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Title:
VEHICLE DRIVEN BY AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OR AN ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/101817
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vehicle which is driven by an internal combustion engine or an electric motor and comprises a first person-supporting frame (R) that is provided with at least one running wheel and a second person-supporting frame (L) that is provided with at least one additional running wheel and runs essentially parallel to the first person-supporting frame (R). A drive unit (A) comprising an engine/motor and a transmission is disposed between the two person-supporting frames (L, R). The person-supporting frames (L, R) and the drive unit (A) are connected to each other in such a way that said frames (L, R) and the drive unit (A) can be inclined at an essentially identical angle while riding in curves.

Inventors:
SCHULZ EBERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/005721
Publication Date:
December 11, 2003
Filing Date:
May 31, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SCHULZ EBERHARD (DE)
International Classes:
B62K5/027; B62K5/05; B62K5/06; B62K5/08; B62K13/04; (IPC1-7): B62M7/14; B62K5/08; B62K5/04
Foreign References:
DE10105743C12002-03-28
FR2467764A11981-04-30
US4351410A1982-09-28
FR628479A1927-10-24
DE10105743C12002-03-28
FR628479A1927-10-24
US4351410A1982-09-28
Attorney, Agent or Firm:
Voth, Gerhard (Ludwigsburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Fahrzeug, angetrieben mit Brennkraftmaschine oder Elektromotor, bestehend aus einem ersten Personenträgerrahmen mit wenigstens einem Laufrad, ei nem im wesentlichen parallel zu dem ersten Personenträgerrahmen verläu fenden zweiten Personenträgerrahmen mit wenigstens einem weiteren Lauf rad, einer zwischen den beiden Personenträgerrahmen angeordneten An triebseinheit, bestehend aus Motor und Getriebe, wobei die Personenträger rahmen und die Antriebseinheit derart miteinander verbunden sind, dass die selben bei Kurvenfahrt neigbar sind und im wesentlichen die gleiche Neigung aufweisen.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Personenträgerrahmen zwei im wesent lichen baugleiche Rahmen sind mit jeweils einer Sitzbank, einer Lenkung, ei nem gefederten Vorderrad und einem Lenkkopf, die mit je einem waagerech ten oberen und unteren Querlenker verbunden sind, wobei annähernd in der Mitte zwei weitere Gelenkpunkte für die Antriebseinheit vorgesehen sind.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit eine gefederte Hinter radschwinge mit Antrieb und Hinterrad aufweist.
4. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens zwei Querlenker in der Höhe versetzt und mindestens zwei weitere in der Fahrtrich tung versetzt angeordnet sind.
5. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dass die Rahmenteile der Personenträgerrahmen baugleiche Teile sind und mit jeweils einer Mehrper sonensitzbank ausgerüstet sind.
6. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Fußoder Kniestützen für die Personen am jeweiligen Personenträgerrahmen angeordnet sind. 7.
7. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Fußstützen oder Kniestützen fahrzeugstabilisierend auf dem unteren Querlenker der Verbin dung zwischen den Personenträgerrahmen angebracht sind.
8. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorderräder der Personenträgerrahmen mit Lenkhebel und Spurstange spurparallel geführt sind.
9. Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei einer Standstel lung eine hydraulische, pneumatische, elektrische oder mechanische Einrich tung zwischen Antriebseinheit und einem unteren Lenker derart angeordnet ist, dass das Fahrzeug im Stand senkrecht arretiert werden kann.
Description:
Fahrzeug, angetrieben mit Brennkraftmaschine oder Elektromotor Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, angetrieben mit Brennkraftmaschine oder Elekt- romotor.

Solche Fahrzeuge sind aus verschiedenen Vorveröffentlichungen bekannt. So zeigt die DE 10105743 ein selbstfahrendes Dreirad mit zwei gemeinsamen lenkbaren Vor- derrädern. Die Vordergabeln für die Vorderräder sind an jeweils einer Hilfsrahmen- anordnung angelenkt. Der Hauptrahmen ist das Mittelteil, in dessen Heckteil ein Hin- terrad geführt ist. Ein Fahrersitz sowie ein Beifahrersitz ist jeweils auf dem Hilfsrah- men angeordnet. Die Hilfsrahmen sind parallel zum Hauptrahmen und im gleichen Abstand an diesem etwa höhengleich befestigt.

Ein Nachteil der gesamten Einrichtung liegt darin, dass die Konstruktion ein starres Gebilde ist, welches für die Fahrer schwer zu handhaben ist und keine hohen Kur- vengeschwindigkeiten zulässt.

Es ist weiterhin aus der französischen Patentanmeldung 628479 eine Einrichtung bekannt mit zwei parallelen Fahrzeugen, weiche nebeneinander herfahren, wobei diese Fahrzeuge über ein Lenkgestänge miteinander verbunden sind. Eines der Fahrzeuge besitzt einen Motor, das andere Fahrzeug ist nicht angetrieben und dient quasi als Beifahrzeug oder Beiwagen. Beide Fahrzeuge sind starr miteinander ver- bunden. Der Nachteilung dieser Einrichtung liegt darin, dass die Handhabung durch das Verbindungssystem erschwert und durch die Asymmetrie fahrdynamisch kritisch ist.

Aus der US PS 4351410 ist ein Motorrad zu entnehmen mit zwei parallel angeordne- ten Vorderachsen. Die Stabilisierung dieses Motorrades ist durch die beiden Vorder- achsen gewährleistet. Dieses hilft der Person, weiche das Motorrad führt, das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Auch bei Kurvenfahrten lässt sich das Motorrad in gewisser Weise leicht neigen. Das System ist jedoch äußerst aufwändig und benötigt eine Hydraulikanordnung, die dafür sorgt, dass eine parallele Neigung der beiden Vorderachsen möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Fahrzeug zu schaffen, welches hervorragende fahrdynamische Eigenschaf- ten aufweist, hohe Kurvengeschwindigkeiten erzielt und einen besonders einfachen Aufbau benötigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Fahrzeug aus zwei Hauptrahmen oder Personenträgerrahmen gebildet ist, die derart miteinander ver- bunden sind, dass sie ohne Weiteres gemeinsam in eine Schräglage übergehen können. Zwischen diesen beiden Hauptrahmen ist eine Antriebseinheit vorgesehen.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass es sich um ein voll kurvenneigbares Drei- spurfahrzeug handelt. Damit liegt eine Konstruktion vor, die gegenüber starren Drei- spurfahrzeugen und/oder gegenüber nur kurvenneigbaren Zweiradfahrzeugen mit starrer Rahmenausführung es ermöglicht, eine oder mehrere Personen zu tragen, wobei diese sich mit dem mittleren Antriebsstrang im gleichen Winkel bei Kurvenfahrt zur Seite neigen können.

Die Besonderheit ist die symmetrische Anordnung aller Bauteile, sowie die symmetri- sche Anordnung der Personenplätze. Obendrein kann die mitgenommene Perso- nenbelegung asymmetrisch gewählt werden, also : Beifahrer neben dem Fahrer oder Beifahrer hinter dem Fahrer. Das Dreispurfahrzeug kann auch von einer Person (Fahrer) allein-bewegt werden.

Das kurvenneigbare Dreispurfahrzeug ist gegenüber neigbaren Zweiradfahrzeugen sowie starren asymmetrischen Zweispurfahrzeugen in folgenden Punkten im Vorteil : Die Symmetrie ergibt ausgewogene Geradeauslauf-und Kurvenstabilität.

Bei unterschiedlicher Reifen/Straßen-Haftung (Nässe, Straßenbahnschienen, Spur- rillen, Winterwetter)-oder überschreiten der Haftgrenze-ist kein Verunfallen des Dreispurfahrzeuges mehr möglich, da Dreipunktaufstand dynamisch fahrstabil ist.

Hohe Sicherheitsreserven ähnlich 4-Rad-PKW. Ebenso sicher beim Überschreiten der Haftgrenze von übermäßigem Beschleunigen oder Panik-Bremsungen.

Selbst maximale Schräglage bei überzogener Kurvenfahrt ist gefahrlos möglich, da der statische Fahrzustand nach Erreichen der Haftgrenze in einen dynamischen Fahrzustand übergeht. Der Dreipunktaufstand im quasistatischen Fahrzustand lässt kein Kippen des Fahrzeuges zu.

Ist bei maximal erreichter Schräglage immer noch Kurvenkorrektur von Nöten, kann mit Lenkeinschlag nachgebessert werden. Dies ist bei einem normalen Zweiradfahr- zeug nicht möglich.

Dementsprechend wurde ein kurvenneigbares Dreispurfahrzeug geschaffen, das bei allen Geschwindigkeiten einschließlich des Stillstands sicher und in einfacher Weise zu handhaben ist, ohne dass Einschränkungen hinsichtlich der Kurvenneigbarkeit in Kauf genommen werden müssen.

Nach den Merkmalen der Ausgestaltung der Erfindung weist der untere Querlenker (U) nach den Gelenken (7,11) einen links und rechts herausragenden Verlänge- rungsabschnitt (F) auf und ist als Trittbrett für den außenliegenden Fuß des Fahrers gedacht. Für den innen positionierten Fuß ergibt sich das Trittbrett aus dem unteren Querlenker (U) innen, da dieser in seiner Gesamtheit als starre Rechteckplatte aus- gebildet ist (Fläche über den Gelenkpunkten 7, 11, 7', 11'). Durch gleichstarkes Nie- vertreten des Fahrers auf die Trittbretter außen bzw innen, kann das Dreispurfahr- zeug in vertikaler Richtung stabilisiert werden.

Infolge dieser Ausbildung kann der Fahrer den Neigungswinkel bei jeder Geschwin- digkeit und auch im Stillstand so beeinflussen, dass er die beiden Trittbretter (F) auf dem unteren Querlenker (U) niedertritt und dadurch in Verbindung über seine Sitzpo- sition auf dem Rahmenteil (L) das Dreispurfahrzeug in eine gegenüber dem stets waagerecht verbleibenden Querlenkern aufgerichtete Mittelstellung drücken. Dies funktioniert nicht nur in der Stillstandstellung oder bei niedriger Fahrgrschwindigkeit ; in entsprechender Weise kann der Fahrer auch beim Durchfahren. einer Kurve die durch Körperverlagerung bewirkte Neigung zusätzlich beeinflussen.

Alternativ sieht die Konstruktion konventionelle Fußrasten (F1 und F2) vor, wenn Fahrer oder Beifahrer mehr einen passiven Fahrstil pflegen wollen.

Darüberhinaus befasst sich die Erfindung mit einer Einrichtung zum gewollten Erzie- len bestimmter Fahrzustände des Dreispurfahrzeuges.

Dabei kann beispielsweise die Winkeleinstellung des Antiebstranges der mittleren Spur zu der Winkeleinstellung der beiden Rechts-Links-Rahmenteile der äußeren zwei Spuren zur Erzielung einer optimalen Fahrstabilität verändert werden. Ferner ist ein seitenkraftabhängiges Vorspursteuern erzielbar, indem die Längen des oberen Querlenkers 6,8 bzw 8, 10 zu den Längen des unteren Querlenkers 7, 7' mit 9, 9' bzw 9, 9'mit 11, 11'in einem bestimmten Verhältnis zueinander eingestellt werden.

Ein derartiges seitenkraftabhängiges Vorspursteuern lässt sich auch gewissermaßen durch eine elastokinematische Lagerung der Gelenkpunkte an den Querlenkern er- zielen, Welche zylinderartige Gummielemente aufweisen, die in definierter Richtung eine unterschiedliche Elastizität besitzen.

Schließlich kann das Fahrverhalten auch durch in der Härte steuerbarer Federele- mente der federnd aufgehängten Rädern des Dreispurfahrzeuges erfolgen, wobei diese Federelemente in vorteilhafter Weise durch computergesteuerte Stoßdämpfer unterstützt sein können. Schlußendlich-wie in den Unteransprüchen der vol (stän- digkeitshalber auch erwähnt-sollen alle fährdynamischen Hilfen wie ABS-ESP-und Antischlupf-Regelung im Dreispurfahrzeug zur Anwendung kommen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 in Seitenansicht das Dreispurfahrzeug mit hinterem Antriebstrang und zwei Vorderrädern ; Fig. 2 das Fahrzeug gemäß Fig. 1 in Draufsicht ; Fig3 eine Vorderansicht des Fahrzeugs nach Fig. 1 und Fig. 2 ; Fig. 4 die gleiche Ansicht von vorn wie Fig. 3, nur in Schräglage bei Kurvenfahrt.

Fig. 5 Die Darstellung des Fahrzeuges mit einem Fahrer Das Fahrzeug D gemäß Fig. 1 bis 4 ist aus einem linken L und rechtem Rahmenteil R mit jeweils einer Vorderradgabet (Spur links und rechts) und einem mittleren An- triebsstrang A mit Hinterrad (= mittlere, dritte Spur) zu einem Dreispurfahrzeug zu- sammengesetz. Dazu sind Rahmen L und R längsparallel mit einem oberen Quer- lenker O und mit einem unteren rechteckigen Querlenker U in den Gelenkpunkten oben mit 6,8 und 10, sowie unten mit den Gelenkpunkten 7,9 und 11 bzw 7, 9und 11'verbunden. Wie aus Fig. 1 bis 4 zu ersehen ist, liegen die Gelenkpunkte 6,7 und 7'in der Radmittenebene des linken Vorderrades, die Gelenkpunkte 8, 9 und 9'in der hinteren Radmittenebene des Antriebstrangs A und schließlich die Gelenkpunkte 10,11 und 11'in der Radmittenebene des rechten Vorderrades. Dadurch entsteht ei- ne parallelogrammartige Konstruktion, wie es in Fig. 3 bzw. 4 durch die gleichen Rahmenabschnitte L mit 6,7 Rahmenabschnitte 10, 11 und Abschnitt 8, 9 des An- triebstranges A dargestellt ist. Dabei ist es ohne weiteres ersichtlich, dass der Links- rahmen L, der Rechtsrahmen R und der hintere Antriebsstrang A sich im gleichen Maße zur einen oder zur anderen Seite neigen können, wobei die Querlenker 0 und U ihre ungefähre bodenparallele Lage beibehalten-siehe hierzu auch Fig. 4 : Nei- gung des Dreispurfahrzeuges bei Kurvenfahrt.

Der obere Querlenker 0 ist a) s torsionssteifes Rohr ausgebildet, während der untere Querlenker U als verdrehsteifes und geschlossenes Rechteck 7, 7', 11, 11' ausge- führt ist. Wie insbesonders aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind am Querlenker U außen- stehende Verlängerungen links und rechts integriert, sogenannte außenliegende Trittbretter. Innenliegende Trittbrettflächen ergeben sich aus der untern Querlenker- Platte von selbst. Diese beiden jeweils außen-/innenliegenden Trittflächen F werden von der Sitzbank am Rahmen L des Fahrers gut mit den Füßen erreicht (entspre- chend Beifahrer auf der rechten Rahmenseite R), um bei Kurvenfahrt wie auch bei Langsamfahrt durch Lihks-Rechts-Drücken der Füße auf die Trittflächen ein dynami- sches oder stabilisierendes Moment auf das Dreispurfahrzeug auszuüben. Wenn der Fahrer keine zusätzlicher ! Stabilisierungsmaßnahmen mittels der Beine durchführen will, kann er seine Füße auch auf die fest mit dem Rahmen L verbundenen Fußstüt- zen F1 stellen.

Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, wie das Dreispurfahrzeug parallel gelenkt wird : Eine Spurstange 3 ist baugleichlang wie die Querlenker O und U mittels eines Kugelge- lenkes an den Lenkhebeln 1 links und 2 rechts gelagert. Lenkhebel 1 und 2 sind gleich lang, sodas der Lenkeinschlag beider Vorderradgabeln absolut gleiche Lenk- winkeläusschläge aufzwingt. Dazu ist in Fig. 4 ersichtlich, dass das so ausgelegte Lenkparallelogram (in der Draufsicht = Fig. 2) bei Kurvenneigung sich zu den beiden Querlenkern O und U absolut parallel positioniert. Das heißt, dass bei Kurvenfahrt der Lenkwinkeleinschlag beider Vordrradgabeln absolut identisch ist. Bei der Links- lenkervariante lenkt der Fahrer links mit Lenkgestänge 1,2, 3 beide Vorderräder pa- rallel bei feststehendem rechtem Lenker am rechten Rahmen R für einen"untätigen" Beifahrer. So ist es auch möglich, das Dreispurfahrzeug nur mit einer Peson (Fahrer links) allein zu bewegen, da Bedienteile wie Gas, Bremse, Schaltung, Kupplung, Zündung und Starter nur links platziert sind. Bei der Rechtslenkervariante ist das ganze spiegelbildlich aufgebaut und damit eine Gleichteilekonstruktion erfüllt.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie das Dreispurfahrzeug im Stand aufrecht gehalten wird.

Eine hydraulische Einrichtung 4, 5 am unteren Querlenker U gelenkig gelagert, richtet das Fahrzeug ab Unterfahren einer Grenzgeschwindigkeit (Schritttempo) aus vorran- gegangener Schräglage wieder auf. Diese Steuerung wirkt bis zum Erreichen der Geschwindigkeit Null (Stand), um ein Einklappen des Dreispurfahrzeuges zu vermei- den. Diese Einrichtung kann auch in Form einer pneumatischen, elektrischen oder hebelmechanischen Einrichtung ausgelegt sein. Schließlich ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß diese Enrichtung 4,5 auch die Funktion der Begrenzung des maximalen Nei- gungswinkels definiert.

In Figur 5 ist die Seiternansicht des Fahrzeuges dargestellt. Der Fahrer P kann wie ersichtlich eine dynamische Fahrhaltung einnehmen und das Fahrzeug auch bei ho- hen Geschwindigkeiten sicher beherrschen, Das Fahrzeug vereinigt somit die dyna- mischen Eigenschaften eines üblichen Motorrades oder einer Rennmaschine mit der Sicherheit eines Personenkraftwagens.

Weitere Vorteile der Erfindung sind : Die Standarretierung gibt nach Aufnahme der Fahrt bei der Grenzgeschwindigkeit von ca. 15 km/h ihre Arretierung frei.

Die Konstruktion sieht auch eine Radstandsverlängerung vor, indem die beiden Quertenker (0 und U) in Längsrichtung um das Maß der Radstandsverlänterung zu- nehmen. Ferner ist der Abstand der Gelenkpunkte (6,10) sowie (7,11) in der Spur- weite variabel ist. Es bestreht auch die Möglichkeit, daß der Abstand der Gelenk- punkte (8,10) mit (9,11) unterschiedlich lang ist, im Vergleich zu den Gelenkspunkten (6,8) mit (7,9).

Die Gelenkspunkte (6,7, 7', 8, 9, 9', lO, 11 und 11) sind in elastokinetischen Lagern gelagert.

Die Querlenker (O und U) sind in ihrer Länge verstellbar sind und können während der Fahrt zur Erzielung gewollter Fahrzustände des Dreispurfahrzeugs gesteuert werden.

Die Steuerung der Querlenker kann mittels einer den Neigungswinkel bei Kurvenfahrt und/oder über den Kraftverlauf der Seitenkräfte erfassende Vorrichtung erfolgen.

Die Räder sind über in der Härte steuerbare Federelemente abgestützt oder können rechnergesteuerte Stoßdämpfer haben.

Alle Räder können ABS-gesteuert gebremst werden, wobei das angetriebene Rad antischlupfgesteuert ist. Ferner können alle drei Räder ESP-gesteuert sein.

Das angetriebene Rad wird per Zahnriemen und/oder per Kette und/oder per Kar- danantrieb angetrieben, die Kraftübertragung vom Motor erfolgt über ein mechani- sches und/oder halbautomatisches und/oder vollautomatisches Getriebe.

Das Rahmenteil (L) mit Lenker und mit Beciienteiien wie Gas, Bremse ; Schattung, Kupplung (= Linkslenkervariante) kann mit dem baugleichen Rahmenteil (R) zur Rechtslenkervariante getauscht werden kann. Ebenso kann der Antriebsstrang samt gefederte und angetriebenem Hinterrad an den 3 Gelenkspunkten (8,9, 9') mit ei- nem ähnlichen Antriebsstrang gewechselt werden.




 
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