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Dreiradfahr zeug
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Die Erfindung betrifft ein Dreiradfahrzeug mit einem lenkbaren, nicht
angetriebenen Vorderrad und mit einem zwischen nebeneinanderliegenden Sitzen angeordneten,
auf die beiden Hinterräder wirkenden Motor.
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Dreiradfahrzeuge für die Beförderung von Personen sind in verschiedenen
Ausführungsformen bekannt, z. B. mit zwei Vorderrädern und mit einem einzelnen Hinterrad
oder umgekehrt. Auch die Sitzanordnung kann verschieden sein, etwa zwei bis drei
Sitze nebeneinander oder hintereinander. Allen Dreiradfahrzeugen ist grundsätzlich
der Vorteil des geringen Bauaufwandes im Vergleich zu Vierradfahrzeugen eigen. Dies
gilt nicht nur für Gewicht und Oberfläche, sondern hat auch Einfluss auf die Bremsen,
Federung, Kraftstoffverbrauch usw., wobei sich durch die gegenseitige Abhängigkeit
dieser Grössen ein Multiplikationsfaktor ergibt. Dreiradfahrzeuge besitzen daher
eine überlegene Kosteneffektivität gegenüber Vierradfahrzeugen. Neben diesem Vorteil
weisen aber die herkömmlichen Dreiradfahrzeuge erhebliche Nachteile auf, wie weiter
unten noch dargelegt wird.
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Bei Dreiradfahrzeugen mit zwei Vorderrädern ist die Karosseriegestaltung
wegen der Radkästen strömungstechnisch ungünstig und bedingt die Verwendung kleiner
Räder mit schlechten Fahreigenschaften. Ferner ist bei dieser Bauart eine etwa gleichmässige
Belastung aller drei Räder nicht erreichbar, denn der Schwerpunkt liegt durch Sitz-
und Motoranordnung ungünstig weit hinten. Dadurch ist aber eine ausreichende Kippstabilität
nicht gewährleistet. Die andere Bauart mit nur einem Vorderrad und zwei Hinterrädern
ist in dieser Hinsicht und in der Karosseriegestaltung günstiger und soll im folgenden
näher untersucht werden.
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Als Beispiel für den Stand der Technik sei auf die DE-PS 637 227 verwiesen.
Das dort beschriebene Dreiradfahrzeug besitzt zwei angetriebene Hinterräder und
ein nicht angetriebenes lenkbares Vorderrad. Als Fahrgestell dient ein gabelartiger
Längsträger, an dessen nach hinten weisenden beiden Gabelenden die Hinterachse aufgehängt
ist. Das vordere Rad ist an einem abgekröpften Arm des Gabelstieles angeordnet.
Der Motor liegt zwischen zwei nebeneinander angeordneten Sitzen im Raum zwischen
den beiden nach hinten weisenden Gabelteilen. Festigkeitsmässig ist die Gabelausbildung
nicht besonders günstig, da die Gabelteile an ihrer Zusammenführung am Gabelpunkt
besonderer Beanspruchung unterworfen sind. Ferner sind besondere Massnahmen erforderlich,
um den Motor zwischen den beiden Gabelteilen zu tragen und abzuschirmen. Dies führt
zwangsläufig zu einer aufwendigen
und schweren Bauform, da hier
die tragende Struktur und die Schalldämmung getrennt sind, was umso nachteiliger
ist, da nicht nur der Motor, sondern auch Kühler bzw. Kühlluftführungen, Vergaser,
Lichtmaschine und andere Nebenaggregate gedämmt eingebaut sein müssen.
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Ein weiterer und hinsichtlich der Kippstabilität beim Dreiradfahrzeug
gravierender Nachteil ist die ungünstig hohe Schwerpunktlage bedingt durch die Anordnung
der Sitze auf der Rahmenstruktur. Im übrigen ist bei der bekannten Konstruktion
kein ausreichender Schutz bei einem Frontalaufprall gegeben, da die Rahmenstruktur
im Bereich der Fahrgastzelle liegt und so keine Verformungsarbeit ausserhalb der
Zelle gewährleisten kann.
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In der DE-PS 639 235 ist ein anderes Beispiel beschrieben.
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Hier ist wieder ein Dreiradfahrzeug mit einem lenkbaren Vorderrad
und zwei angetriebenen Hinterrädern gezeigt. Als tragender Bauteil ist ein horizontal
liegender, im Grundriss etwa trapezförmiger Rahmen vorgesehen, an dessen vorne liegender
kürzerer Grundlinie ein abgekröpfter Arm als Träger für das Vorderrad angebracht
ist. Der Motor befindet sich in dem vom Rahmen umschlossenen Bereich und liegt zwischen
zwei Sitzen. Auch diese Ausbildung hat wie die oben erwähnte Gabelausbildung die
genannten Nachteile.
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Somit kann über die bislang bekannten Dreiradfahrzeuge gesagt werden,
dass eine günstige tiefe Schwerpunktlage und eine gleichmässige Gewichtsverteilung
auf die drei Räder meist nicht gewährleistet wird. So besteht bei Kurvenfahrt erhebliche
Kippgefahr. Ausserdem haben zu kleine Räder, wie sie vor allem bei der Anordnung
mit zwei Rädern vorne verwendet werden, ungünstige Fahreigenschaften. Ein weiterer
Nachteil bekannter Dreiradkonstruktionen ist die schlechte Lärmdämmung, welche unter
Zugrundelegung eines Mittelmotoreinbaues nur durch überproportionalen Materialaufwand
verbessert werden kann, was allerdings auch wieder Nachteile hinsichtlich des Gewichtes
mit sich bringt. Bezüglich Sicherheit bei Frontalaufprall ist festzustellen, dass
die Rahmenstrukturen bekannter Konstruktionen keine Knautschzone ausserhalb der
eigentlichen Sicherheitszelle gewährleisten und somit die Realisierung eines marktfähigen
Dreiradfahrzeuges in Frage gestellt ist.
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Insgesamt betrachtet haben diese Nachteile trotz der oben genannten
Vorteile eher eine Abneigung bzw. ein Vorurteil gegen die Dreiradkonzeption entstehen
lassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der die
Kosteneffektivität bewirkenden positiven Eigenschaften eine Dreiradausbildung zu
schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine gute
Kippstabilität und Leichtbaustruktur, aber auch eine genügende Sicherheit bei einem
evtl. Frontalaufprall besitzt. Ferner
soll das Dreiradfahrzeug einen
verbesserten Fahrkomfort durch Schalldämmung und Verwendung von Rädern grossen Durchmessers
aufweisen, was unter anderem auch eine Voraussetzung für die Überwindung des Vorurteiles
und für den wirtschaftlichen Erfolg eines solchen Fahrzeuges ist.
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Ausgehend von der oben genannten Dxeiradbauart mit einem lenkbaren,
nicht angetriebenen Vorderrad und zwei angetriebenen Hinterrädern und mit einem
zwischen zwei nebeneinanderliegenden Sitzen angeordneten Motor wird die Aufgabe
erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein zentraler, als Längsträger dienender,
wenigstens teilweise hohler Holm vorgesehen ist, an ihm eine Bodenplatte, ein vorderer
und ein hinterer Spant als Tragegerüst für die Fahrzeugzelle befestigt sind und
der Antriebsblock innerhalb des Holmes angeordnet ist.
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Der Holm besteht im wesentlichen aus einer verhältnismässig dünnwandigen
Leichtbaustruktur, die von der vorderen Radaufhängung bis zum Heck verläuft. Durch
diese Ausbildung wird bei geringem Gewicht eine Sicherheitszelle gebildet aus zentralem
Holm, Bodenplatte und Spanten, die den Sicherheitserfordernissen entspricht. Der
hohle Holm ermöglicht einen tiefliegenden und verhältnismässig weit nach hinten
verschobenen Einbau des Antriebsblockes. Auch die Sitze können zu beiden Seiten
des Holmes tief angeordnet werden und bei genügendem Raum für die Beine der Insassen
und
bei guter Sicht auf die Fahrbahn weit hinten in der Nähe der Hinterachse angeordnet
werden. Es ist damit möglich, den Schwerpunkt der Fahrzeuges nicht nur tief sondern
auch in den Bereich oberhalb des Schwerpunktes des Dreiecks zu legen, das aus den
Radaufliegestellen auf der Fahrbahn gebildet wird. Der Schwerpunkt liegt damit etwa
im hinteren Drittel des Radstandes und die drei Räder sind praktisch annähernd gleich
stark belastet. Die Kippstabilität ist dabei wesentlich verbessert und jetzt mit
der Kippstabilität von herkömmlichen Vierradfahrzeugen vergleichbar. Trotzdem können
die Radachsen verhältnismässig hoch angeordnet werden, so dass grosse Räder mit
guten Rolleigenschaften verwendbar sind und infolgedessen der Fahrkomfort verbessert
wird. Die Radkästen der Hinterräder lassen sich strömungsgünstig in die Fahrzeugzelle
eingliedern, während das Vorderrad fast gänzlich in der Karosseriestruktur verschwindet.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Sicherheit noch
weiter verbessert werden, indem der Holm in seinem vorderen und/bzw. oder hinteren
Bereich eine als Knautschzone ausgebildete Struktur aufweist. Insbesondere können
die ausserhalb der Spanten liegenden Bereiche des Holmes als Knautschzonen ausgebildet
sein, z. B. durch eine entsprechende Gestaltung der Wandstärke oder der Form des
Holmes.
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Der in den hohlen Holm eingebaute Antriebsblock kann den Motor mit
allen zugehörigen Bauteilen wie Anlasser, Vergaser, Zündanlage, Kupplung, Getriebe,
Differential usw. enthalten.
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Vorteilhafterweise besteht der Hoom wenigstens im Bereich des Antriebsblockes
nicht nur aus seiner tragenden Struktur sondern ist dort zusätzlich noch mit einer
Schall- und Wärmedämmung versehen.
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Mit einem solchen Aufbau des Dreiradfahrzeuges lassen sich die eingangs
genannten Forderunaen erfüllen. Die angeführten Gründe für die Voreingenommenheit
sind somit überwindbar und die für den wirtschaftlichen Erfolg massgeblichen Vorteile
voll ausschöpfbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dreiradfahrzeuges
teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt durch Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt
gern. der Linie AA in Fig. 2.
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Bei der Beschreibung seien die Fig. 1 und 2 gleichzeitig betrachtet.
In der perspektivischen Ansicht des Dreiradfahrzeuges
in Fig.
1 ist teilweise die Karosserie weggeschnitten, so dass der innere Aufbau des Dreiradfahrzeuges
erkennbar ist. Ein Längsholm 1 reicht von der Aufhängung 13 des Vorderrades 12 bis
zum Heck. Der Holm 1 ist teilweise nach unten offen und somit hohl. Sein-Querschnitt
kann also U-förmig oder kastenförmig sein. Der letzte Abschnitt des Holmes verläuft
vorteilhafterweise horizontal. Am mittleren Teil des Holmes 1 ist eine auf beiden
Seiten überstehende Bodenplatte 2 befestigt. Gegebenenfalls kann diese Platte als
unterer Abschluss des mittleren Teiles des Holmes ausgebildet sein. Am vorderen
Teil der Bodenplatte 2 ist ein Spant 3 und am hinteren Teil der Bodenplatte ein
Spant 4 angeordnet, die als Träger für die Fahrzeugzelle dienen.
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Diese beiden Spanten wirken ausserdem bei einem angenommenen Unfall
noch als überrollbügel. Holm 1, Bodenplatte 2 sowie die Spanten 3 und & bilden
zusammen mit der im Umriss angedeuteten Karosserie eine Sicherheitszelle.
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Der Holm 1 besteht aus einem tragenden Strukturteil la in Leichtbauweise.
Er übernimmt alle Kräfte, die von den Rädern, der Bodenplatte und den Spanten eingeleitet
werden, sowie die Aufhängekräfte des Antriebsblockes. Sitze 5 können zu beiden Seiten
des Holmes 1 angeordnet werden. Sie liegen vorteilhafterweise beim hinteren Spant
4 und somit in der Nähe der Hinterachse. In der Höhlung des Holmes 1 ist der Antriebsblock
mit Motor 7 und den zusätzlichen Bauteilen 7a, wie Zündung, Vergaser, Anlasser usw.,
sowie mit den kraftübertragenden
Teilen, wie Kupplung und Getriebe
8 gekapselt angeordnet. Bereits diese Art des Motoreinbaues bewirkt eine Abschirmung,
die bis zu einem gewissen Grad als Schalldämmung und auch als Wärmedämmung wirksam
ist. Zur Verbesserung der Dämmung ist eine besondere Dämmschicht lb vorgesehen.
Im hinteren Teil ist der Holm 1 unten wieder offen und auch nach den Seiten zu geöffnet
und bietet somit die Möglichkeit einer günstigen Anordnung des Getriebes 9 und der
Antriebsachsen 10 für die Hinterräder 11. Der hinterste Teil des Holmes 1 ist flach
und breit ausgebildet oder trägt wenige stens eine breite Fläche 6 die hinter den
Sitzen 5 und dem Spant 4 liegt und als Ladefläche dient. Durch diese Anordnung von
Antriebsblock, Sitzen und Ladefläche lässt sich bei weitgehender Variationsmöglichkeit
der Beladung eine günstige Schwerpunktslage und eine weitgehend gleichmässige Belastung
der einzelnen Räder erreichen.
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Wie oben bereits erwähnt, kann der Holm 1 an seinem vorderen und hinteren
Teil als Knautschzone ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann der Holm ausser einer
entsprechend verringerten Wandstärke auch noch Sicken oder dergleichen enthalten.
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Für die Ausbildung der Knautschzone eignen sich insbesondere die über
die Spanten 3 und 4 hinausragenden Holmteile. Das gilt vor allem für das Ende der
Ladefläche 6.
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Die Fig. 2 zeigt ausserdem noch im Holmvorderteil eingebaut die Anordnung
eines Kühlers 14. Die Luftführung 14c zum Kühler 14 wird durch die Holmform selbst
gebildet. Die Lufteintrittsöffnung
14 b kann vom Holm 1 etwas
vorgezogen sein und zu beiden Seiten der Vorderradaufhängung 13 in der Fahrzeugvorderfront
münden. Der Verlauf der Kühlluft wird durch Pfeile 14a am Eintritt und durch Pfeile
4d am Austritt aus dem hinteren Holmteil angedeutet. Die Kühlluft umströmt dabei
innerhalb des Holmes 1 den gesamten Antriebsblock mit den Teilen 7, 7a und 8.
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Aus dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt ist gut die U-Form oder
Kastenform des Längsholmes 1 mit seiner Wandung la und seiner'Dämmschicht lb zu
erkennen. Ebenso ist die Anordnung der Bodenplatte 2 und des Spantes 4 erkennbar.
Zu beiden Seiten des Holmes 1 sind strichpunktiert die Sitze 5 angedeutet. Der Motor
7 ist in der Höhlung des Trägers 1 eingezeichnet. Die Luftzufuhröffnung 14b befindet
sich beiderseits des Holmes 1 in der Frontplatte der Karosserie. Da die Hinterräder
11 hinter dem hinteren Spant 4 und den Sitzen 5 angeordnet sind, lassen sich die
Radkästen beiderseits des zentralen Holmes 1 günstig in die Fahrzeugzelle eingliedern
und dadurch der Luftwiderstand verringern.
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