DE102009050181A1

DE102009050181A1 - Einspuriges Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009050181A1
Application number: DE200910050181
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein einspuriges Kraftfahrzeug mit einem Sitz 1 zur Aufnahme eines Fahrers 2 in einer im Wesentlichen mit dem Oberkörper nach hinten geneigten Position, wobei die Beine 3 des Fahrers in Fahrtrichtung zeigend angeordnet sind und der Sitz eine mit einem Neigungswinkel behaftete Stützeinrichtung für den Oberkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Neigungswinkel relativ zu einer von Fahrzeuglängs- und -querachse aufgespannten Ebene verstellbar ist. Durch den variablen Neigungswinkel, welcher insbesondere auch während der Fahrt verstellbar ist, wird eine optimale Anpassung der Sitzposition an die verschiedenen Betriebsbedingungen, insbes. inner-/außerorts, geschwindigkeitsabhängig, wetterabhängig, fahrerabhängig ermöglicht. Das Fahrzeug kann darüberhinaus Einrichtungen zur Verringerung des Luftwiderstandes aufweisen (z.B. Frontverkleidung 5, Unterverkleidung 6 und Heckverkleidung 7), welche ebenfalls verstellbar und ggf. an die Neigung des Sitzes koppelbar sein können. Durch die Einstellmöglichkeiten des Fahrersitzes 1 und einer ggf. vorhandenen Heckverkleidung 7 wird ein Beifahrertransport ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein einspuriges Kraftfahrzeug, bei dem der Fahrer eine im wesentlichen mit dem Oberkörper nach hinten geneigte Position einnimmt und die Beine des Fahrers in Fahrtrichtung zeigend angeordnet sind.
Stand der Technik
Heutige Krafträder stützen sich auf das Prinzip, dass der Fahrer zwischen dem Vorder- und dem Hinterrad angeordnet wird, wobei die Füße sich vergleichsweise tief, üblicherweise zwischen den Radachsen befinden. Dadurch hat der Fahrer eine aufrechte Sitzposition, die je nach Einsatzzweck des Kraftrades zwischen einer eher nach vorn gebeugten Position mit den Füßen hinter dem Körperschwerpunkt (Sportmotorräder) und einer leicht nach hinten gebeugten Sitzposition mit den Füßen vor dem Körperschwerpunkt (sog. „Chopper-Motorräder”) variiert.
Nun ist die Position des Fahrers eine wesentliche Einflussgröße zum einen für die Güte der Aerodynamik zum anderen für die angeströmte Querschnittsfläche und damit den Luftwiderstand des Fahrzeuges. Da Krafträder üblicherweise eine geringe Masse haben, hat die Fahrerposition auch einen wesentlichen Einfluss auf den Gesamtfahrwiderstand des Kraftrades und damit auf die erforderliche Motorleistung und den Kraftstoffverbrauch. Aerodynamische Hilfselemente im Frontbereich des Kraftrades, wie heutzutage üblich, helfen zwar den Luftwiderstandsbeiwert zu verringern, jedoch ist deren Wirksamkeit beschränkt. Deren Hauptvorteil ist in vielen Fällen der Schutz des Fahrers vor dem Fahrwind und vor Wettereinflüssen. Verschiedene Quellen berichten von einem c_w-Wert von ca. 0,7 für urverkleidete und von ca. 0,5 für verkleidete Motorräder.
Aus diesem Grund gibt es schon seit langer Zeit einige wenige Motorräder, welche nicht nur eine Teilverkleidung im Frontbereich aufweisen, sondern welche komplett verkleidet sind. Bereits im Jahre 1923 begann die Serienfertigung des Mauser Einspurautos, welches ein vollständig verkleidetes Einspurfahrzeug war (vorn und hinten jeweils nur ein Rad, Fahrer und Beifahrer hintereinander angeordnet), zusätzlich beidseitig mit einem Stützrad ausgerüstet. Letztere konnten bei höheren Geschwindigkeiten mittels eines Hebels angehoben werden, sodass das Fahrzeug tatsächlich einspurig und damit ein Motorrad war. In den 1950er Jahren gab es die Idee zu vollverkleideten Geschwindigkeits-Rekordfahrzeugen wie z. B. der NSU Delphin III, bei welcher der Fahrer auf dem Bauch liegend, die Füße nach hinten zeigend im Motorrad positioniert war. Dazu gab es auch andere Ansätze, bei denen der Fahrer auf dem Rücken liegend platziert war und das Vorderrad vor bzw. zwischen den Füßen angeordnet war. Beide Konstruktionsprinzipien zeigten ihre hohe Wirksamkeit, der Luftwiderstand konnte auf unter 50% einer klassischen Kraftrad-Konstruktion verringert werden.
Die des des Mauser Einspurautos wurde in den 1990er Jahren durch die Firma Peraves in der Schweiz wieder aufgenommen und mit dem „Ecomobil” umgesetzt, welches 2005 vom Nachfolgefahrzeug „Monotracer” abgelöst wurde. In der näheren Vergangenheit ist ein Fahrzeug namens „Acabion” von dem Visionär Maskus vorangetrieben und bekannt gemacht worden. Dieses Fahrzeug ist dem Monotracer ähnlich, bedient sich aber darüberhinaus zur Verringerung der Fahrzeuglänge des Tricks aus dem Liegeradbau, bei dem der Fahrer so angeordnet wird, dass sich seine Füße oberhalb des Vorderrades befinden(sog. „Kurzlieger", Bauformen von Liegerädern, Thomas Senket, Pro Velo 51, S. 3–7). Alle diese vollverkleideten Motorräder haben gemeinsam, dass aus aerodynamischen Gründen von vorne gesehen zunächst das Vorderrad, dann der Fahrer, der Beifahrer, der Antriebsmotor und dann das Hinterrad angeordnet sind. Daher sind sie gekennzeichnet durch eine vergleichsweise aufwändige Bauweise, einen langen Radstand und hohes Gewicht. Durch die Vollverkleidung sind ebenfalls seitliche Stützräder für die Fahrt bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. im Stillstand erforderlich. Bei höherem Tempo werden diese eingeklappt.
Zwar erreichen sie wegen der guten Aerodynamik und auch der hohen installierten Motorleistung hohe Geschwindigkeiten, sind aber wegen des extrem hohen Preises nie über einen Exoten-Status hinaus gekommen. Jedoch haben derartige Fahrzeuge bereits deutlich gezeigt, wie groß die Verbrauchseinsparungen sein können, wenn die Aerodynamik eines Kraftrades grundlegend verbessert wird.
Der Niederländer Theo van Andel hat im Jahr 2006, wie auf seiner Homepage beschrieben, ein bestehendes Kraftrad mit Verbrennungsmotor derart umgebaut, sodass der Fahrer eine auf dem Rücken liegende Sitzposition einnimmt und die Beine (wie auch beim Acabion) nach vorne zeigend über dem Vorderrad platziert sind. Diese Sitzposition hat große Vorteile, da die Bauweise des Fahrzeuges weiterhin kompakt gewählt werden kann. Van Andel zeigte eine Verbrauchsreduzierung von 30% auf, die allein durch die neue Sitzposition ohne weitere aerodynamische Hilfsmittel erzielt wurde. Ein Großteil der Kraftstoffeinsparung kommt dabei aus der Reduzierung der angeströmten Fläche.
Die wie beschrieben im Liegeradbau genutzte Sitzposition hat also die bekannt günstige Auswirkung auf die Aerodynamik. Beim Fahrrad ist diese Sitzposition jedoch mit einigen großen Nachteilen verbunden.

1. Beim Fahrrad werden die Füße zwecks Erzeugung der Vortriebskraft auf einer Kreisbahn geführt, weshalb für die Füße/Beine ein großer Freiraum freigehalten werden muss. Der Fahrer muss daher so platziert werden, dass die Füße/Beine zu keiner Zeit mit dem Vorderrad in Kollision kommen.
2. Falls bei einem Liegerad eine Frontverkleidung zum Einsatz kommen soll, so ist diese ausreichend groß zu wählen, um den Füßen ausreichend Freiraum beim Treten zu lassen (siehe 1.). Dadurch kann ein Teil des aerodynamischen Vorteils einer Verkleidung nicht voll zur Geltung kommen, da die Verkleidung, sehr groß gewählt werden muss und damit angeströmte Fläche und ggf. Widerstandsbeiwert verschlechtert werden.
3. Die Position des Oberkörpers muss im Verhältnis zu den Beinen zwecks guter Kraftübertragung in einem bestimmten, ergonomisch günstigen Winkelbereich liegen. Sehr flache Oberkörperpositionen sind damit ausgeschlossen.

Alle o. g. Nachteile gibt es bei einem Kraftrad nicht, daher kann die positive Wirkung der liegenden Körperposition durch größere Freiheit in der Platzierung des Fahrers sowie die optimale Gestaltung der Frontverkleidung noch besser als beim Liegerad genutzt werden. Ein Kraftrad mit einer liegenden Körperposition und Frontverkleidung ist daher also aus der Sicht des Energie- bzw. Leistungsbedarfes überaus wünschenswert. Darüberhinaus bietet es eine entspanntere Körperhaltung und einen besseren Wind- und Wetterschutz als die heute bekannten Motorräder. Eine zusätzliche Heckverkleidung, wie ebenfalls von Liegerädern bekannt, ist ebenfalls günstig, da sie den Luftwiderstand weiter verringern und zusätzlichen Stauraum für Gepäck bieten kann. Die beschriebene rücklings liegende Anordnung des Fahrers auf dem Motorrad stellt also ein vielversprechendes Konzept dar.
Tatsächlich gibt es aber auch generelle Nachteile einer solchen Fahreranordnung. So ist insbesondere bei einer sehr flachen Position des Oberkörpers der Luftwiderstand zwar sehr gering, jedoch die Übersicht über das Verkehrsgeschehen rundum, sowie die Reaktionsfähigkeit und Wendigkeit eingeschränkt. Auch fällt es bei Fahrzeugstillstand in flacher Liegeposition schwer, das Fahrzeug durch Abstützung der Beine auf dem Boden in der Senkrechten zu stabilisieren, weil hierfür eine große Überstreckung der Beine erforderlich ist. Weiterhin ist der Platzbedarf in Längsrichtung durch einen liegenden Fahrer deutlich größer als durch einen aufrecht sitzenden, wodurch Platz verloren geht für einen Beifahrer bzw. für Gepäckstücke.
Aufgabenstellung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird deshalb darin gesehen, eine geeignete Anordnung für ein Kraftrad mit einem im wesentlichen mit dem Oberkörper nach hinten geneigten Fahrer zu finden, durch welche die vorgenannten Probleme überwunden werden. Insbesondere sollen die beiden gegensätzlichen Ziele – aufrechte Oberkörperposition für gute Übersicht/Wendigkeit und geringen Platzbedarf sowie andererseits flache Oberkörperposition für niedrigen Luftwiderstand und guten Wind- und Wetterschutz – miteinander in Einklang gebracht werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Verstellung der Oberkörperposition besteht wenigstens aus einem ein- oder mehrteiligen Sitz, einem Mechanismus zur verdrehbaren Lagerung von zumindest eines Teils des Sitzes, einer verstellbaren Stützeinrichtung sowie einer Vorrichtung zur Aktivierung der Verstellung. Durch Betätigung der Aktivierungsvorrichtung wird die (bevorzug stufenlos bzw. eng gestuft) verstellbare Stützeinrichtung derart verändert, dass bevorzugt der gesamte Sitz, zumindest aber ein Teil des Sitzes (üblicherweise die Rückenlehne) sich um den Mechanismus zur verdrehbaren Lagerung verdreht. Letzterer ist derart angeordnet, dass sich der Winkel des Sitzes bzw. der Sitzlehne relativ zur von Fahrzeuglängs- und Querachse aufgespannten Ebene verändern lässt. Der Mechanismus kann beispielsweise aus einem einfachen Drehgelenk bestehen oder z. B. auch aufwändiger aus einer Viergelenklagerung.
Die verstellbare Stützeinrichtung kann beispielsweise aus einer längenverstellbaren Einheit bestehen, die zwischen einem am Rahmen des Fahrzeuges festen Punkt und einem am Sitz bzw. der Sitzlehne festen Punkt angeordnet ist. Durch die Längenverstellung verändert sich der Abstand des rahmenfesten und des sitz- bzw. lehnenfesten Punktes. Dadurch wird der Sitz bzw. die Sitzlehne um den von dem Mechanismus zur verdrehbaren Lagerung vorgegebenen Momentanpol verdreht und die Neigung des Sitzes bzw. der Sitzlehne verändert sich.
Die längenverstellbare Einheit kann einerseits passiv sein, sodass Energie zur Verstellung von außen in den Sitz eingebracht werden muss – sie kann aber andererseits auch aktiv sein, indem nur ein Signal von außen gegeben wird und sich die Länge dadurch selbsttätig verstellt.
Eine passive längenverstellbare Einheit könnte beispielsweise aus zwei gegeneinander verschiebbaren Elementen bestehen, welche im Normalzustand durch einen Riegel gegen Relativbewegung gesichert werden. Durch Betätigung der Aktivierungsvorrichtung (z. B. durch Ziehen eines Hebels am Fahrzeuglenker durch den Fahrer) wird die längenverstellbare Einheit entriegelt und der Fahrer kann den Sitz bzw. die Sitzlehne mit Hilfe seiner eigenen Kraft in die gewünschte Neigung bringen. Durch Loslassen des Hebels wird die längenverstellbare Einheit wieder verriegelt und die gewünschte Neigung wird arretiert. Derartige Vorrichtungen finden häufig Anwendung in der Sitzlängsverstellung von PKW-Sitzen.
Eine aktive längenverstellbare Einheit könnte beispielsweise aus einem elektrisch betätigten Linearmotor mit Gewindespindel bestehen, der vom Fahrer dadurch betätigt wird, dass er einen elektrischen Schalter für „Heben” oder „Senken” betätigt. Solange der Schalter gedrückt bleibt, wird der Linearmotor die Neigung in die gewünschte Richtung verstellen. Bei Loslassen des Schalters wird die Neigung in der aktuellen Position arretiert.
Neben der längenverstellbaren Einheit sind auch beispielsweise eine Verschiebung eines rahmenseitigen (oder auch des sitzseitigen) Streben-Lagerpunktes möglich, während die Strebenlänge konstant ist. Darüberhinaus ist auch eine direkte Verstellung im Drehpunkt möglich ähnlich einer üblichen Sitzlehnen-Neigungsverstellung in einem PKW. Auch bei den beiden letztgenannten Methoden kann die Verstellung passiv z. B. mit Verriegelung oder aktiv mit einem elektrischen Antrieb erfolgen.
Um Gepäckstücke mitnehmen zu können, soll eine aerodynamisch geformte Heckverkleidung hinter dem Fahrer angeordnet sein, welche zusätzlich den Vorteil der Verringerung des Luftwiderstandes in Fahrzeuglängsrichtung bietet. Um eine möglichst flexible Nutzung des Fahrzeuges zu gewährleisten soll diese Heckverkleidung bzw. ein Teil davon längsverschiebbar gestaltet sein. Dadurch kann deren Position an die Fahrerstatur und dessen Haltungspräferenzen angepasst werden. Darüberhinaus kann durch ein Verschieben nach hinten Platz geschaffen werden für sperrige Gepäckstücke oder einen Beifahrer. Die Vorderseite der Heckverkleidung ist dabei günstigerweise so ausgestaltet, dass durch sie sowohl für den Beifahrer eine bequeme Rückenlehne als auch für den Fahrer eine passende Kopfstütze (im weit nach hinten geneigten Zustand) bereitgestellt wird.
Einerseits ist es dafür möglich, die gesamte Heckverkleidung nach hinten zu verschieben, wodurch die vorher gerade abschließende Hecklinie nun von einer Stufe unterbrochen wird, was einen unschönen optischen Eindruck hervorrufen kann und zudem die Fahrzeuglänge vergrößert. Andererseits kann die Heckverkleidung beispielsweise zweigeteilt sein, wobei sich im Normalzustand eine großflächige Verkleidung, ergibt mit dementsprechend großem Stauraum. Wenn dann für einen Beifahrer Platz geschaffen werden soll, kann beispielsweise der vordere Teil nach hinten über den feststehenden hinteren Teil geschoben werden. Vorteilhaft ist dabei eine weiterhin homogen abschließende Hecklinie und konstante Fahrzeuglänge.
Vorteilhafterweise weist ein derartiges Fahrzeug auch eine aerodynamische Verkleidung im Frontbereich auf. Die Verkleidung ist vorteilhafterweise ebenfalls derart verstellbar, dass sie individuell auf den Fahrer angepasst werden kann und darüberhinaus auch während des Auf- und Absteigen möglichst viel Freiraum lässt. Dies kann einerseits durch eine Neigungsverstellung der Verkleidung, andererseits durch deren Längs- und Höhenverstellung erreicht werden. Es ist auch denkbar, dass die Verkleidung z. B. zweiteilig ist und nur der dem Fahrer zugewandte Teil längs-, höhen- und/oder neigungsverstellbar ist.
Die aerodynamischen Verkleidungen an Front und Heck sind derart zu gestalten, dass sie zwar den Strömungswiderstand in Längsrichtung reduzieren, aber gleichzeitig in Querrichtung nicht übermäßig verschlechtern. Dies ist wichtig, um das Fahrverhalten bei Seitenwind nicht negativ zu beeinflussen. In diesem Zusammenhang kann es günstig sein, die Verkleidung variabel zu gestalten (z. B. indem Teile davon demontierbar oder verschwenkbar sind) um bei ungünstigen Windverhältnissen die seitliche Windangriffsfläche und den Seitenwind-c_w-Wert und damit das Seitenwindverhalten des Fahrzeuges zu verbessern.
Eine darüberhinaus günstige Weiterbildung der Erfindung ist die Koppelung der Verstellung von Verkleidungsteilen an den Neigungswinkel des Sitzes bzw. der Sitzlehne. Dadurch kann erreicht werden, dass dem Fahrer in jeder Sitzposition stets bestmöglicher Wind- und Wetterschutz geboten werden und ebenso stets eine bestmögliche Aerodynamik gewährleistet ist.
Durch die Verstellung der Oberkörperposition kann es je nach Anbauort der Rückspiegel dazu kommen, dass der im Spiegel sichtbare rückwärtige Bereich verändert wird, so dass der Fahrer in bestimmten Oberkörperpositionen keinen Blick auf das Verkehrsgeschehen hinter ihm hat. Dies passiert insbesondere dann, wenn der Rückspiegel rahmenfest oder verkleidungsfest angebracht ist. Für diese Fälle kann es sinnvoll sein, die Rückspiegelposition mit dem Neigungswinkel des Sitzes bzw. der Sitzlehne zu koppeln. So kann über ein Gestänge, Bowdenzug o. ä. eine Koppelung, hergestellt werden, welche den Spiegel entsprechend der Sitz- bzw. Sitzlehnenneigung nachführt und damit dem Fahrer eine stets gute Sicht nach hinten ermöglicht.
Weiterhin ist es sinnvoll, eine Verstellung der Längs-, Winkel- und Höhenposition für die Fußstützen vorzusehen, um eine optimale Anpassung an den Fahrer zu ermöglichen. Eine Längsverstellung des Sitzes kann ebenfalls hierzu beitragen und darüberhinaus das Auf- und Absteigen auf das bzw. vom Fahrzeug erleichtern.
Kurz zusammengefasst ermöglicht die Erfindung es dem Fahrer, eine je nach Fahrsituation geeignete und komfortable Oberkörperposition einzunehmen. Er kann eine flache Position einnehmen, wenn es beispielsweise auf eine gute Aerodynamik ankommt, also bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit wie z. B. bei Fahrten auf Autobahnen. Dadurch werden zwei sehr wichtige Einflussfaktoren für den Luftwiderstand positiv beeinflusst: zum einen verringert sich der Luftwiderstandsbeiwert, da der Fahrer hinter der Verkleidung verborgen ist und somit weniger Verwirbelungen verursacht. Zum zweiten wird auch die angeströmte Fläche verringert. Ein weiterer Vorteil dieser Sitzposition ist der gute Wetterschutz vor Regen und Kälte. Wenn hingegen eine gute Übersicht und Wendigkeit erforderlich sind, wie insbesondere bei Fahrten in der Stadt, so kann der Fahrer eine eher aufrechte Position einnehmen. Weiterhin ermöglicht dies auch eine Mitnahme eines Passagiers bzw. größerer Gepäckstücke. Die aufrechte Sitzposition bietet auch eine bessere Belüftung des Fahrers, wie sie z. B. bei Fahrten bei großer Hitze wünschenswert ist.
Anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
1 das Fahrzeug mit Fahrer, wobei Sitz und Oberkörper in der flachsten nach hinten geneigten Stellung gezeigt sind,
2 das Fahrzeug mit Fahrer, wobei Sitz und Oberkörper in der aufrechtesten nach hinten geneigten Stellung gezeigt sind,
3 das Fahrzeug mit Fahrer und Beifahrer, wobei die einteilige aerodynamische Heckverkleidung nach hinten verschoben wurde,
4 das Fahrzeug mit Fahrer und Beifahrer, wobei der vordere Teil der zweiteiligen aerodynamische Heckverkleidung nach hinten über den hinteren Teil verschoben wurde,
5 die hintere Hälfte des Fahrzeuges mit Verstellmöglichkeiten für Sitz (in einer mittleren Neigungseinstellung dargestellt) und die Heckverkleidung,
6 eine Detaildarstellung der Sitzverstellung,
7 die vordere Hälfte des Fahrzeuges mit Verstellmöglichkeiten für Fußstütze und Frontverkleidung und
8 eine Detaildarstellung der Verstellung der Fußstütze.
Das in 1 bis 8 gezeigte Fahrzeug ist ein Einspurfahrzeug mit einem rücklings in einem neigungsverstellbaren Sitz 1 liegend angeordnetem Fahrer 2, wobei die Beine 3 des Fahrers 2 oberhalb des Vorderrades 4 angeordnet sind. Das Fahrzeug hat eine Frontverkleidung 5, eine Unterverkleidung 6 und eine als Stauraum ausgebildete Heckverkleidung 7. Letztere ist im Wesentlichen oberhalb des Hinterrades 8 angeordnet.
1 zeigt den Fahrer 2 in maximal nach hinten geneigter Position des Sitzes 1. Die Heckverkleidung 7 dient dabei gleichzeitig als Stütze für den Helm 9 des Fahrers 2. Die Ausgestaltung der Frontverkleidung 5 sowie die Position der Windschutzscheibe 10 an der Frontverkleidung 5 ist dabei insbesondere derart gewählt, dass der Blickwinkel des Fahrers 2 aus dem Visier des Helmes 9 noch einen ausreichenden Blick auf das Verkehrsgeschehen vor dem Fahrzeug gewährleistet. Dabei ist insbesondere auf den Blick auf die Oberfläche der Fahrbahn 11 unmittelbar vor dem Fahrzeug zu achten. Im Ausführungsbeispiel kann der Fahrer 2 die Fahrbahn 11 ab etwa einer Entfernung von 12 m überblicken. Für Fahrten über Land und auf der Autobahn ist dies ausreichend.
Nicht ausreichend wäre der Wert von 12 m für Stadtfahrten. Hierfür nimmt der Fahrer 2 eine aufrechtere Position ein wie sie in 2 gezeigt ist. Der Sitz 1 wird hierfür in eine steilere Stellung gebracht. Der Kopf des Fahrers unter dem Helm 9 liegt nun deutlich höher. Dies erlaubt einen besseren Blick auf das Verkehrsgeschehen vorne sowie auch auf die Oberfläche der Fahrbahn 11, die nun ab etwa 3 m Entfernung zu sehen ist. Darüberhinaus ist der Helm 9 nun nicht mehr rückwärtig abgestützt und damit frei beweglich, wodurch der Kopf ungehindert gedreht werden kann und damit ein Schulterblick in den toten Winkel einfach möglich ist. Die Neigung der Rückenlehne des Sitzes 1 ist in diesem Zustand der Lehnenneigung eines PKW-Sitzes sehr ähnlich. Die Arme des Fahrers 2 sind dabei stärker angewinkelt als in der flach liegenden Position in 1, was ein einfacheres und reaktionsschnelleres Lenken mit größeren Lenkbewegungen erlaubt. Letzteres wird weiterhin unterstützt durch die (im Vergleich zum konventionellen Motorrad allerdings stark begrenzte) Möglichkeit zur Gewichtsverlagerung des Oberkörpers bei aufrechter Sitzposition. Im Vergleich zur liegenden Sitzposition ist es in der aufrechten Stellung auch einfacher möglich, die Füße 12 auf die Fahrbahn 11 zu stellen, um das Fahrzeug im Stand (z. B. an einer Ampel) im Gleichgewicht zu halten.
Weiterhin ist aus 2 erkennbar, dass in aufrechter Sitzposition zwischen dem Sitz 1 und der Heckverkleidung 7 ein Freiraum entsteht, der sowohl zur Unterbringung von Gepäck als auch eines Beifahrers 20 genutzt werden kann. Dieser Freiraum kann weiter vergrößert werden, wenn die Heckverkleidung oder Teile davon nach hinten verschoben werden.
3 zeigt die Anordnung des Beifahrers 20 hinter dem Sitz 1 des Fahrers 2, wobei die Heckverkleidung 7 im Ganzen entgegen der Fahrtrichtung verschoben wurde. Dies bewirkt allerdings zum einen eine Vergrößerung der Gesamtlänge des Fahrzeuges, und kann zum anderen eine optische Unstetigkeit am Heck bewirken zwischen der hinten auslaufenden Unterverkleidung 6 und der darüber hinaus stehenden Heckverkleidung 7. Daher kann es sinnvoll sein, wie in 4 angedeutet eine zweiteilige Heckverkleidung 7a und 7b zu schaffen und deren vorderen Teil 7a längsverschiebbar zu machen, sodass dieser über den hinteren Teil 7b geschoben werden kann. 4 zeigt die Ansicht bei ineinandergeschobener Heckverkleidung (nur der vordere Teil der Heckverkleidung 7a sichtbar) und aufgesessenem Beifahrer 20.
Der Beifahrer 20 ist in beiden Fällen gut in die Fahrzeugaerodynamik integriert und vergrößert den Luftwiderstand im wesentlichen nur durch den oberhalb des Fahrers im Wind stehenden Kopf 21, seine Schultern 22 sowie die Beine 23, welche rechts und links über die Unterverkleidung 6 und den Rumpf des Fahrers 2 hinausragen.
Eine Möglichkeit der Verstellung des Sitzes 1 und der Fußstützen 40 sowie der Verkleidungselemente 5 und 7 ist in 5 bis 8 dargestellt. Zur besseren Übersicht ist der Fahrer 2 in einigen dieser Darstellungen nur schemenhaft angedeutet.
Der Sitz 1 wird im Lagerpunkt 30 um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse drehbar gelagert. Die Lagerung im Punkt 30 ermöglicht es, den Sitz 1 in seiner Neigung zu verstellen, indem das Stützelement 31 in seiner Länge verstellbar gemacht wird. Der Momentanpol der Drehbewegung beim Verändern der Neigung des Sitzes 1 ist günstigerweise so ausgelegt, dass zur Veränderung der Neigung nur geringfügige Kräfte aufzuwenden sind. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Momentanpol in einer mittleren Neigung des Sitzes möglichst dicht am und möglichst senkrecht unter dem Schwerpunkt des Sitzes und der vom Sitz abgestützten Masse liegt. Letzteres ist insbesondere der Teil des Fahrers, der vom Sitz gestützt wird – also Oberkörper und Kopf sowie ein Teil der Arme und Beine – sowie auch z. B. der Helm des Fahrers. Da sich durch einen derart positionierten Momentanpol die Schwerpunkthöhe während der Neigungsverstellung nicht oder nur geringfügig verändert ist der Energieaufwand dafür gering.
Weiterhin ist es wichtig, dass der Körper eine geeignete Bewegung macht, so dass sich in jeder Neigungseinstellung Beine und Arme in einer komfortablen Haltung befinden und insbesondere in beiden Stellungen eine ausreichende und ungehinderte Bewegung der Hände und damit des Lenkers möglich ist. Als sehr günstig erweist sich in diesem Zusammenhang, sowie auch im Zusammenhang, mit der geringen Veränderung der Schwerpunkthöhe, eine Sitz-Schwenkachse, welche im Bereich des Beckens bzw. der Lendenwirbel liegt, wie in 5 und 6 angedeutet. Die optimale Lage in diesem Bereich hängt insbesondere auch von der Statur des Fahrers ab. Die Lage der Schwenkachse im Bereich Kreuzbein/Lendenwirbel hat zusätzlich noch den Vorteil, dass das Becken in der aufrechten Stellung des Sitzes leicht abgesenkt wird und damit das Absetzen der Füße auf den Boden nochmals erleichtert wird.
Die maximal und minimal mögliche Neigung des Sitzes 1 wird durch die maximal und minimal mögliche Länge des Stützelements 31 bestimmt. Darüberhinaus wird die flachste Sitzposition auch noch durch die Heckverkleidung und deren Längsposition bestimmt, wenn der Sitz 1 per Längsverstellung (32, 33) weit nach hinten gestellt ist. Die Längsverstellung erfolgt über die Sitzkonsole 32 an der sowohl das Stützelement 31 als auch Lagerpunkt 30 befestigt sind. Die Sitzkonsole ist ihrerseits auf der Führungsschiene 33 in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar verschraubt. Zur Veränderung der Sitzlängsposition kann eine Klemmverbindung gelöst werden und die Sitzkonsole 32 auf der Führungsschiene 33 verschoben werden. Die Führungsschiene 33 ist mit dem Fahrzeugrahmen fest verbunden. Ein Verschieben des Sitzes nach hinten ist nicht nur für groß gewachsene Fahrer günstig, sondern erleichtert generell das Auf- und Absteigen vom Fahrzeug.
Ebenfalls mit der Führungsschiene 33 längsverstellbar verschraubt ist die Heck-Tragkonsole 34 für die Heckverkleidung 7. Zur Veränderung der Längsposition der Heckverkleidung 7 können die zugehörigen Verbindungsschrauben gelöst und die Heck-Tragkonsole 34 kann auf der Führungsschiene 33 verschoben werden. Fallabhängig kann es günstiger sein, die Führungsschiene für die Heckverkleidung separat auszuführen, d. h. nicht mit der Führungsschiene für die Sitz-Längsverstellung zu kombinieren.
6 zeigt eine mögliche Ausführung der Sitzverstellung, für eine Bauraumsituation, in der unterhalb der Sitzkonsole 32 und der Führungsschiene 33 Platz vorhanden ist, um ein Stützeelement 31 unterzubringen. Letzteres ist im Beispiel als elektrisch betriebener Linearmotor 35 ausgeführt, der im Lagerpunkt 36 mit der Sitzkonsole und im Lagerpunkt 37 mit dem Sitz verbunden ist. In der Darstellung nicht erkennbar ist, dass es eine rechte und eine linke Führungsschiene gibt, zwischen denen die Sitzkonsole samt zentral angeordnetem Linearmotor längsverstellbar gelagert ist. Dadurch wird ein günstiger Kraftfluss aus dem Sitz durch die Sitzkonsole und die Führungsschiene in das Fahrzeugchassis erreicht. Die Darstellung zeigt den Sitz in seiner flachsten Position 38 (Linearmotor vollständig eingefahren) und in einer aufrechten Position 39. Anstelle des Linearmotors kann auch ein passives mechanisches Element zum Einsatz kommen, z. B. dergestalt, dass das längenverstellbare Stützelement 31 u. a. durch zwei in ineinandergleitende Teilelemente (z. B. Rohre) gebildet wird, welche über eine Sperrklinke miteinander starr verbunden sind. Wenn die Sperrklinke mittels einer mechanischen Fernbedienung, z. B. Hebel und Bowdenzug, am Lenker entriegelt wird, kann der Fahrer über seine Körperkraft die Sitzposition verändern und in der gewünschten Position durch Loslassen des Hebels die Sperrklinke wieder einrasten lassen und seine Sitzposition arretieren.
Am vorderen Ende des Front-Tragohres 43 ist die Lagerung für die Frontverkleidung 5 im Drehpunkt 44 befestigt. Hierdurch ist es möglich, die Winkelposition der Frontverkleidung 5 individuell an die Fahrerstatur anzupassen, indem das Stützelement 45 in seiner Länge verändert wird. Ein großer Fahrer kann die Verkleidung dadurch steiler stellen als ein kleiner Fahrer. Zum Zwecke guter Aerodynamik sollte die Frontverkleidung nicht zu steil stehen, zwecks ausreichenden Freiraums zum Lenker 46 und den daran befestigten Bedienelementen darf die Frontverkleidung 5 auch nicht zu flach angeordnet werden. Die Begrenzung der Extrempositionen erfolgt durch das Stützelement 45. Über den oberen Extrempunkt hinaus kann die Frontverkleidung 5 um den Drehpunkt 44 dann gedreht werden, wenn kurzzeitig das Stützelement 45 von der Frontverkleidung 5 im Punkt 47 abgekoppelt wird. Dann kann die Frontverkleidung 5 weit nach oben schwenken um so dem Fahrer 2 beim Auf- und Absteigen vom Fahrzeug mehr Freiraum zu verschaffen. Darüberhinaus kann der Drehpunkt 44 der Frontverkleidung 5 ebenfalls längs des Front-Tragrohres 43 verschoben werden sowie auch in der Höhe verstellt werden (nicht dargestellt).
Die Füße des Fahrers 2 ruhen auf einer Fußstütze 40 welche im Drehpunkt 41 durch eine Lagerung in ihrer Winkelstellung entlang einer Achse quer zur Fahrtrichtung verstellt werden können. Darüberhinaus ist die Lagerung im Drehpunkt 41 an der Fußstützen-Tragkonsole 42 befestigt, welche nach Lösen von Verbindungsschrauben in Längsrichtung entlang des Front-Tragrohres 43 verschoben werden kann. Weiterhin ist auch eine Höhenverstellung der Fußstütze 40 vorgesehen dadurch, dass der Drehpunkt 41 entlang der Fußstütze 40 verschiebbar ist. Idealerweise ist die Längs-, die Winkel- und die Höhenverstellung derart konstruiert, dass durch Öffnen möglichst weniger Verbindungselemente alle Freiheitsgrade gleichzeitig verstellt werden können, wobei rechte und linke Fußstütze gleichzeitig und in gleichem Maße verstellt werden. Dies ist z. B. der Fall bei der in 8 in der Seitenansicht gezeigten Anordnung. Das Front-Tragrohr 43 ist rechts und links jeweils mit einer Nut 48 versehen, in der jeweils zwei getrennte Nutensteine (nicht sichtbar) gleiten. In diese Nutensteine werden Befestigungselemente 49 eingeschraubt, welche ihrerseits in Langlöchern 50 der Fußstützen-Tragkonsolen 42 (je eine rechts und links des Front-Tragrohres 43) laufen. Wird die Länge der Befestigungselemente 49 verkürzt, so werden die Fußstützen-Tragkonsolen 42 an das Front-Tragrohr 43 geklemmt und damit fest verbunden. Durch die Fersenauflage 51 und die Ballenstütze 52 werden die Füße des Fahrers gestützt. Gleichzeitig verbinden diese Elemente die rechte und die linke Fußstützen-Tragkonsole miteinander. Diese Verbindung gewährleistet, dass bei Verstellung der Fußstützen beide Fußstützen (also rechts und links des Front-Tragrohres) synchron verstellt werden. Die Verstellung der Fußstützen-Längsposition erfolgt durch Verschieben der Nutensteine in der Nut 48. Die Verstellung der Winkelposition der Fußstützen um die Fahrzeug-Querachse sowie die Verstellung der Höhe der Fußstützen erfolgt mittels Verschiebung der Befestigungselemente 49 in den Langlöchern 50.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Kurzlieger”, Bauformen von Liegerädern, Thomas Senket, Pro Velo 51, S. 3–7 [0005]

Claims

Einspuriges Kraftfahrzeug mit einem Sitz zur Aufnahme eines Fahrers in einer im wesentlichen mit dem Oberkörper nach hinten geneigten Position, wobei die Beine des Fahrers in Fahrtrichtung zeigend angeordnet sind und der Sitz eine mit einem Neigungswinkel behaftete Stützeinrichtung für den Oberkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Neigungswinkel relativ zu einer von Fahrzeuglängs- und -querachse aufgespannten Ebene verstellbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung während der Fahrt betätigbar ist, derart, dass die Verstellung des Neigungswinkels eine Veränderung des Luftwiderstandes in Fahrzeuglängsrichtung hervorruft.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentanpol der Bewegung des Sitzes während der Neigungsverstellung so gewählt ist, dass sich die Höhe des Schwerpunktes der in der Neigung verstellbaren Massen nur wenig ändert.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Momentanpol der Bewegung des Sitzes während der Neigungsverstellung, im Bereich des Beckens oder der Lendenwirbel des Fahrers befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem neigungsverstellbaren Sitz mindestens eine den Luftwiderstand des Fahrzeuges in Längsrichtung verändernde Einrichtung vorgesehen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Luftwiderstand verändernde Einrichtung in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ist, derart, dass zwischen dem Sitz und der den Luftwiderstand verändernden Einrichtung ein Raum für einen Beifahrer geschaffen wird.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine hinter dem Sitz befindliche, den Luftwiderstand verändernde Einrichtung an ihrer Vorderseite derart ausgestaltet ist, dass sie als Stütze für den Rücken des Beifahrers oder den Kopf des Fahrers genutzt werden kann.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fahrer eine den Luftwiderstand in Fahrzeuglängsrichtung verändernden Einrichtung vorgesehen ist, deren Position in Längsrichtung und/oder Winkelposition relativ zur von Fahrzeuglängs- und querachse aufgespannten Ebene veränderbar ist.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position mindestens einer den Luftwiderstand in Fahrzeuglängsrichtung verändernden Einrichtung mit dem Neigungswinkel des Sitzes koppelbar ist.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Position mindestens eines Rückspiegels mit dem Neigungswinkel des Sitzes koppelbar ist.