DE10316724A1

DE10316724A1 - Vehicle with compensating device for aligning slant in sports three-wheel vehicles has three wheels, chains and skids with compensating motion to adjust tilting positions caused by a rider's body

Info

Publication number: DE10316724A1
Application number: DE2003116724
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

A tilt control element on a rider's seat (1) has a slide (2) that uses bearings to move sideways on a rail (26) firmly linked to a vehicle's frame (7). A compensating device has top (3a,3b) and bottom (5a,5b) ball-and-joint rods (BJR) with their joints having degrees of freedom. Three BJR form a Y-shape needed on a 'swing trike' to support rear wheel links (6a,6b).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Ausgleichsvorrichtung zur Fahrzeugneigung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a vehicle with a compensation device for vehicle inclination according to the preamble of claim 1.

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.Vehicles are known from the general state of the art, the hydraulic curve tilting technology of which is controlled by moving a steering wheel or a handlebar, as are snowmobiles with chain drive and steerable skis in the front area, and from DE 3611417 A1 a vehicle is known whose tilting technology is controlled by the driver's feet. With these vehicles, the driving experience when cornering is far from the direct manageability of a two-wheeler or a ski bob. In addition, the driver's hands must be used to operate the tilting technology.

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.In US Pat. No. 5,611,555 describes a vehicle whose Tilting technology controls the driver by operating similar to a two-wheeler gravity shifted to the driver's seat.

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.Out DE 4423859 A1 , from which claim 1 is based in the preamble, a vehicle with a similar control of cornering is known, in which at least two wheels arranged next to each other are suspended via actuators on the vehicle body and the actuators are in direct operative connection as part of a compensating device via a connecting device.

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.The the latter tilt systems allow a comparable with two-wheelers Cornering. It has been found in practice that the tilting technique most effectively through gravity shift without essential steering movements is controlled. The vehicle is, so to speak, with a driver's 'hip swing'. This 'swing' controls the vehicle in extreme driving situations into a drift movement, comparable to the curve drift of a go-carts. The conventional one rigid design of the driver's seat hinders the 'hip swing' to shift gravity, however, and leads that a harmonious driving style can only be achieved with a lot of practice is.

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.The The invention is therefore based on the object of a vehicle with a compensation device of the type mentioned at the beginning, with which the 'swing' is used to control the Vehicle tilt can be carried out quickly and ergonomically can.

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.According to the Object achieved by the features of claim 1. Core of The invention thus relates to the control elements arranged on the driver's seat, which by body action of the driver trigger the compensation device for vehicle inclination.

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.Preferably the driver's seat should be on a sporty three-wheeled vehicle - below Called swing trike - during the Cornering by centrifugal force on a control slide outward move and thereby move a compensation device, which the outside wheel lowers and the inside wheel raises. After driving through the curve and loss of centrifugal force should the driver's seat in the neutral Come to rest again. The simplest version of the Swing trikes are operated with muscle power.

Eine Anwendung im Wintersport soll sich ergeben, indem die beiden Hinterräder des Swing-Trikes durch Kufen oder Kurzskier ersetzt werden.A Use in winter sports should result from the two rear wheels of the Swing trikes can be replaced by skids or short skis.

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.Around the same handiness in a heavy motor-driven vehicle to achieve like a light muscle-powered Vehicle is said to be between the driver's seat control and the Compensation device for curve inclination interposed a servo drive his.

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.As High-tech solution the driver's seat can be equipped with pressure sensors. Transfer the sensors the driver's swing a hydraulic system that causes the vehicle to tilt.

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.Corresponding In the examples mentioned, the inclination is like with a swing trike controlled by shifting the body of a bicycle or motorcycle, the driver only has to perform the 'hip swing' described. The driving feeling is comparable to 'wagging' on skis.

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.Basically is the control of the curve inclination by means of arranged on the driver's seat Controls are not restricted to sports or leisure equipment, but also to narrow ones Work vehicles for quick reaction to the correction of the vertical Vehicle position makes sense because the driver is maintaining the vertical Can control position with the buttocks and hands to control the tools has free.

Einzelheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.details of the invention are preferred in the following description of the invention embodiments based on the drawings explained.

1 Ansicht von hinten auf ein Swing-Trike mit verschiebbarem Fahrersitz 1 Rear view of a swing trike with a sliding driver's seat

2 Seitenansicht des Swing-Trikes aus 1 2 Side view of the swing trike 1

3 Ansicht von oben auf das Swing-Trike aus 1 3 Top view of the swing trike 1

4 Ansicht von oben auf ein Swing-Trike mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Fahrersitz 4 Top view of a swing trike with a driver's seat rotatable about a vertical axis

5 Ansicht von hinten auf ein Swing-Trike mit einem um eine horizontale Achse drehbaren Fahrersitz 5 Rear view of a swing trike with a driver's seat rotatable about a horizontal axis

6 Ansicht von hinten auf ein Swing-Trike mit Servounterstützung 6 Rear view of a swing trike with power assistance

7 Ansicht von hinten auf ein Swing-Trike dessen Fahrersitz mit Drucksensoren und Servounterstützung ausgerüstet ist 7 Rear view of a swing trike whose driver's seat is equipped with pressure sensors and servo assistance

8 Seitenansicht eines Motorgetriebenen Swing-Trikes mit zweiteiligem, verschiebbarem Fahrersitz 8th Side view of a motor-driven swing trike with a two-part, sliding driver's seat

9 Ansicht von hinten auf ein Swing-Trike mit hydraulischer Ausgleichsvorrichtung 9 Rear view of a swing trike with hydraulic balancing device

10 Seitenansicht eines Swing-Trikes mit verschiebbarem Fahrersitz und Kufen an Stelle von Hinterrädern 10 Side view of a swing trike with a sliding driver's seat and skids instead of rear wheels

11 Seitenansicht des Swingtrikes aus 10 jedoch mit Frontmotorantrieb 11 Side view of the swing trike 10 however with front engine drive

12 Seitenansicht eines Swingtrikes mit Schneekettenantrieb 12 Side view of a swingtrike with snow chain drive

13 Ansicht von oben auf ein Swing-Trike mit Schneebereifung 13 Top view of a swing trike with snow tires

14 Seitenansicht des Swing-Trikes aus 13 14 Side view of the swing trike 13

15 Seitenansicht eines schmalen dreirädrigen Baufahrzeugs 15 Side view of a narrow three-wheeled construction vehicle

16 Seitenansicht eines dreirädrigen Kampffahrzeugs 16 Side view of a three-wheeled combat vehicle

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.In the preferred embodiment, this is at the driver's seat 1 arranged control element of the tilting technology from a sled 2 that is on a rail 26 is laterally displaceable. The rail 2 is fixed to the vehicle frame 7 connected. The compensation device essentially consists of joint rods, the joints of which have one or two degrees of freedom. Three joint bars form a Y shape. One Y-shape is attached to the swing trike for support per rear swing arm 6a . b needed. An upper joint rod 3a . b the Y shape is with the sled 2 connected and the other upper hinge rod 4a . b the Y shape is on the rail 26 flanged. The lower, longer hinge rod 5a . b The Y shape is with the two top joint rods 3a . b and 4a . b as well as with one of the two counter-rotating swing arms 6a . b connected. By moving the driver's seat sideways 1 become the four top joint rods 3a . b . 4a . b pushed or pulled apart like scissors. In this way, the two lower joint rods are inevitable 5a . b pressed in opposite directions or pulled upwards. As a result, the rear swingarms too 6a , b moves in the same direction and the rear wheels connected to them 8a . b taken. With this compensation device, the influence of centrifugal force, which affects the driver's seat 1 Pushes outward when cornering, support the driver with a lateral hip swing, which creates the desired 'swing' to initiate the banked position.

Um das Swing-Trike mit Muskelkraft bewegen zu können, wird das Vorderrad 8c über Tretkurbeln 17a, b angetrieben.In order to be able to move the swing trike with muscle power, the front wheel 8c via pedal cranks 17a . b driven.

Statt einer seitlichen Verschiebung kann die erwähnte Ausgleichsvorrichtung auch mit einem vertikal drehbaren Sitz 28 oder einem horizontal drehbaren Sitz 29 gesteuert werden.Instead of a lateral displacement, the compensation device mentioned can also have a vertically rotatable seat 28 or a horizontally rotating seat 29 to be controlled.

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.A servo support can be installed between the driver's seat to increase the control movement 1 and the compensation device are switched. This servo drive can have, for example, the commercially available elements of a power steering system, with the movement of the driver's seat instead of the rotation of the steering wheel 1 as a control variable for actuating the hydraulics. On the interrupted driver 11 of the sled 2 becomes the movement of the driver's seat 1 on a steering shaft 9 transferred which with a hydraulic pump 16 the piston rod 10 moved on the balancer.

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.At the driver's seat 1 can also use pressure sensors at various points 18 be attached, which absorb the body movements of the driver. With the resulting control signals, an electric servomotor can drive the steering shaft 9 actuate.

Die beschriebene Ausgleichsvorrichtung muss nicht zwangsläufig aufrecht stehendThe one described Compensating device does not necessarily have to be upright

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.be arranged, but can also be placed lying in the vehicle floor. For this purpose, angled rear wheel swing arms are used 27a . b used, which deflect the direction of movement of the compensation device by 90 degrees. This in 8th Single-seat, three-wheel, motor-driven vehicle shown, has a split bucket seat, the upper half 12 firmly with the vehicle connected is. The lower half of the driver's seat 1 consists of the controllable element already described. The two rear wheels are, for example, with chains 31a, b driven. Between the balancer and the angled rear swingarms 27a . b can suspension and damping elements 30a, b to be built in.

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.The compensation device itself does not necessarily have to be constructed using the rod kinematics described. When using a servo drive with hydraulic pump 16 the hydraulic oil can also flow directly into the rear swingarm 6a . b mounted compensation cylinder 13a, b which have a bypass 15 are connected to be pumped. To simplify the balancing device, the balancing cylinder should 13a . b and the vehicle shock absorber 14a, b each be housed in a common housing.

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. Furthermore, the controllable driver's seat does not necessarily have to have rear-wheel swinging arms rotating in opposite directions 6a . b act, but can also cause the well-known hydraulic tilting of the single-wheel front vehicle body in relation to the two-wheel rear axle.

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.When using the tricycle as a winter sports device, the pressure can be released from the tires to create ring-like snow rollers 32a . b to assemble. The snow rollers 32a . b are with adjustment elements 30 axially aligned with the tire and then fixed by inflated air. So is the shock-absorbing snow rollers 32a . b prevents the vehicle from sinking onto a ski slope. Skis can also be used on the blocked wheels for this purpose 24 to be assembled. It is also conceivable in the rear wheel mounts 22a . b instead of wheels 8a . b , Runners 19a, b to mount, which with parallel rods 20a, b on the frame 7 are supported, or it might be useful instead of the front wheel 8c a snow chain drive 25 built into the steering fork.

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.In general, a commercially available electric motor or internal combustion engine can also be used 21 mounted on the steering fork or a scooter internal combustion engine could be integrated into one of the two side struts of the steering fork. Hydraulic moving tools, such as shovels, rotary hammers or weapons, can also be attached to the steering fork or the vehicle frame 7 assemble.

Claims

Vehicle with compensating device and at least three wheels, skis, chains or runners, at least two of which carry out a compensating movement to achieve or correct a vehicle inclination and a driver's seat characterized in that on the driver's seat ( 1 ) Control elements are arranged to influence the inclined position of the vehicle, which are actuated by the driver's head, upper body or buttocks.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the driver's seat ( 1 ) to control the balancing device on the frame ( 7 ) the vehicle is slidably disposed.

Vehicle according to claim 1 and 2, characterized in that the control element of the driver's seat ( 1 ) from a sledge ( 2 ) and with a compensation device with two joint rods ( 3a . b ), one of which is connected to two additional joint rods ( 4a . b and 5a . b ) into a Y-shape that connects the rear wheel swingarms ( 6a . b ) the vehicle moves in opposite directions.

Vehicle according to claim 1 to 3, characterized in that between the carriage ( 2 ) of the driver's seat ( 1 ) and the joint rods a servo drive for increasing the control force is interposed.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the driver's seat ( 1 ) to control the balancing device on the frame ( 7 ) the vehicle is rotatably arranged.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the driver's seat attached to the frame of the vehicle ( 1 ) Pressure sensors ( 18 ), which trigger control commands for actuating the compensation device through the driver's body.

Vehicle according to claim 1, characterized in that on the axle mounts ( 22a . b ) of the rear wheel runners ( 19a . b ) are arranged.

Vehicle according to claim 1, characterized in that above the tires snow rollers ( 32a . b ) are mounted

Vehicle according to claim 1, characterized in that over the tires skis ( 24 ) are mounted

Vehicle according to claim 1, 7 and 8, characterized in that an articulated snow chain drive ( 25 ) is mounted in the steering fork

Vehicle according to claim 1 and 7 to 10, characterized in that the vehicle via a drive with a front engine ( 21 ) has

Vehicle according to claim 1, characterized in that the compensation device consists of two with bypass ( 15 ) connected hydraulic cylinders ( 13a . b ) which exists with the two rear vehicle shock absorbers ( 14a . b ) are arranged in common housings.