rad (3a) und das zweite Rad (3b) an einem Rahmenteil (2a) angekoppelt sind und das dritte Rad (3c) am anderen Rahmenteil (2b) angekoppelt ist, wobei vorzugsweise die Rahmenteile (2a, 2b) über ein Dämpfungselement (19) miteinander verbunden sind.
17. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein dreirädriges Fahrzeug, vorzugsweise ein dreirädriges Fahrrad, ist.
18. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Rad (3 a) und das zweite Rad (3b) die
Hinterräder des Fahrzeuges (1) sind und das dritte Rad (3c) ein Vorderrad des Fahrzeuges (1) ist.
19. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) im Bereich zwischen dem ersten Rad (3a) und dem zweiten Rad (3b) eine vorzugsweise vom Rahmen (2)
demontierbare, klappbare oder veränderbare Ladefläche (20) aufweist.
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