Aus
dem allgemeinen Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, deren
hydraulische Kurvenneigetechnik durch Bewegung eines Lenkrads oder
eines Lenkers gesteuert wird, ebenso sind Schneemobile mit Kettenantrieb
und lenkbaren Skiern im Frontbereich bekannt, und aus
DE 3611417 A1 ist ein Fahrzeug
bekannt, dessen Neigetechnik vom Fahrer mit den Füssen gesteuert
wird. Mit diesen Fahrzeugen ist das Fahrgefühl bei Kurvenfahrt weit entfernt von
der direkten Handlichkeit eines Zweirads oder eines Skibobs. Außerdem ist
zur Betätigung
der Neigetechnik ein Einsatz der Fahrerhände erforderlich.
In
der US Patentschrift 5.611.555 wird ein Fahrzeug beschrieben, dessen
Neigetechnik der Fahrer steuert, indem er ähnlich wie bei einem Zweirad
die Schwerkraft auf dem Fahrersitz verlagert.
Aus
DE 4423859 A1 ,
von der der Patentanspruch 1 im Oberbegriff ausgeht, ist ein Fahrzeug
mit einer ähnlichen
Steuerung der Kurvenfahrt bekannt, bei dem wenigstens zwei nebeneinander
angeordnete Räder über Stellglieder
am Fahrzeugaufbau aufgehängt
sind und die Stellglieder als Teil einer Ausgleichsvorrichtung über eine
Verbindungseinrichtung in direkter Wirkverbindung stehen.
Die
letztgenannten Neigesysteme erlauben eine mit Zweirädern vergleichbare
Kurvenfahrt. Hierbei hat sich in der Praxis herausgestellt, dass
die Neigetechnik am effektivsten durch Schwerkraftverlagerung ohne
wesentliche Lenkbewegungen gesteuert wird. Das Fahrzeug wird gewissermaßen mit
einem 'Hüftschwung' des Fahrers in Schräglage versetzt. Dieser 'Swing' steuert das Fahrzeug
in extremen Fahrsituationen in eine Driftbewegung, vergleichbar mit
dem Kurvendrift eines Go-Carts.
Die herkömmliche
starre Ausführung
des Fahrersitzes behindert den 'Hüftschwung' zur Verlagerung
der Schwerkraft jedoch und führt
dazu, dass eine harmonische Fahrweise nur mit relativ viel Übung machbar
ist.
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Fahrzeug mit Ausgleichsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu konzipieren, mit dem der 'Swing' zur Steuerung der
Fahrzeugneigung schnell und ergonomisch günstig ausgeführt werden
kann.
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Kern der
Erfindung sind demnach die am Fahrersitz angeordneten Steuerelemente,
welche durch Körpereinwirkung
des Fahrers die Ausgleichsvorrichtung zur Fahrzeugneigung anstoßen.
Vorzugsweise
soll sich der Fahrersitz an einem sportlichen dreirädrigen Fahrzeug – nachfolgend
Swing-Trike genannt – während der
Kurvenfahrt durch Fliehkrafteinwirkung auf einem Steuerschlitten
nach außen
verschieben und dadurch eine Ausgleichsvorrichtung bewegen, welche
das kurvenäußere Rad
absenkt und das Kurveninnere Rad anhebt. Nach Durchfahren der Kurve
und Wegfall der Fliehkraft soll der Fahrersitz in der neutralen
Mittellage wieder zur Ruhe kommen. Die einfachste Ausführung des
Swing-Trikes wird mit Muskelkraft betrieben.
Eine
Anwendung im Wintersport soll sich ergeben, indem die beiden Hinterräder des
Swing-Trikes durch Kufen oder Kurzskier ersetzt werden.
Um
bei einem schweren Motorgetriebenen Fahrzeug die gleiche Handlichkeit
zu erreichen wie bei einem leichten mit Muskelkraft betriebenen
Fahrzeug, soll zwischen dem Steuerelement am Fahrersitz und der
Ausgleichsvorrichtung zur Kurvenneigung ein Servoantrieb zwischengeschaltet
sein.
Als
High-Tech-Lösung
ist die Ausstattung des Fahrersitzes mit Drucksensoren vorstellbar.
Die Sensoren übertragen
hierbei den 'Swing' des Fahrers auf
ein Hydrauliksystem, welches die Fahrzeugneigung bewirkt.
Entsprechend
den genannten Beispielen wird mit einem Swing-Trike die Schräglage wie
bei einem Fahrrad oder Motorrad durch Verlagerung des Körpers gesteuert,
wobei der Fahrer nur den beschriebenen 'Hüftschwung' ausführen muss.
Das Fahrgefühl
ist mit dem 'Wedeln' auf Skiern vergleichbar.
Grundsätzlich ist
die Steuerung der Kurvenneigung mittels am Fahrersitz angeordneter
Steuerelemente nicht auf Sport- oder Freizeitgeräte beschränkt, sondern auch bei schmalen
Arbeitsfahrzeugen zur reaktionsschnellen Korrektur der vertikalen
Fahrzeuglage sinnvoll, weil der Fahrer die Beibehaltung der vertikalen
Lage mit dem Gesäß steuern kann
und dabei die Hände
zur Steuerung der Arbeitsgeräte
frei hat.
Einzelheiten
der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
1 Ansicht von hinten auf
ein Swing-Trike mit verschiebbarem Fahrersitz
2 Seitenansicht des Swing-Trikes
aus 1
3 Ansicht von oben auf das
Swing-Trike aus 1
4 Ansicht von oben auf ein
Swing-Trike mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Fahrersitz
5 Ansicht von hinten auf
ein Swing-Trike mit einem um eine horizontale Achse drehbaren Fahrersitz
6 Ansicht von hinten auf
ein Swing-Trike mit Servounterstützung
7 Ansicht von hinten auf
ein Swing-Trike dessen Fahrersitz mit Drucksensoren und Servounterstützung ausgerüstet ist
8 Seitenansicht eines Motorgetriebenen Swing-Trikes
mit zweiteiligem, verschiebbarem Fahrersitz
9 Ansicht von hinten auf
ein Swing-Trike mit hydraulischer Ausgleichsvorrichtung
10 Seitenansicht eines Swing-Trikes
mit verschiebbarem Fahrersitz und Kufen an Stelle von Hinterrädern
11 Seitenansicht des Swingtrikes
aus 10 jedoch mit Frontmotorantrieb
12 Seitenansicht eines Swingtrikes
mit Schneekettenantrieb
13 Ansicht von oben auf
ein Swing-Trike mit Schneebereifung
14 Seitenansicht des Swing-Trikes
aus 13
15 Seitenansicht eines schmalen
dreirädrigen
Baufahrzeugs
16 Seitenansicht eines dreirädrigen Kampffahrzeugs
In
der bevorzugten Ausführung
besteht das am Fahrersitz 1 angeordnete Steuerelement der
Neigetechnik aus einem Schlitten 2, der auf einer Schiene 26 seitlich
verschiebbar gelagert ist. Die Schiene 2 ist fest mit dem
Fahrzeugrahmen 7 verbunden. Die Ausgleichsvorrichtung besteht
im Wesentlichen aus Gelenkstäben,
deren Gelenke einen oder zwei Freiheitsgrade aufweisen. Drei Gelenkstäbe bilden
eine Y-Form. Jeweils eine Y-Form wird am Swing-Trike zur Abstützung pro
Hinterradschwinge 6a, b benötigt. Ein oberer Gelenkstab 3a, b der
Y-Form ist mit dem Schlitten 2 verbunden und der andere
obere Gelenkstab 4a, b der Y-Form ist an der Schiene 26 angeflanscht.
Der untere, längere
Gelenkstab 5a, b der Y-Form ist mit den beiden
oberen Gelenkstäben 3a, b und 4a, b sowie
mit einer der beiden gegenläufig beweglichen
Hinterradschwingen 6a, b verbunden. Durch seitliches
Verschieben des Fahrersitzes 1 werden die vier oberen Gelenkstäbe 3a, b, 4a, b scherenartig
zusammen geschoben oder auseinander gezogen. Auf diese Weise werden
zwangsläufig
die beiden unteren Gelenkstäbe 5a, b gegenläufig nach
unten gedrückt
bzw. nach oben gezogen. Folglich werden auch die Hinterradschwingen 6a,
b in der gleichen Richtung bewegt und die mit ihnen verbundenen
Hinterräder 8a, b mitgenommen.
Mit dieser Ausgleichsvorrichtung lässt sich der Einfluss der Fliehkraft,
welche den Fahrersitz 1 bei Kurvenfahrt nach außen drückt, mit
einem seitlichen Hüftschwung
des Fahrers unterstützen,
wodurch der gewünschte 'Swing' zur Einleitung der
Schräglage
entsteht.
Um
das Swing-Trike mit Muskelkraft bewegen zu können, wird das Vorderrad 8c über Tretkurbeln 17a, b angetrieben.
Statt
einer seitlichen Verschiebung kann die erwähnte Ausgleichsvorrichtung
auch mit einem vertikal drehbaren Sitz 28 oder einem horizontal
drehbaren Sitz 29 gesteuert werden.
Zur
Verstärkung
der Steuerbewegung kann eine Servounterstützung zwischen den Fahrersitz 1 und
die Ausgleichsvorrichtung geschaltet werden. Dieser Servoantrieb kann
beispielsweise die Handelsüblichen
Elemente einer Servolenkung aufweisen, wobei statt der Drehung des
Lenkrads die Bewegung des Fahrersitzes 1 als Steuergröße zur Betätigung der
Hydraulik eingeht. Am unterbrochenen Mitnehmer 11 des Schlittens 2 wird
die Bewegung des Fahrersitzes 1 auf eine Lenkwelle 9 übertragen,
welche mit einer Hydraulikpumpe 16 die Kolbenstange 10 an
der Ausgleichsvorrichtung bewegt.
Am
Fahrersitz 1 können
an verschiedenen Stellen auch Drucksensoren 18 angebracht
sein, welche die Körperbewegungen
des Fahrers aufnehmen. Mit den resultierenden Steuersignalen kann
ein elektrischer Stellmotor die Lenkwelle 9 betätigen.
Die beschriebene
Ausgleichsvorrichtung muss nicht zwangsläufig aufrecht stehend
angeordnet
sein, sondern kann auch liegend im Fahrzeugboden untergebracht sein.
Hierzu werden am Drehpunkt abgewinkelte Hinterradschwingen 27a, b verwendet,
welche die Bewegungsrichtung der Ausgleichsvorrichtung um 90 Grad
umlenken. Das in 8 dargestellte
einsitzige, dreirädrige,
Motorgetriebene Fahrzeug, hat einen geteilten Schalensitz, dessen
obere Hälfte 12 fest
mit dem Fahrzeug verbunden ist. Die untere Hälfte des Fahrersitzes 1 besteht
in dem bereits beschriebenen steuerbaren Element. Die beiden Hinterräder werden
beispielsweise mit Ketten 31a, b angetrieben. Zwischen
der Ausgleichsvorrichtung und den abgewinkelten Hinterradschwingen 27a, b können Federungs-
und Dämpfungselemente 30a,
b eingebaut werden.
Die
Ausgleichsvorrichtung an sich, muss auch nicht zwangsläufig mit
der beschriebenen Stabkinematik aufgebaut werden. Bei Verwendung
eines Servoantriebs mit Hydraulikpumpe 16 kann das Hydrauliköl auch direkt
in die auf den Hinterradschwingen 6a, b montierten
Ausgleichszylinder 13a, b, welche über einen Bypass 15 verbunden
sind, gepumpt werden. Zur Vereinfachung der Ausgleichsvorrichtung
sollte der Ausgleichszylinder 13a, b und der Fahrzeugstoßdämpfer 14a,
b jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein.
Weiterhin
muss der Steuerbare Fahrersitz auch nicht zwangsläufig auf
gegenläufig
drehende Hinterradschwingen 6a, b wirken, sondern
kann auch die hinlänglich
bekannte hydraulische Abkippen des einrädrigen vorderen Fahrzeugaufbaus
in Relation zur zweirädrigen
Hinterachse bewirken.
Bei
Verwendung des Dreirades als Wintersportgerät kann aus den Reifen der Druck
abgelassen werden, um Ringartige Schneewalzen 32a, b zu montieren.
Die Schneewalzen 32a, b werden mit Justageelementen 30 axial
auf den Reifen ausgerichtet und anschließend durch aufgepumpte Luft
fixiert. So wird durch die Stoßgedämpften Schneewalzen 32a, b das
Einsinken des Fahrzeugs auf einer Skipiste verhindert. Zu diesem
Zweck können
auf die blockierten Räder
auch Skier 24 montiert werden. Genauso ist es vorstellbar,
in die Hinterradaufnahmen 22a, b statt Rädern 8a, b,
Kufen 19a, b zu montieren, welche mit Parallelstäben 20a,
b am Rahmen 7 abgestützt sind, oder es könnte sinnvoll
sein, statt des Vorderrads 8c einen Schneekettenantrieb 25 in
die Lenkgabel einzubauen.
Generell
kann auch ein handelsüblicher Elektromotor
oder Verbrennungsmotor 21 an der Lenkgabel montiert werden
oder es könnte
ein Roller-Verbrennungsmotor in eine der beiden Seitenstreben der
Lenkgabel integriert werden. Auch hydraulische bewegte Arbeitsgeräte, beispielsweise
Schaufeln, Bohrhämmer
oder Waffen lassen sich an der Lenkgabel oder am Fahrzeugrahmen 7 montieren.