DE102005055687A1

DE102005055687A1 - Sport and recreational vehicle e.g. three or four wheel vehicle, for children, has ring for canceling coupling of steering angle and vehicle inclination, and shaft linked with gear input by chain and output linked with hub by other chain

Info

Publication number: DE102005055687A1
Application number: DE200510055687
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-05-31
Also published as: DE112006002172A5

Abstract

The vehicle has a control ring separated from a coupling, and arranged between a steering head and a wheel support to enable coupling of the steering angle and vehicle inclination to be either totally or partially cancelled. The shaft of a foot pedal (23) in a front wheel is connected with an input of the gear by one drive chain and an output of the gear is connected with a front wheel hub by another drive chain. The wheel support is connected with one of rear wheel swings by two control rods.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sport- und Freizeitfahrzeug mit Kurvenneigbaren Rädern entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a sports and recreational vehicle with curve tiltable wheels according to the preamble of claim 1.

Aus der deutschen Patentanmeldung 10 2005 028 267.9-21, von der der Oberbegriff abgeleitet wurde, ist ein Kurvenneigbares Fahrzeug mit zwei Vorderrädern und zwei Hinterrädern bekannt. Die beiden Vorderräder neigen sich hierbei in Abhängigkeit von der Gewichtsverlagerung des Fahrers. Die Kurvenneigung der Hinterräder wird bei der vorgeschlagenen Lösung mit zwei Steuerstangen an die Lenkung gekoppelt. Der in den Zeichnungen dargestellte Antrieb von zwei Hinterrädern ist jedoch sehr aufwändig und das ebenfalls in den Zeichnungen dargestellte Dreirad mit Vorderradantrieb eignet sich nur für Kinder. Wenn daher aus Kostengründen nur ein einzelnes angetriebenes Hinterrad gewünscht wird, kann die Kopplung von Lenkung und Neigung nicht realisiert werden. Ohne diese Kopplung der Hinterräder beginnt die gezeigte Ausgleichsvorrichtung an den Vorderrädern bei schneller Fahrt aber zu pendeln. Außerdem ist das Dreirad ohne die Lenkungskopplung bei langsamer Fahrt ähnlich schwer zu balancieren wie ein Einspurfahrzeug, weil keine Neigungskontrolle durch die Lenkung möglich ist.Out German Patent Application 10 2005 028 267.9-21, of which the Generic term is derived from a curve inclinable vehicle with two front wheels and two rear wheels known. The two front wheels hereby tend to be dependent from the weight shift of the driver. The curve slope of the rear wheels is in the proposed solution coupled with two control rods to the steering. The one in the drawings shown drive of two rear wheels is very complex and the tricycle with front wheel drive also shown in the drawings is only suitable for Children. If therefore for cost reasons only a single driven rear wheel is desired, the coupling can of steering and tilt can not be realized. Without this coupling the rear wheels The illustrated balancing device starts at the front wheels fast ride but to commute. Besides, the tricycle is without The steering coupling at low speeds similarly difficult to balance like a single track vehicle, because no inclination control by the Steering possible is.

Der neuen Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit zwei Vorderrädern und einem Hinterrad zu konzipieren, dessen Kurvenneigung bei langsamer Fahrt hauptsächlich durch den Lenkeinschlag und bei schneller Fahrt überwiegend durch die Verlagerung des Körpergewichts des Fahrers gesteuert wird. Selbst bei großer Gepäckzuladung oder hoher Geschwindigkeit soll das Fahrzeug ein neutrales Kurvenverhalten und einen sicheren Geradeauslauf ohne Pendelneigung aufweisen.Of the new invention is therefore the object of a vehicle with two front wheels and To design a rear wheel, the curve slope at slower Ride mainly by the steering angle and at high speed mainly by the shift of body weight the driver is controlled. Even with large luggage load or high speed the vehicle should have a neutral cornering and a safe Straight line without pendulum inclination.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Kern der Erfindung ist demnach die Idee, dass sich eine einstellbare Ausgleichsvorrichtung zur Steuerung der gegenläufigen Bewegung der Vorderradschwingen am Fahrzeugrahmen abstützt, wodurch eine Kopplung von Lenkung und Neigung erreicht werden kann. Die bevorzugte Ausführung der Ausgleichsvorrichtung besteht aus zwei Steuerstangen zur gegenläufigen Bewegung der Vorderradschwingen und einem abgestützten Mittelhebel. Mit dieser Vorrichtung neigt sich das Fahrzeug zur Seite, wenn die Lenkung eingeschlagen wird und richtet sich beim Geradestellen wieder auf.According to the invention Problem solved by the features of claim 1. Core of Invention is therefore the idea that is an adjustable balancing device to control the opposing Movement of the front swingarms supported on the vehicle frame, causing a coupling of steering and inclination can be achieved. The preferred embodiment The balancing device consists of two control rods for opposite movement the front swing and a supported center lever. With this Device, the vehicle tilts to the side when the steering is turned and straightens when straightening again.

Durch die Abstützung der Ausgleichsvorrichtung am Fahrzeugrahmen wird außerdem vermieden, dass sich die Quermomente auf die Lenkung übertragen, die sich während der Fahrt aus dem gegenläufigen Auf und Ab der Vorderradschwingen ergeben.By the support the compensating device on the vehicle frame is also avoided that the transverse moments are transmitted to the steering, which is during the Drive out of the opposite Up and down of the front swing.

Die Bewegung des Mittelhebels ist darüber hinaus mit einem Dämpfer regelbar, wodurch bei langsamer Fahrt eine nahezu starre Abstützung der Steuerstangen am Rahmen erfolgen kann und bei schneller Fahrt ein loses Pendeln des Hebels möglich wird. Dies führt dazu, dass bei langsamer Fahrt mit der Lenkung nach wie vor die Neigung kontrolliert wird und bei schneller Fahrt – wenn die Kreiselkräfte eine ausreichende Stabilisierung gewährleisten und der Dämpfer weich gestellt ist – ein Fahrverhalten wie bei einem Fahrrad oder Motorrad entsteht.The Movement of the central lever is also adjustable with a damper, whereby at low speeds a nearly rigid support of the control rods can be done on the frame and at fast driving a loose commuting of the lever possible becomes. this leads to the fact that when driving slowly with the steering still the Inclination is controlled and at fast driving - when the Centrifugal forces one ensure adequate stabilization and the damper soft is - one Driving behavior like a bicycle or motorcycle arises.

Einzelheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.details The invention will be in the following description of the preferred embodiments closer to the drawings explained.

1 Ansicht von vorne auf ein aufrecht stehendes Dreirad. 1 Front view of an upright tricycle.

2 Ansicht von vorne auf ein geneigtes Dreirad 2 Front view of a tilted tricycle

3 Ansicht von unten auf das Dreirad 3 Bottom view of the tricycle

4 Seitenansicht des Dreirads 4 Side view of the tricycle

5 Seitenansicht der Neigetechnik am Vorderrad 5 Side view of the tilting technology on the front wheel

6 Ansicht des Mittelhebels von oben bei schneller, geneigter Fahrt 6 View of the center lever from above with fast, inclined ride

7 Ansicht des Mittelhebels von oben bei langsamer Fahrt mit Lenkeinschlag 7 View of the middle lever from above at slow speed with steering angle

Am Fahrzeugrahmen (1) sind der Lenkkopf (2), der den Radträger (3) aufnimmt, sowie die gegenläufig beweglichen Vorderradschwingen (4a, b) und die bevorzugte Ausführung der Ausgleichsvorrichtung angeordnet, welche aus der Schwingbox (5), sowie dem Mittelhebel (6) und den beiden Steuerstangen (7a, b) besteht.On the vehicle frame ( 1 ) are the steering head ( 2 ), the wheel carrier ( 3 ), and the oppositely movable front wheel swing ( 4a , b) and the preferred embodiment of the compensating device, which consists of the oscillating box ( 5 ), as well as the middle lever ( 6 ) and the two control rods ( 7a , b).

Der Mittelhebel (6) ist mit den Winkelhebeln (8a, b) der Vorderradschwingen (4a, b) jeweils über eine Steuerstange (7a, b) verbunden und in der Schwingbox (5) drehbar gelagert. Seine Drehbewegung wird in der Schwingbox (5) vorzugsweise durch Federbelastete Druckstifte (9) gedämpft, deren Vorspannung beispielsweise durch Verstellschrauben (10) eingestellt werden kann. Zur Dämpfung des Mittelhebels (6) kann bei Kinderfahrzeugen auch ein verformbarer Kunststoffblock verwendet werden. Bei aufwändigen, motorisierten Fahrzeugen kann die Reibung der Federbelasteten Druckstifte (9) am Mittelhebel (5) durch zusätzlich montierte Rollen am oberen Ende der Druckstifte (9) reduziert werden.The middle lever ( 6 ) is with the angle levers ( 8a , b) the front wheel swing ( 4a , b) each via a control rod ( 7a , b) connected and in the vibration box ( 5 ) rotatably mounted. Its rotary motion is in the vibration box ( 5 ) preferably by spring-loaded pressure pins ( 9 ), the bias voltage, for example, by adjusting screws ( 10 ) can be adjusted. For damping the middle lever ( 6 ) can also be used in children vehicles a deformable plastic block. In complex, motorized vehicles, the friction of the spring-loaded pressure pins ( 9 ) on the middle lever ( 5 ) by additionally mounted rollers at the upper end of the pressure pins ( 9 ) are reduced.

Durch Drehung des Lenkrahmens (11) beispielsweise nach rechts wird der Radträger (3) im Lenkkopf (2) ebenfalls nach rechts gedreht. Bei hart eingestellter Vorspannung der Federbelasteten Druckstifte (9) in der Schwingbox (5) bewegt sich der Mittelhebel (6) nur minimal, wie in 7 gezeigt. Dadurch bringen die Steuerstangen (7a, b) einen Widerstand gegenüber den Winkelhebeln (8a, b) der Vorderradsschwingen (4a, b) auf. In der Folge werden die Vorderradschwingen (4a, b) in ihren Lagerungen (12a, b) gegenläufig verdreht, wobei sich die rechte Vorderradschwinge (8b) nach oben bewegt und die linke nach unten, was die gewünschte Kurvenneigung des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag ergibt. Durch diese Kopplung wird es einem unsicheren Fahrer möglich, die aufrechte, horizontale Ausrichtung des Fahrzeugs über den Lenkeinschlag zu sichern. Die ständigen Auf- und Ab-Bewegungen der Vorderradschwingen (4a, b) übertragen sich bei schneller Fahrt trotzdem nicht auf die Lenkung, weil kurze Bewegungen durch die am Fahrzeugrahmen (1) befestigte Schwingbox (5) „geschluckt" werden.By turning the steering frame ( 11 ), for example to the right, the wheel carrier ( 3 ) in the steering head ( 2 ) also turned to the right. With hard set preload of the spring-loaded pressure pins ( 9 ) in the vibration box ( 5 ) the middle lever ( 6 ) only minimal, as in 7 shown. This will bring the control rods ( 7a , b) a resistance to the angle levers ( 8a , b) the front wheel swing ( 4a , b) on. As a result, the front wheel swing ( 4a , b) in their bearings ( 12a , b) rotated in opposite directions, with the right front swingarm ( 8b ) is moved up and the left down, which gives the desired curve slope of the vehicle depending on the steering angle. This coupling makes it possible for an unsafe driver to secure the upright, horizontal orientation of the vehicle over the steering angle. The constant up and down movements of the front swingarms ( 4a , b) do not transfer to the steering during fast driving, because short movements are caused by the vehicle frame ( 1 ) attached vibration box ( 5 ) Be "swallowed".

Der Nachlauf (14) der Vorderräder beträgt mindestens das 0,7-fache der halben Spurbreite, damit das Kurvenäußere Rad selbst bei maximalem Lenkeinschlag von 45° nicht in eine Vorlaufposition geraten kann (Sinus 45° = 0,7). Somit wird das „Hineinziehen" der Lenkung in die Kurve verhindert und ein neutrales Kurvenverhalten sichergestellt. Wegen des großen Vorlaufs wirkt sich auch bei Beladung des im Lenkrahmen (11) befindlichen Gepäckraums (13) die Zuladung nicht ungünstig auf den Geradeauslauf aus.The caster ( 14 ) of the front wheels is at least 0.7 times half the track width so that the outer wheel can not fall into a forward position even at a maximum steering angle of 45 ° (sine 45 ° = 0.7). Thus, the "pulling in" of the steering is prevented in the curve and ensures a neutral cornering behavior.Because of the large flow also affects when loading the steering frame ( 11 ) ( 13 ) the payload not unfavorable to the straight-line out.

Wenn die Federbelasteten Druckstifte (9) in der Schwingbox (5) mit den Verstellschrauben (10) weicher gestellt werden, verliert das Fahrzeug jedoch mehr und mehr die Kopplung von Lenkung und Neigung, wie in 6 dargestellt. Dies führt dazu, dass dem Fahrer beim Losfahren eine gewisse Balanceleistung zugemutet werden muss. Dies gilt zumindest nach dem Lösen der Vorderradbremsen, welche die aufrechte Lage des Fahrzeugs sichern, weil die gegenläufige Bewegung der Vorderradschwingen (4a, b) ohne Rotation der Räder nicht möglich ist. Als positiver Effekt ergibt sich bei schneller Fahrt dann aber eine freiere Wahl des Kurvenradius ohne starre Kopplung der Fahrzeugneigung, was ein sportlicheres Fahren wie mit einem Fahrrad oder Motorrad erlaubt. Bei schneller Kurvenfahrt kann nun die verbesserte Haftung von zwei geneigten Vorderrädern im Vergleich zu Einspurfahrzeugen voll ausgespielt werden.When the spring-loaded pressure pins ( 9 ) in the vibration box ( 5 ) with the adjusting screws ( 10 However, the vehicle loses more and more the coupling of steering and inclination, as in 6 shown. This means that the driver when driving a certain balance performance must be expected. This applies at least after the release of the front wheel brakes, which secure the upright position of the vehicle, because the opposite movement of the front wheel swing ( 4a , b) is not possible without rotation of the wheels. As a positive effect results in faster driving but then a freer choice of the curve radius without rigid coupling of the vehicle inclination, which allows a sportier driving as a bike or motorcycle. When cornering at high speeds, the improved grip of two inclined front wheels compared to single-track vehicles can now be fully exploited.

Die manuelle Einstellung der Dämpfung ist ausreichend, sofern das Fahrzeug als Lerndreirad für Kinder eingesetzt wird und die Dämpfung Stück für Stück entsprechend dem Lernerfolg des Kindes reduziert werden soll. Auch bei der Nutzung durch Senioren könnte eine manuelle Einstellung ausreichend sein, da nach einer Probefahrt die geeignete Dämpfungshärte eingestellt werden könnte und sportliche Fahrten mit hoher Geschwindigkeit möglicherweise nicht vorkommen. Als halbautomatische Einstellmöglichkeit ist trotzdem ein Handhebel denkbar, mit dem der Fahrer über einen Drahtseilzug den Druck auf die Federbelasteten Druckstifte (9) reduziert, was die Kopplung von Lenkung und Neigung bei schneller Fahrt aufheben würde.The manual adjustment of the damping is sufficient if the vehicle is used as a learning tricycle for children and the damping is to be reduced piece by piece according to the learning success of the child. Even when used by seniors, a manual setting could be sufficient, because after a test drive the appropriate damping hardness could be adjusted and sporty driving at high speed may not occur. As a semi-automatic adjustment is still a hand lever conceivable with which the driver via a wire cable the pressure on the spring-loaded pressure pins ( 9 ), which would eliminate the coupling of steering and inclination at high speeds.

Bei motorisierten Fahrzeugen muss die Einstellung der Dämpferhärte generell automatisch geregelt werden. Hierzu könnten handelsübliche Softwareprogramme modifiziert werden, welche zur Regelung des Lenkungsdämpfers bei schnellen Motorrädern bekannt sind. In Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit wird dann jeweils die optimale Härte des Dämpfers eingestellt. Dies bedeutet: Bei schneller Fahrt weiche Dämpfung. Bei langsamer Fahrt harte Dämpfung – was auch das Rangieren eines schweren Dreirads mit geschlossener Kabine ermöglicht.at Motorized vehicles must generally adjust the damper hardness be automatically regulated. This could be commercially available software programs modified, which for the control of the steering damper at fast motorcycles are known. Dependent on from the driven speed is then in each case the optimal Hardness of damper set. This means: Soft damping when driving fast. When driving slowly hard damping - what also maneuvering a heavy tricycle with a closed cab.

Die Ausgleichsvorrichtung könnte grundsätzlich auch – wie in 10 2005 028 267.9-21 gezeigt – aus einer Seilrolle und zwei Rückholfedern an den Vorderradschwingen (4a, b) bestehen. Die Seilrolle müsste hierbei am Fahrzeugrahmen (1) befestigt werden und ihre Drehbewegung müsste durch eine einstellbare Drehfeder regelbar sein.The compensating device could in principle also - as shown in 10 2005 028 267.9-21 - from a pulley and two return springs on the front wheel swing ( 4a , b) exist. The pulley would have to be on the vehicle frame ( 1 ) and their rotational movement would have to be controllable by an adjustable torsion spring.

Claims

Curve-adjustable sports and leisure vehicle with a vehicle frame ( 1 ) of a steering head ( 2 ), in which a wheel carrier ( 3 ) is rotatably mounted, which on two oppositely movable front wheel swing ( 4a , b) accommodates two front wheels with a large caster and the steering angle of which is limited to +/- 45 °, characterized in that a compensating device for controlling the counter-rotating movement of the front wheel links ( 4a , b) on the vehicle frame ( 1 ) is supported, whereby a coupling of steering and inclination is achieved and that the movement of the compensating device is adjustable by a damper and that the caster ( 14 ) of the front wheels is at least 35% of the track width of the front wheels.

Vehicle according to claim 1, characterized in that that damper with a manual or electric or hydraulic actuator is connected, which allows a speed-dependent control of the damper hardness.

Vehicle according to claim 1 and 2, characterized in that within the steering frame ( 11 ) a luggage room ( 13 ) is arranged.