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Dokumentenidentifikation DE69402087T2 30.10.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0606191
Titel Radfahrzeug mit Pendelachse und blockierbarem Gelenkarm
Anmelder Calleja Vidal, Carlos, Granada, ES
Erfinder Calleja Vidal, Carlos, Granada, ES
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Aktenzeichen 69402087
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, PT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 03.01.1994
EP-Aktenzeichen 945000016
EP-Offenlegungsdatum 13.07.1994
EP date of grant 19.03.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.10.1997
IPC-Hauptklasse B62K 5/04
IPC-Nebenklasse B62D 9/02   B60G 21/00   

Beschreibung[de]

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dreirad, das ausgerüstet ist mit einem mit einer Schwingachse versehenen Gelenkausgleicher, der Blockiermöglichkeiten aufweist. Das Dreirad ist ein leichtes Fahrzeug mit einer geringen Breite, mit einem hochliegenden Schwerpunkt und mit dynamischer Stabilität und statischem Gleichgewicht in den Kurven. Dieses Fahrzeug, das ein Vorder- und zwei Hinterräder hat, kann mit einem konventionellen Motorrad in Verbindung gebracht werden, wobei vorliegende Erfindung sich an diesen Industriebereich richtet.

Der Zweck des hier beschriebenen Fahrzeuges ist, die Manövrierfähigkeit eines Motorrades mit grösserer Sicherheit und Zweckmässigkeit zu kombinieren. Genau wie im Falle eines jeden Motorrades wird die Stabilität in den Kurven über eine seitliche Verschiebung des Schwerpunktes erreicht, die durch eine seitliche Neigung des Fahrzeuges verursacht wird, wenn dieses sich einer Kurve nähert.

Die Dokumente FR-A-2.616.405 und US-A-4.887.829 beziehen sich auf ein Dreirad mit einer grossen hinteren Spurweite, sodass der Schwerpunkt desselben immer über der hinteren Spurbreite liegt, auch wenn das Dreirad geneigt ist, wodurch das statische Gleichgewicht gesichert ist, ohne dass eine Blockiervorrichtung notwendig wird. Demzufolge hat dieses Dreirad eine geringere Manövrierfähigkeit als ein herkömmliches Motorrad mit zwei Rädem. Das Dokument FR-A-2.616.405 entspricht dem Oberbegriff der beigefügten Patentansprüche 1 und 2.

Das Dokument FR-A-1.562.248 beschreibt ein Dreirad, das mit einer Blockiervorrichtung versehen ist, die aus einer Fliehkraft-Trommelbremse besteht; die Hinterräder dieses Dreirades sind aber starr und können nicht schwingen, und nur ein Hauptvordergestell kann sich neigen. Demzufolge stellt diese Blockiervorrichtung kein gutes Sicherheitsniveau zur Verfügung, besonders wenn ein schneller Richtungswechsel erfolgt.

Der Zweck dieser Erfindung ist also, ein dreirädriges Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, dass sich seitlich mittels einer Schwingbewegung neigen kann, die aufwärts/abwärts der Bewegung der Hinterräder entgegenwirkt, in Verbindung mit der grossen Manövrierfähigkeit eines herkömmlichen Motorrades mit zwei Rädem, das seitlich schneller geneigt werden kann und mit einem grösseren Sicherheitsgrad, und das statisch stabil und dynamisch verbessert ist.

Die Erfindung löst dieses Problem, indem sie ein Dreirad übereinstimmend mit beigefügten Patentansprüchen 1 und 2 vorschlägt.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Wenn man es mit einem herkömmlichen Motorrad vergleicht, wird durch das Fahrzeug mit einem "Gelenkausgleicher mit Schwingachse und mit Blockiermöglichkeiten" eine grössere und zweckmässige Sicherheit gegeben, als mit einem Motorrad, ohne dass es seine Manövrierfähigkeit oder Beschaffenheiten verliert. Was die Zweckmässigkeit betrifft, können u.a. folgende Vorteile erwähnt werden:

1. Der Fahrer muss nicht das Fahrzeug mit beiden Beinen halten, wenn es momentan in seinem Betrieb eingestellt wird, da das Fahrzeug sich, infolge der Blockierung der Drehung des Ausgleichers, selbst vertikal hält.

2. Angesichts der vorhergehenden Eigenschaft erlaubt das Fahrzeug den Gebrauch von gut verhüllenden Verkleidungen, die einen guten Schutz gegen die Kälte und den Regen darstellen. Demzufolge ist dieser Mechanismus ein ideales Zubehör für Projekte, die, genau wie das C-1 von BMW, das Ziel haben, Fahrzeuge zu entwickeln, die leicht manövrierbar sind im chaotischen Stadtverkehr, ohne dagegen auf eine Mindestsicherheit und -zweckmässigkeit verzichten zu müssen.

3. Das Parken des Fahrzeuges verlangt keinerlei Anstrengung, sogar auf geneigten Strassenflächen, da es nicht mit Ständern versehen ist.

4. Im Falle von Pannen, kann das Fahrzeug manuell leicht geschoben werden, ohne die Gefahr, dass es seitlich hinfällt. Ausserdem und da es selbsttragend ist, ist es einfacher, Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten des Fahrzeuges auszuführen.

5. Die Verringerung des Gewichtes als erster Feind des Motorradf ahrers erlaubt, das Fahrzeug mit einer Reihe von Elementen auszurüsten, die zur Sicherheit und Zweckmässigkeit beitragen: automatische Blockiervorrichtung des Ausgleichers; eine Bremse an allen Rädem mit einer einzigen Fussteuerung; ein Antiblockiersystem für die ABS-Bremsen; Brennstofftanks mit einem grösseren Fassungsvermögen; breitere und bequemere Sitze; usw.

6. Die Benutzerfreundlichkeit dieses Fahrzeuges ist die richtige für automatische Getriebe sowie für ;!Rückwärtsfahrenl in den verschiedensten Ausführungen.

7. Der Fahrer hat Vertrauen in dieses Fahrzeug. Dadurch ist diese Fahrzeugart passend für einen weiten Benutzerkreis, der normalerweise der Anschaffung eines Motorrades abgeneigt ist.

Was die Sicherheit des mit einem "Gelenkausgleicher mit einer Schwingachse und mit Blockiermöglichkeiten ausgerüsteten" Fahrzeuges betrifft, gibt es folgende Vorteile gegenüber der herkömmlichen Motorräder:

1. Die (sehr häufig vorkommende) Schleudermöglichkeit des hinteren Rädersatzes infolge einer zu grossen Geschwindigkeit in den Kurven oder einer falschen Beschleunigung oder eines Bremsvorganges, wenn das Fahrzeug geneigt ist, wird beträchtlich verringert.

2. Die Antriebskraft in allen Lagen und allen Geländearten, besonders wenn das Gelände rutschig ist, ist grösser.

3. Besseres Bremsvermögen. Einer durch das dritte Rad verursachten besseren Radhaf tung muss noch insbesondere eine grössere Stabilität beim Bremsvorgang hinzugefügt werden.

4. Die Blockierung der Hebeldrehung erlaubt, das Gleichgewicht des Fahrzeuges zu halten, wenn es ins Schleudern kommt, wobei zusätzlich eine Sicherheitsspanne in dieser und anderen Gefahrenssituationen vorgesehen ist.

Die aufgezählten Vorteile 1, 2 und 3 müssen nicht näher erklärt werden, da sie offensichtlich sind, was aber die Nummer 4 betrifft werden wir näher darauf eingehen.

Wenn man die Abbildung 27 beobachtet, kann man sehen, dass das Gleichgewicht eines konventionellen Motorrades verlangt, dass die Kraft R, die aus den beiden anderen Kräften resultiert, die in Betracht zu ziehen sind (Fc = Zentrifugalkraft; Fw = Fahrzeuggewicht), durch eine ideale Punktachse zum Boden hin geht, die die Kontaktpunkte der Räder am Boden verbindet. Der Fahrer erreicht dies beinahe instinktiv durch die Neigung im genauen Winkel entsprechend der Geschwindigkeit des Motorrades und dem Kurvenradius. In dieser Lage kann jegliches leichtes Schleudern des Vorderteils oder des Hintersatzes zu einer sofortigen Änderung des Neigungswinkels führen, was den Gleichgewichtsverlust und den entsprechenden Zwischenoder Unfall verursacht.

Was das hier dargestellte Fahrzeug betrifft, wenn der Fahrer merkt, dass die Situation gefährlich sein kann (zu grosse Geschwindigkeit auf nassem Boden, Rollsplit, Fettstellen usw.) , bereitet er sich darauf vor, den Ausgleicher zu blockieren, so dass, wenn ein Gleiten eintritt, sich nicht der Neigungswinkel des Fahrzeuges ändert und so das Gleichgewicht aufrechterhalten wird, wodurch die Steuerung erleichtert wird. Bei mit ABS versehenen Fahrzeugen könnte dieses System automatisch die Drehung des Ausgleichers blockieren, wenn irgendeine Klemmung der Räder entdeckt oder irgendein Unterschied zwischen der Drehung der Vorder- und Hinterräder beobachtet wird.

Es gibt noch andere Situationen, in denen die Blockierung des Ausgleichers eine Sicherheitsspanne festlegt. So würde zum Beispiel eine zu grosse Geschwindigkeit bei Drehen einer Kurve oder bei einer Kurve mit unterschiedlichem Radius mit einer nicht passenden Geschwindigkeit den Fahrer dazu zwingen, das Motorrad weiter neigen zu müssen als den Neigungswinkel, für den er psychisch vorbereitet sein kann, oder weiter als für den Verschleiss der Bereifung oder den Zustand der Strasse ratsam ist. In dieser Situation neigt der Fahrer, der die Schleudergefahr bei Bremsbetätigung und wenn das Motorrad geneigt ist kennt, dazu, den Kurvenradius zu erweitern, und als Ergebnis würde er von der Strasse fahren oder auf die Gegenf ahrbahn geraten.

Unter diesen Umständen legt die Blockierung des Ausgleichers, wie wir sehen können, eine Sicherheitsspanne fest, die es erlaubt diese Gefahr ohne eine zu grosse Neigung des Fahrzeuges zu überwinden; die Bereifungen können ausserdem innerhalb des Bereiches ihrer besten Haftfähigkeit arbeiten.

Nachstehendes Beispiel veranschaulicht vorstehende Ausführungen. Man geht davon aus, dass das Fahrzeug + Fahrer ein Gewicht von W = 250 kg haben, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 90 Km/Stunde ist (V = 25 m/Sek.), dass r = 100 m im Kurvenradius ist, dass h = 0,85 m die Höhe des Schwerpunktes ist, wenn das Fahrzeug die vertikale Position hat, und dass a= 0,36 m gleich der hinteren Spurweite ist, wenn das Fahrzeug die vertikale Position hat.

In einer normalen Situation (freier Ausgleicher) ist der Neigungswinkel mit Bezug auf die Vertikale des Fahrzeuges derselbe wie für ein Motorrad, d.h., Irrtum vorbehalten, 32º32'. Dagegen, wie aus Abbildung 28 hervorgeht, wenn der Ausgleicher blockiert ist, ist der Neigungswinkel, bei dem die Kraft R wirksam ist, nicht nur einer sondern er kann sich zwischen R&sub1; und R&sub2; bewegen, den Bereich in dem das Fahrzeug sein Gleichgewicht behält.

Der grössere oder geringere Abstand zwischen diesen Werten hängt von der hinteren Spurweite, vom Winkel der vorhergehenden Neigung des Fahrzeuges, von der Höhe des Schwerpunktes des Fahrzeuges und vom Punkt ab, an dem sich dieser Schwerpunkt bezüglich der Grundfläche des Fahrzeugesrades befindet, ab. Im vorhergehenden Beispiel, wenn man davon ausgeht, dass der Schwerpunkt des Fahrzeuges sich bei 2/3 des Hinterteils der Grundfläche der Fahrzeugräder befindet (gemessen ab dem Zentrum des Vorderrades bis zum Mittelpunkt zwischen dem Zentrum der Hinterräder), wären die maximalen (B&sub1;) und minimalen (B&sub2;) Werte für die Neigung von R&sub1; und R&sub2;, Irrtum vorbehalten, je 39º54' und 23º42'.

Dies bedeutet, dass das Fahrzeug mit blockierten Ausgleicher bei 32º32' fähig ist, eine Zentrifugalkraft auszugleichen, die für ein Motorrad Neigungen zwischen 23º42' und 39º54' verlangen würde, was Geschwindigkeiten zwischen 74,68 km/Std. und 103,06 km/Stunde für eine Kurve mit einem Radius von 100 m bedeuten würden. D.h. für eine Geschwindigkeit von 90 km/Stunde ohne Gleichgewichtsverlust ist eine Variation der Kurvenradius zwischen 145,2 m und 76,2 m möglich.

Es ist offensichtlich, dass die manuelle Blockierung der Ausgleicherdrehung wie immer einen gewissen Grad an Übung verlangt. Diese Blockierung kann aber automatisch erfolgen. Die Möglichkeit, diese Blockierung mit dem ABS- System zu verbinden, wurde schon vorher behandelt; sie kann aber durch einen Mikroprozessor ergänzt werden, der unter Analyse der Parameter wie z. B. die Geschwindigkeit, die Neigung, die Zentrifugalkraft, die Beschleunigung, die Verzögerung usw. den genauen Moment für die automatische Blockierung und das automatische Lösen der Ausgleicherdrehung bestimmt.

ZEICHNUNGEN

Die fortlaufenden Referenzen auf die Zeichnungen im Laufe der nachfolgenden Beschreibung haben den Zweck, diese verständlich zu machen. Demzufolge werden nachstehend folgende Abbildungen kommentiert:

Abbildung 1 ist eine Rückansicht in Perspektive des Fahrzeuges der Erfindung.

Abbildung 2 zeigt drei Rückansichten des Fahrzeuges der Abbildung 1 während Ihrer Neigung zu einer Seite hin.

Abbildung 3 ist ähnlich wie Abbildung 2, zeigt aber die Neigung des Fahrzeuges zur anderen Seite.

Abbildung 4 zeigt drei Rückansichten des Fahrzeuges, je in der Mittenposition und in den beiden gegenüberliegenden geneigten Stellungen, wobei die Hinterräder mit gestrichelter Linie dargestellt sind, um die Bewegung der Verbindungsstangen zu zeigen.

Abbildung 5 ist eine Perspektive einer Gruppe in Form eines T's, die die Achse des Ausgleicher einschliesst.

Abbildung 6 ist eine schematische Darstellung der Abbildung 4, die die Lagerung des hinteren Räderwerkes zeigt.

Abbildung 7 ist eine Perspektive eines Ausgleichers, der eine Trommelbremse einschliesst und nicht mit seiner Achse verbunden ist, übereinstimmend mit einer ersten Ausführung der Erfindung.

Abbildung 8 ist ähnlich wie Abbildung 5, stellt aber eine Gruppe mit einer Scheibenbremse und einem Oberarm dar zum Befestigen eines Stossdämpfers.

Abbildung 9 ist ähnlich wie die Abbildung 8, zeigt aber eine Gruppe mit einer Befestigungsvorrichtung anstatt des Oberarmes.

Abbildung 10 ist ähnlich wie die Abbildung 7, stellt aber einen Ausgleicher ohne Trommelbremse dar.

Abbildungen 11 und 12 sind ähnlich wie die Abbildungen 8 und 9 ausser, dass die Gruppe keine Ausgleicherachse enthält.

Abbildung 13 ist eine auseinandergezogene Teilansicht der Verbindung mittels Kugelgelenken einer Verbindungsstange zwischen einer Schwinggabel und dem Ausgleicher. Abbildungen 14 und 15 zeigen im Querschnitt eine Rück- und eine Seitenansicht der Abbildung 13 jeweils in montierter Stellung.

Abbildung 16 ist eine Perspektive des Ausgleicher mit Schubstangen, die an die Schwinggabeln befestigt werden müssen.

Abbildung 17 ist eine Seitenansicht der Abbildung 1.

Abbildung 18 ist eine ähnliche Ansicht der Abbildung 17, zeigt aber eine zweite Ausführungsform

Abbildung 19 und 20 sind Grundrisse der Bremsscheibe jeweils in ihren Ruhestellung und Bremsstellung.

Abbildungen 21 und 22 zeigen eine Ausführungsform übereinstimmend mit dem Patentanspruch 1, in der der Ausgleicher auf einer Ebene über den Schwinggabeln liegt.

Abbildungen 23 und 24 zeigen eine Ausführungsform übereinstimmend mit dem Patentanspruch 2, in der der Ausgleicher auf einer Ebene unter den Schwinggabeln liegt.

Abbildungen 25 und 26 zeigen eine Ausführungsform übereinstimmend mit Patentanspruch 3, bei der der Ausgleicher auf einer höheren Ebene liegt als die Schwinggabeln.

Abbildungen 27 und 28 sind schematische Ansichten des Neigungs-Gleichgewichts-Winkels eines konventionellen Motorrades und des vorliegenden Dreirades.

Zum Erreichen der seitlichen Neigung des hier beschriebenen Fahrzeuges (Abbildung 1) ist es notwendig, jedes Hinterrad (4a, 4b) mit einer aufwärts/abwärts- Schwingbewegung zu versehen, so dass, wenn eins der Räder steigt, das andere sich im selben Ausmass absenkt, wodurch die Neigung des Fahrzeuges verursacht wird (Abb. 2 und 3).

Demzufolge besteht das technische Problem darin, zu erreichen, dass das hintere Räderwerk sich so verhält, dass, obgleich es aus zwei Rädem besteht, die seitliche Neigung des Fahrzeuges, entweder zu einer Seite oder der anderen, übereinstimmend mit dem Bedarf des Fahrers erleichtert

Zu diesem Zweck ist jedes der Hinterräder (4a, 4b) an das Fahrgestell (1) mittels einer drehbar montierten Gabel (5a, 5b) angeschlossen (nachstehend "Schwinggabel" genannt), ähnlich der bei konventionellen Motorrädem verwendeten. Beide Schwinggabeln (5a, 5b) werden an ihrer Vorderseite (übereinstimmend mit der Fahrtrichtung des Fahrzeuges) mit einer einzigen Achse (6) befestigt, die nicht mit denselben verbunden ist und am Rahmen (1) mit dem unteren Rückteil quer zur Fahrtrichtung verankert ist. Jedes Hinterrad verfügt über seine eigene Achse, die am hinteren Ende einer jeden Schwinggabel liegt.

Das einzige Vorderrad (2) des Fahrzeuges ist am Rahmen (1) mittels einer teleskopischen, hydraulischen Gabel (3) angeschlossen, die gleich ist, wie die in den herkömmlichen Motorrädem verwendete, und die auch dieselbe Richtungs- und Befestigungsgeometrie aufweist.

Die für die Hinterräder (4a, 4b) beschriebene Schwingbewegung wird über einen Hebel erreicht, den wir "Ausgleicher" (7, 7') nennen, der an seinem Mittelpunkt mittels einer Achse (97, 98) gehalten wird, um die er sich dreht. Der Ausgleicher wird senkrecht zu den Schwinggabeln (5a, 5b) installiert und, abhängig von den vom Fahrzeug verlangten Fahreigenschaften kann er auf einer Ebene über oder unter der Ebene der Schwinggabeln liegen.

An jedem Ende des Ausgleichers ist eine Drehgelenkverbindungsstange (11a, 11b) angebracht, die mit der Schwinggabel an ihrem Ende (5a, 5b) in Verbindung steht, so dass, wenn sich eine Schwinggabel aufwärtsbewegt, diese eine Drehbewegung des Ausgleichers (7, 71) verursacht, wobei gleichzeitig die Schwinggabel des anderen Endes sich absenkt und umgekehrt (Abb. 4).

So kann davon ausgegangen werden, dass über die Schubstangen (11a, 11b) die Drehbewegung des Ausgleichers (7, 7') sich in eine Steig- und Senkbewegung der Schwinggabeln (5a, 5b) umsetzt. Für diese Bewegungsumsetzung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. So, zum Beispiel, geht der anfängliche Parallelismus des Verbindungsgestänges (11a, 11b) mit der Drehung des Ausgleichers (7, 7') verloren, dadurch verursacht, dass der Letztere eine feste Länge aufweist; ausserdem werden die durch die Schubstange mit dem Ausgleicher oder mit den Schwinggabeln geformeten Winkel ständig durch die Aktion des Mechanismus geändert.

Es ist also ein Ausrüsten mit einem passenden Drehgelenksystem zwischen den verschiedenen Komponenten notwendig, um die Spannungen zu beseitigen, denen es in seinem Verhalten ausgesetzt ist infolge der ständigen Wertänderungen und der Proportionen, wodurch eine sanfte und widerstandslose Bewegungsumsetzung erreicht wird.

Die passende Drehgelenkverbindung ist die als "Kugelgelenkkupplung" bekannte, die innerhalb einiger Werte erlaubt, dass die Schubstangen (11a, 11b) jeden Winkel mit Hinsicht auf den Ausgleicher (7, 71) und die Schwinggabeln (5a, 5b) bilden. Demzufolge ist jedes Ende der Schubstangen mit einem Kugelgelenk versehen (112), das einen grösseren Durchmesser als die Stange (111) hat, die sie verbindet. Dagegen muss jedes Ende des Ausgleichers und jede Schwinggabel mit den entsprechenden Sockeln versehen sein, die die Aufnahme ohne einen zu grossen Spielraum der Kugelgelenke der Verbindungsstangen erlauben.

Natürlich verläuft die Achse (97, 98)1 die schnell den Ausgleicher (7, 7') an seinem Mittelpunkt hält, parallel zu den Schwinggabeln (5a, 5b) und mit einem gleichmässigen Abstand zu diesen, wenn das Fahrzeug sich in vertikaler oder Ruhestellung befindet. Diese kann auf einer höheren oder einer niedrigeren Ebene liegen als die Schwinggabeln (5a, 5b) , wie schon oben in der Beschreibung der Ausgleicherstellung (7, 7') erwähnt.

Um dem hinteren Räderwerk des Fahrzeuges eine Federung zu verschaffen, kann die Verbindung dieser Achse mit dem Fahrgestell nicht fest oder starr sein, sondern muss so sein, dass sie eine steigende/absenkende durch einen einzigen Stossdämpfer (10) gesteuerte Schwingbewegung erlaubt, ähnlich wie der Stossdämpfer, der in den modernen Motorrädem verwendet (Abb. 5 und 6) wird.

Zum Erreichen der Schwingbewegung der Achse verwendet man eine Gesamtheit (9, 9') in Form eines T's. Da diese Gruppe mit ihren Stirnseiten (91, 92) am Fahrgestell (1) befestigt ist (je nach Fahrtrichtung), erlaubt die Rückseite (93) eine steigende/abfallende Schwingbewegung.

Natürlich muss die Befestigung der Stirnseiten (91, 92) der Gruppe am Fahrgestell (1) die entsprechenden reibungslosen Wälziager (15) beinhalten, die erlauben, dass die Bewegung ohne irgendeinen Widerstand ausgeführt werden kann. Siehe Abbildung 5.

Die Möglichkeit, nach Belieben die Drehung des Ausgleichers (7, 7') zu blockieren, bietet wichtige Anwendungszwecke und verleiht dem Fahrzeug ein statisches Gleichgewicht oder Sicherheitsspannen hinsichtlich der Positionierung in gefährlichen Situationen.

Das Befestigungssystem, das für die Erfindung wegen seiner Einfachheit, der niedrigen Kosten und richtigen Anpassung am besten ist, wird Trommelbefestigungssystem genannt, das, wie man sehen kann, ähnlich arbeitet, wie die schon bekannten Trommeibremsen. Der einzige festzustellende Unterschied mit bezug auf die gewöhnliche Trommelbremse besteht darin, dass praktisch keine Reibung zwischen den Bremsschuhen und der Trommel entsteht, was einen Austausch des Bremsschuhmaterials erlaubt und auch, die Trommel mit einer gewissen internen Rauhigkeit oder Verrillung zu versehen, um so eine wirksame Hemmung mit einem kleinstmöglichen Trommeldurchmesser zu erreichen.

Wenn der Ausgleicher (7) nicht mit der Achse (97) verbunden ist, werden die Bremsscheibe (81) , die Bremsschuhe (82) enthält, ihre Führungen (83), die hinteren Federn (86) der Stossdämpfer, der Antriebsnocken (84) und die ensprechende Achse (85) am hinteren Ende (93) der Gesamtheit (9) installiert, wie aus Abbildung 21 zu ersehen ist. Wenn die Bremsnocke (84) betätigt wird (Abb. 19 und 20), dehnen sich die Bremsschuhe (82) aus und reiben gegen die Trommel wodurch vermieden wird, dass diese sich dreht. Natürlich muss die Trommel (73) ein integrierter Teil des Ausgleichers (7) sein, entweder durch Bildung eines einzigen Elements mit demselben (Abb. 7) oder weil sie integral mit demselben verbunden ist.

Wenn der Ausgleicher (71) mit der Achse verbunden ist, ist diese Achse (98) unabhängig von der Gesamtheit (9'). Diese Achse wird längs in die Gesamtheit (9') der Abbildungen 11 und 12 eingeführt&sub1; während ihre Stirnseite herausragt (abhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges), zwecks Anschluss an die Trommel (74), und während das Hinterende für den Anschluss an den Ausgleicher (7) herausragt (Abb. 23). Die Bremsscheibe (81) mit allen Komponenten liegt an der mittleren Stirnseite der Gesamtheit (9'), um sich der unabhängigen Trommel (74) zu widersetzen.

BAUWEISE DER ERFINDUNG

Die Konstruktion des Gelenkausgleicher, ausgerüstet mit einer Schwingachse mit Blockiermöglichkeiten, umfasst folgende Teile oder Elemente:

AUSGLEICHER (7, 7'). Von leichter, robuster Konstruktion zur Vermeidung von Torsionen und Trägheit, ist es empfehlenswert, diesen in einem einzigen Teil herzustellen; abhängig von der Konstruktion kann er in einer Bremstrommel (Abb. 7) eingefügt werden oder nicht (Abb. 10). An den Enden des Ausgleichers werden die Kugelgelenke (71, 72) installiert, auf die weiter unten Bezug genommen wird.

Wenn der Ausgleicher (7) und seine Achse (97) nicht ein einziges Teil bilden, müssen die passenden reibungslosen Wälziager installiert werden, die erlauben, dass der Ausgleicher widerstandlos um die Achse dreht. Abbildung 7 zeigt, zum Beispiel, Kugellager mit Winkelkontakt mit einer doppelten Reihe Kugelrollen (14) an beiden Enden der Ausgleichergruppe, in den hierfür vorgesehenen Öffnungen.

Wenn der Ausgleicher (71) und seine Achse (98) ein einziges Teil bilden, werden die reibungslosen Wälziager in der Gesamtheit (91) untergebracht. Wie aus Abbildung 11 und 12 hervorgeht, werden Nadellager (15) für die Stirnseite und Kugellager (14) für die Rückseite vorgeschlagen.

KUGELGELENKE (71, 72) DES AUSGLEICHERS.

Diese sitzen an beiden Enden des Ausgleichers und sind ein Bestandteil desselben. Wenn das gewählte System für die Anpassung der Gelenkverbindung über Kugelgelenke es so verlangt, müssen diese abmontiert werden können, um in denselben die Kugeln (112) der Schubstangen (11a, 11b) einführen zu können. Alternativ wenn die Kugeln der Schubstangen abmontierbar sind, könnten diese seitlich in die Kugelgelenke des Ausgleichers eingeführt werden, während die Kugelrolle zwischen den Halblagern (114) gehalten wird, wie aus Abbildung 13 und 14 hervorgeht.

Die Gelenkverbindung muss ordnungsgemäss geschmiert sein&sub1; um die Reibung zwischen der Kugel (112) und den Halblagern (114) auf ein Minimum zu reduzieren. Desweiteren ist das Eindringen von Schmutz durch die Installierung irgendeines Gummi- oder Plastikschutzes in der Art eines Balgs zu vermeiden, der nicht die Bewegung der Gelenkverbindung beeinträchtigt.

SCHUBSTANGEN (11a, 11b). Hiervon gibt es zwei, und ihre Aufgabe ist, die Drehbewegung des Ausgleichers (7, 71) in eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Schwinggabeln (Sa, Sb) oder umgekehrt umzuwandeln. Jedes ihrer Enden ist mit einer Kugel versehen (112) , deren Durchmesser grösser ist als der der entsprechenden Schubstange (11). Eine der Kugeln einer jeden Stange liegt im Kugelgelenk des Ausgleichers (71, 72) während die andere im Kugelgelenk der Schwinggabel (51, 52) derselben Seite liegt. Die Kugeln können abmontiert werden oder nicht, abhängig vom für diese Art Gelenkverbindung vorgesehenen Montagesystem.

Abbildungen 13, 14, 15 und 16 zeigen als Beispiel ein Anpassungsystem, das die Abmontage der beiden Kugeln einer jeden Verbindungsstange verlangt. Beide Kugeln (112) sind an die Schubstange (111) angeschraubt, wobei die Verbindung über eine kleine Stelischraube bzw. Stiftschraube (113) gesichert ist. Die Offnung jeder Kugel, in die die Stiftschraube eingeführt wird, erlaubt auch das Fixieren des Kugel nach Einführen derselben in das Kugelgelenk, was ein festes Anschrauben an die Stange erlaubt.

KUGELGELENKE DER SCHWINGGABELN. An jeder Schwinggabel (5a, 5b), in einem Bereich nahe dem Punkt, an dem die Gabel sich teilt, ist ein Kugelgelenk (51, 52) installiert, das dieselbe Aufgabe hat wie der Ausgleicher, d.h. es ist mit der erwähnten Schmierung und den Gummi- oder Plastikschutzvorrichtungen versehen. Die Konstruktionsoptionen sind unterschiedlich und hängen von der Art der verwendeten Schwinggabel und dem ausgewählten Montagesystem ab.

Wie aus Abbildungen 13 und 15 hervorgeht, ist die vorgeschlagene Lösung für den Anschluss der Schubstange- Schwinggabel identisch wie die für den Anschluss Stange- Ausgleicher beschriebene. Das Kugelgelenk (51, 52) der Schwinggabel, das unabhängig von der letzten konstruiert ist, wird in die Schwinggabel (5a, 5b) eingeführt, die im Bereich hohl ist, der dem Bereich gegenüberliegt, wo sich die Gabel teilt, und ist an derselben mit Schrauben oder Schweissnähten befestigt. Die Öffnung des Kugelgelenkes, durch die die Halblager (114) und die Kugel (112) eingeführt werden, liegt im Bereich, wo sich die Gabel teilt, wie aus Abbildung 4 hervorgeht.

GESAMTHEIT ZUR BEFESTIGDNG DER AUSGLEICHERACHSE (9, 9') Wie oben erwähnt, um eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Ausgleichers zu ermöglichen, muss dieser am Fahrgestell mit Hilfe einer Gesamtheit befestigt werden, die mit den passenden reibungslosen Lagern ausgerüstet ist, die diese Bewegung erlauben (Abb. 5).

Wenn die Achse nicht direkt Bestandteil des Ausgleichers (7) ist, enthält die Gesamtheit (9) die Achse (97) und die Bremsscheibe (81) wie aus Abbildung 8 und 9 hervorgeht.

Wie in Abbildung 8 dargestellt, enthält die Gesamtheit (9) einen oberen Arm (94) für die Ankupplung des Stossdämpfers (10). Diese Montageart wird als passend betrachtet, wenn der Ausgleicher (7) auf einer höheren Ebene installiert wird als die der Schwinggabeln (5a, 5b), um eine zu grosse Höhe für die Befestigung des Stossdämpfers (10) an das Fahrgestell (1) zu vermeiden, da dieser Stossdämpfer praktisch horizontal installiert wird (Abb. 17).

Die Befestigungsvorrichtung (95) der Abbildung 9 dient für die Befestigung des Stossdämpfers (10) in einer beinahe vertikalen Position, wenn der Ausgleicher sich auf einer Ebene befindet, die unter der der Schwinggabeln (Abb. 18) liegt.

Wenn die Achse Bestandteil des Ausgleichers ist (7'), enthält die Gesamtheit (9') nicht die unabhängige Achse (98) sondern eine Führung für dieselbe, in die sie längs eingeführt wird. Der obere Ankupplungsarm (94) (Abb. 11) oder die Kopplungsvorrichtung (95) (Abb. 12) zeigen uns die Befestigungsart für den Stossdämpfer (10), wie oben erklärt.

Bei allen vorhergehenden Vorschlägen gingen wir davon aus, dass der einzige Stossdämpfer (10) direkt an der Gesamtheit (9, 91) befestigt ist. Die Steuerung der Schwingbewegung der Achse (97, 98) des Ausgleichers kann aber auch mit einem Gelenkstangen-Verbindungssystem zwischen der Gesamtheit (9, 9') und dem Stossdämpfer (10) erreicht werden. Wir hielten es nicht für notwendig, diese Möglichkeit weiter zu entwickeln, sondern sie nur zu erwähnen, da diese Alternative nicht ein Teil des Inhalts der Ansprüche ist.

Abschliessend muss erwähnt werden, dass die Ankupplung der Gesamtheit (9, 9') an das Gestell (1) mit verschiedenen Mitteln erfolgen kann, von denen eines nur als Beispiel in der Abbildung 5 dargestellt ist, in der, wie zu sehen ist, die komplette Gesamtheit (9, 9') mit zwei unabhängigen Elementen (13) befestigt ist, die sich an jedem Ende (91, 92) befinden und am Fahrgestell (1) angeschraubt sind.

BLOCKIERVORRICHTUNG (8). Diese setzt sich wie folgt zusammen:

1. Die Bremsscheibe (81), die die Bremsschuhe (82), ihre Führungen (83), die hinteren Stossdämpferfedern (86), die Antriebsnocke (84) und die entsprechende Achse (85) (Abbildung 19 und 20) enthält;

2. Die Bremstrommel (73, 74), gegen die die Bremsschuhe (82) reiben, wenn die Antriebsnocke betätigt ist, wodurch die Drehung vermieden wird.

Die Position dieser Elemente ist unterschiedlich, da sie davon abhängt, ob der Ausgleicher ein einziges Teil mit der Achse bildet oder nicht.

Wenn die Achse (97) nicht Bestandteil des Ausgleichers (7) ist, wird die Bremsscheibe (81) mit allen ihren Bestandteilen am hinteren Ende (93) der Gesamtheit (9) angeordnet und wird zum Bestandteil der Gruppe. Die Trommel (73) ist an den Ausgleicher (7) angeschlossen der Bestandteil derselben ist (Abb. 21 und 22).

Wenn die Achse (98) Bestandteil des Ausgleichers (7') ist, wird die Bremsscheibe (81) mit all ihren Bestandteilen am vorderen Ende der Gesamtheit (9') angeordnet und wird zum Bestandteil derselben. Die Achse (98)1 die unabhängig ist von der Gesamtheit (9'), wird längs eingeführt, indem die Vorderseite für die Ankupplung der Bremstrommel (74) und die Hinterseite für die Ankupplung des Ausgleichers (71) hervorragen (Abb.d 23 und 24).

Es ist auch möglich einen Mechanismus zu konstruieren, der mit einer doppelten Blockiervorrichtung versehen ist. In diesem Fall hat die Gesamtheit (9') zwei Bremsscheiben (81, 81'), eine an der Stirnseite und die andere am Rückteil Eine (81), die der Stirnseite, liegt der unabhängigen Trommel (74) gegenüber, die an der Achse (98) mit ihrer vorderen Ende befestigt ist, und die andere (81') am hinteren Teil liegt der Trommel (73) gegenüber, die zum Ausgleicher (711) gehört. Dieser Ausgleicher wird an der Achse (98) an ihrem Rückende befestigt (Abb. 25 und 26).

Beide Optionen für die Blockierung der Ausgleicherdrehung können sowohl zusammen als auch separat zur Anwendung kommen. Im letzten Fall kann eine Option für die manuelle Blockierung und die andere für die automatische Blockierung verwendet werden. D. h. eine Option kann für eine vorübergehende Blockierung im Betrieb und die andere für eine permanente Blockierung verwendet werden, wenn das Fahrzeug geparkt ist.

Hiermit halten wir die Bauweise des "Gelenkausgleichers ausgerüstet mit einer Schwingachse mit Blockiermöglichkeiten" für abgeschlossen. Wir halten aber für die Anpassung an das hier beschriebene Fahrzeug folgendes für notwendig:

A. Angesichts der beträchtlichen Schwingungen, die die Hinterräder des Fahrzeuges erreichen können, wenn dasselbe vom Fahrer und einem Begleiter besetzt ist, wird empfohlen, alle und jede der nachstehenden Massnahmen zu ergreifen, oder eine Kombination derselben mit Hinblick auf ein konventiolles Motorrad: eine Verlängerung von 15 oder 20 cm der Radbasis, die Verwendung von Hinterrädem mit einem geringeren Durchmesser, eine leichte Verschiebung nach vorn des Fahrersitzes und ein etwas höher liegender Passagiersitz.

B. Aus demselben Grund (Schwingung an den Hinterrädem) wird durch die Betätigung der sekundären Kette (Riemenscheibe) empfohlen, dass alle Antriebsritzel auf der Achse (6) der Schwinggabeln (5a, 5b) angeordenet werden, wodurch eine konstante Spannung in jeder Situation erreicht und der Gebrauch von Spannvorrichtungen vermieden wird. Beide Antriebsritzel werden von einem dritten Ritzel betätigt, der mittig zwischen den beiden gelegen und der ist, der die Antriebskraft aufnimmt.

c. Obgleich die Spurweite (12) des Fahrzeuges klein ist (z. B. zwischen 20 und 45 cm), erfordert der unterschiedliche Verlauf eines jeden Hinterrades in den Kurven die Anpassung irgendeines Mechanismus, um die an der Übertragung entstandenen Spannungen zu befreien. Wenn, wie in obiger Betrachtung empfohlen, die Ritzel auf derselben Achse angeordnet werden wie die Schwinggabeln, zwischen dem Mittelritzel und irgendeinem der seitlichen Ritzel, aber simultan nur mit einem von diesen, muss die Möglichkeit akzeptiert werden, dass eine andere begrenzte Drehung eintritt. Wenn die Antriebsritzel im Motor liegen würden, müsste im Motor irgendeine Art Differential oder ein ähnlicher Mechanismus installiert werden.

D. Durch die Blockierung der Ausgleicherdrehung in einer Kurve unterliegen die Schwinggabeln und die Hinterräder grösseren Beanspruchungen als bei einem konventiollen Motorrad. Demzufolge müssen die Schwinggabeln einen grösseren Widerstand gegen die Torsion aufweisen. Die Felgen müssen aus einer Leichtlegierung sein anstatt Radialfelgen, und die Bereifung muss ein geringes Profil zur Vermeiden des Gleitens der Reifen nach aussen haben.

E. Die hintere Spurweite (12) wird mit der Neigung des Fahrzeuges übereinstimmend mit der Formel:

A = a / cos α vergrössert, wo A die Spurweite des Fahrzeuges ist, wenn es sich in geneigter Stellung befindet, a ist die Spurweite des Fahrzeuges in vertikaler Stellung und α ist der Neigungswinkel des Fahrzeuges mit Bezug auf die Vertikale. Diese Vergrösserung der Spurweite verursacht eine gewisse Querreibung an den Hinterreifen, die wichtig wird, wenn das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, sogar auf nassen Steigungen.


Anspruch[de]

1. Dreirad, das

- einen Rahmen(1),

- ein an einer Teleskopgabel (3) angebrachtes Vorderrad (2),

- ein an einer linken Schwinggabel (5a) angebrachtes linkes Hinterrad (4a),

- ein an einer rechten Schwinggabel (5b) angebrachtes rechtes Hinterrad (4b),

- eine Querachse (6), die das Vorderteil der genannten hinteren Schwinggabeln (5a, 5b) am Rahmen (1) sichert und diesen eine unabhängige Schwingbewegung ermöglicht,

- einen Gelenkausgleicher (7),

- eine Gesamtheit (9), die den Ausgleicher (7) an dem Rahmen (1) sichert und die an den Stoßdämpfer (10) ankoppelt,

- eine linke Schubstange (11a), die die linke Schwinggabel (5a) an das rechte Ende des Ausgleichers (7) anschließt,

- eine rechte Schubstange (11b), die die rechte Schwinggabel (5b) an das rechte Ende des Ausgleichers (7) anschließt,

umfaßt, wobei der Ausgleicher (7) vertikal zu den Schwinggabeln (5a, 5b) in einer höheren oder tieferen Ebene zu diesen steht und an seinem Mittelpunkt an der gernnnten Gesamtheit durch eine parallel zu den Gabeln stehende Achse (97) befestigt ist, um eine Drehbewegung zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangen (11a, 11b) an den Ausgleicher und an die Schwinggabeln durch Kugelgelenkkupplungen angeschlossen sind, wobei die Kupplungen in dem Ausgleicher und in den Schwinggabeln aufgenommen sind, in der Nähe des Bereiches, in dem sich die Schwinggabeln trennen; zur Aufhängung des hinteren Fahrgestelles ist die Gesamtheit (9) an ihren stirnseitigen Enden (91, 92) zapfenartig an dem Rahmen (1) angeschlossen und ermöglicht der Achse (97) und dem Stoßdämpfer (10) auf diese Weise eine Schwingbewegung nach oben und nach unten; die Achse (97) ist an der Gesamtheit (9) befestigt, von dessen hinteren Ende (93) sie hervorsteht; zur Ankopplung des Stoßdämpfers (10) beinhaltet die Gesamtheit (9) einen oberen Schenkel (94) oder eine Haltevorrichtung (95), je nachdem ob sich die Gesamtheit über oder unter den Schwinggabeln (5a, 5b) befindet; das Dreirad umfaßt eine zwei einander gegenüberliegende Teile aufweisende Befestigungsvorrichtung (8), wobei der erste Teil eine Bremsscheibe (81), Bremsbacken (82) und deren Führungen (83), einen Antriebsnocken (84) mit seiner Achse (85) und eine Feder (86) beinhaltet, während der zweite Teil eine Trommel (73) umfaßt, die an der Innenseite eine gewisse Wellung bzw. Riffelung aufweist; wobei die Bremsscheibe (81) gemeinsam mit allen ihren Bestandteilen am der im Ausgleicher (7) integrierten Trommel (73) gegenüberliegenden hinteren Ende (93) der Gesamtheit (9) angeordnet ist.

2. Dreirad, das

- einen Rahmen (1),

- ein an einer Teleskopgabel (3) angebrachtes Vorderrad (2),

- ein an einer linken Schwinggabel (5a) angebrachtes linkes Hinterrad (4a),

- ein an einer rechten Schwinggabel (5b) angebrachtes rechtes Hinterrad (4b),

- eine Querachse (6), die das Vorderteil der hinteren Schwinggabeln (5a, 5b) am Rahmen (1) sichert und diesem eine unabhängige Schwingbewegung ermöglicht,

- einen Gelenkausgleicher (7', 7"),

- eine Gesamtheit (9'), die den Ausgleicher (7', 7") an dem Rahmen (1) sichert und die an den Stoßdämpfer (10) ankoppelt,

- eine linke Schubstange (11a), die die linke Schwinggabel (5a) an das rechte Ende des Ausgleichers (7', 7") anschließt,

- eine rechte Schubstange (11b), die die rechte Schwinggabel (5b) an das rechte Ende des Ausgleichers (7', 7") anschließt,

umfaßt, wobei der Ausgleicher (7', 7") senkrecht zu den Schwinggabeln (5a, 5b) in einer höheren oder tieferen Ebene zu diesen steht und an seinem Mittelpunkt an der genannten Gesamtheit durch eine parallel zu den genannten Gabeln stehende Achse (98) befestigt ist, um eine Drehbewegung zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangen (11a, 11b) an den Ausgleicher und an die Gabeln durch Kugelgelenkkupplungen angeschlossen sind, wobei die genannten Kupplungen in dem Ausgleicher und in den Schwinggabeln aufgenommen sind, in der Nähe des Bereiches, in dem sich die genannten Gabeln trennen; zur Aufhängung des hinteren Fahrgestelles ist die Gesamtheit (9') an ihren stimseitigen Enden (91, 92) zapfenartig bzw. drehbar an dem Rahmen (1) angeschlossen und ermöglicht der Achse (98) und dem Stoßdämpfer (10) auf diese Weise eine Schwingbewegung nach oben und nach unten; daß die Achse (98) ein unabhängiger Bestandteil ist, der längs in die Gesamtheit (9') eingeführt ist und an der Stirnseite zur Ankopplung einer unabhängigen Bremstrommel (74) und an der Hinterseite zur Ankopplung des Ausgleichers (7', 7") hervorragt; zur Ankopplung des Stoßdämpfers (10) beinhaltet die Gesamtheit (9') einen oberen Schenkel (94) oder eine Haltevorrichtung (95), je nachdem ob sich die Gesamtheit über oder unter den Schwinggabeln (5a, Sb) befindet; das Dreirad umfaßt eine zwei einander gegenüberliegende Teile aufweisende Befestigungsvorrichtung (8), wobei der erste Teil eine Bremsscheibe (81), Bremsbacken (82) und deren Führungen (83), einen Antriebsnocken (84) mit seiner Achse (85) und eine Feder (86) beinhaltet, während der zweite Teil eine Trommel (74) umfaßt, die an der Innenseite eine gewisse Wellung bzw. Riffelung aufweist; wobei die Bremsscheibe (81) gemeinsam mit allen ihren Bestandteilen am mittleren Vorderteil der der unabhängigen Trommel (74) gegenüberliegenden Gesamtheit (9') angeordnet ist.

3. Dreirad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zweite Befestigungsvorrichtung aufweist, die eine zweite Bremsscheibe (81') umfaßt, die gemeinsam mit allen ihren Bestandteilen am der im Ausgleicher (7', 7") integrierten Trommel (73) gegenüberliegenden hinteren Ende (93) der Gesamtheit (9') angeordnet ist.







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