DE4207051A1 - Motorgetriebenes kleinfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Kleinfahrzeug, mit wenigstens zwei Hinterrädern, mit zumindest einem Vorderrad, mit einer auf das wenigstens eine Vorderrad einwirkenden, von einer mitfahrenden Person bedienbaren Lenkeinrichtung, mit einem Fahrzeugaufbau, der im Bereich der Hinterräder auf Blattfedern ruht, die mit einem Ende am Fahrzeugaufbau um eine gemeinsame horizontale Achse begrenzt schwenkbar gelagert und mit dem ande­ ren Ende in am Fahrzeugaufbau befindlichen Führungen längenver­ schiebbar geführt sind, wobei der Fahrzeugaufbau einen mit elek­ trischer Energie oder mit Kraftstoff antreibbaren Motor trägt, dem ein Getriebe nachgeschaltet sein kann und die derart gebilde­ te Antriebseinrichtung eine Abtriebswelle aufweist, die mit der entweder einstückig oder als Differentialachse gestalteten offe­ nen Hinterradachse mit Hilfe eines Ketten- oder Zahnriemenantrie­ bes verbunden ist.

Mit Blattfedern gefederte und mit Kettenantrieben ausgestattete Fahrzeuge wurden in den Anfängen des Automobilbaues entwickelt. Inzwischen gehören Fahrzeuge, die diese Merkmale aufweisen, nicht mehr zum aktuellen Stand der Technik. Es sind komfortable­ re, insbesondere aber technisch aufwendigere Lösungen zum Abfe­ dern des Fahrzeugaufbaues und zum Antrieb der Hinterräder ent­ wickelt worden.

Seit einiger Zeit sind nunmehr Tendenzen erkennbar, die sich verstärkt mit der Entwicklung von Fahrzeugen in Minibauweise befassen. Solche kleinen, insbesondere mit Hilfe elektrischer Energie angetriebenen Fahrzeuge sind unentbehrliche Helfer wenn es gilt, Personen oder auch kleinere Lasten zu befördern, wobei diese Fahrzeuge von einer Person gesteuert werden.

Bekannte Fahrzeuge dieser Art sind in vielen Fällen nicht gefe­ dert. Die beim Fahren auftretenden Stöße sollen deshalb durch die Reifen abgefangen werden, wobei man bemüht ist, durch ent­ sprechend großvolumige Gestaltung der Reifen einen größtmögli­ chen Abfederungseffekt zu erreichen. Dies gelingt jedoch nur teilweise und läuft den Bemühungen um leichten Lauf, geringen Rollwiderstand und geringes Gewicht zuwider.

Ist hingegen eine Federung vorhanden, so sind der Motor und das Getriebe immer mit der gefederten Hinterradachse fest ver­ bunden, mit der Folge, daß beim Ein- und Ausfedern hohe ungefe­ derte Massen wirksam werden und so eine ausreichende Radhaftung bei höheren Geschwindigkeiten nicht mehr gewährleistet ist. Es können unliebsame und störende Schwingungen auftreten, die sich nicht nur auf die Antriebselemente übertragen, sondern auch den Fahrkomfort erheblich einschränken. Nun wäre es ein leichtes, diese Mängel abzustellen, indem man sich jener bekannten Lösungen bedient, die eingangs genannt wurden. Da diese Lösungen jedoch technisch aufwendig und deshalb teuer sind, kommen sie bei Klein­ fahrzeugen gewöhnlich nicht in Frage. Solche Fahrzeuge sollen billig sein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein motorgetriebenes Kleinfahrzeug der gattungsgemäßen Art unter Verwendung relativ einfacher und kostengünstiger Mittel so weiterzuentwickeln, daß im Gegensatz zu bisher bekannten Kleinfahrzeugen der Fahr- und Federungskomfort erhöht wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zur Lagerung der Hinterradachse erforderlichen Lagerelemente entwe­ der direkt an den Blattfedern befestigt sind oder sich auf ei­ nem Rahmen befinden, der ortsfest mit den Blattfedern verbunden ist.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

• - Die beim Fahren mit dem Kleinfahrzeug auftretenden ungefederten Massen werden erheblich reduziert, weil der Motor und das Ge­ triebe nicht mehr mit der gefederten Hinterradachse, sondern mit dem wesentlich trägeren Fahrzeugaufbau verbunden ist.
• - Es können einfache und billige Teile, die ansonsten nur bei starrer Aufhängung der Hinterräder üblich sind, für die nunmehr federnde Aufhängung verwendet werden. Diese Teile sind z. B. eine offene Differentialachse, ein leichtgebautes Schaltgetrie­ be mit Kettenrad- oder Zahnriemenantrieb sowie einfache Steh­ lagereinheiten. Alle diese Teile werden in Großserien gefertigt und sind daher sehr preisgünstig.
• - Durch einfaches Auswechseln der Kettenräder oder der Zahnrie­ menscheiben sind sehr leicht andere Übersetzungsverhältnisse herstellbar.
• - Schließlich läßt die gewählte geometrische Beziehung zwischen der Anordnung der horizontalen Achse der Blattfederbefestigung, der Lage der Abtriebswelle und der Lage der Hinterradachse eine Anordnung zu, die es ermöglicht, auf Spanneinrichtungen zu verzichten, wie sie üblicherweise bei Ketten- oder Zahnrie­ menantrieben notwendig sind. Da sich beim Belasten der Blatt­ federn die Hinterradachse und damit das auf der Hinterradachse befindliche Kettenrad (oder die Zahnriemenscheibe) trotz gleichzeitiger Streckung der Blattfedern auf einer Bahn bewegt, die annähernd konzentrisch zur Abtriebswelle verläuft, bleibt die Kette oder der Zahnriemen nahezu gleichmäßig gespannt. Ein Überspringen oder ein zu starkes Belasten der Kette oder des Zahnriemens ist daher ausgeschlossen.

Die Erfindung wird anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Kleinfahrzeug.

Fig. 2 in einer Seitenansicht die Anordnung der Antriebseinrich­ tung, die Lagerung der Hinterradachse auf den Blattfedern und den Ketten- oder Zahnriemenantrieb;

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 jedoch mit Schwingmetall-Lage­ rung von Motor und Getriebe sowie

Fig. 4 in einer Draufsicht die Hinterradachse mit den Hinterrä­ dern sowie die Blattfedern, wobei die Lagerelemente auf einem Rahmen angeordnet sind, der an den Blattfedern befestigt ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Kleinfahrzeug 1 weist einen Fahrzeug­ aufbau 2 auf, der von wenigstens zwei Hinterrädern 6 und zumin­ dest einem Vorderrad 3 getragen wird. Der Fahrzeugaufbau 2 ist mit wenigstens einer Sitzgelegenheit 5 für eine Person ausgestat­ tet. Eine zum mindestens einen Vorderrad 3 führende Lenkeinrich­ tung 4 erlaubt es der Person, das Kleinfahrzeug 1 zu lenken. Der Fahrzeugaufbau 2 ist beidseitig im Bereich der Hinterräder 6 mittels zweier Blattfedern 7 oder entsprechender Blattfederpa­ kete 7 auf den Hinterrädern 6 abgestützt. Die Abstützung des Fahrzeugaufbaues 2 im Bereich des oder der Vorderräder 3 erfolgt in bekannter Weise. Diese Abstützung ist nicht Gegenstand der Erfindung, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt. Das Kleinfahrzeug 1 ist mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Motor 13 ausgestattet, der mit Hilfe elektrischer Energie oder mit einem flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff antreibbar ist. Dem Motor kann zur Reduzierung der Abtriebs­ drehzahl ein Getriebe 13′ nachgeschaltet sein. Motor 13 und Getriebe 13′ bilden eine Antriebseinrichtung 14. Die Antriebsein­ richtung 14 weist eine Abtriebswelle 15 auf, die mit der entweder einstückig oder als Differentialachse gestalteten offenen Hinter­ radachse 18 mit Hilfe eines Ketten- oder Zahnriemenantriebes 24 verbunden ist. Dadurch lassen sich die Hinterräder 6 antrei­ ben. Die Antriebseinrichtung 14, sowie der Ketten- oder der Zahnriemenantrieb 24 sind aus zeichnerischen Gründen in Fig. 1 nicht dargestellt, in den Fig. 2 bis 4 jedoch ersichtlich. Die Blattfedern 7 sind an der Unterseite des Fahrzeugaufbaues 2 in der üblichen bekannten Weise befestigt. Jedes zu den Vorderrä­ dern 3 weisende Ende 11 der Blattfedern 7 ist so befestigt, daß die Blattfedern 7 bei Belastung um eine gemeinsame horizon­ tale Achse 9 begrenzt schwenkbar gelagert sind. Das andere freie Ende 11 einer jeden Blattfeder 7 ist in je einer Führung 23, ebenfalls in bekannter Weise längenverschiebbar geführt. Die Blattfedern 7 sind dadurch in der Lage, bei Belastung Ausweichbe­ wegungen zu vollziehen, die sowohl aus einer Radialbewegung, als auch aus einer Längenbewegung resultieren.

In Fig. 2 ist in einer Seitenansicht die Antriebseinrichtung 14, der Ketten- oder Zahnriemenantrieb 24, Teile des Fahrzeugauf­ baues 2, eine Blattfeder 7 sowie die Hinterradachse 18 nebst einem Lagerelement 22 für die Hinterradachse 18 dargestellt. Die schematisch gezeichnete Antriebseinrichtung 14 ist mit dem nur andeutungsweise dargestellten Fahrzeugaufbau 2 fest verbun­ den. Die Blattfedern 7 sind in bekannter Weise an einem Ende um je einen Federbolzen gerollt und mit diesen in je einer am Fahrzeugaufbau 2 ortsfest angeordneten Blattfederbefestigung 10 so gelagert, daß sich die Blattfedern 7 um die gemeinsame horizontale Achse 9 begrenzt schwenken lassen. Jedes freie Ende 11 der Blattfedern 7 ist in einer der beiden Führungen 23 längen­ verschiebbar geführt. Auch die Führungen 23 sind fest mit dem Fahrzeugaufbau 2 verbunden. Die Zeichnung zeigt eines der beiden Lagerelemente 22, die zur drehbaren Lagerung der entweder ein­ stückig oder als Differentialachse gestalteten offenen Hinterrad­ achse 18 vorgesehen sind. Die Hinterradachse 18 ist zum Antreiben der Hinterräder 6 vorgesehen. In erfinderischer Weise ist jedes Lagerelement 22 an je einer Blattfeder 7 befestigt. Zu diesem Zweck sind die Lagerelemente 22 in bevorzugter Weise mit den Blattfedern 7 verschraubt, wobei die Lagerelemente 22 entweder an der Oberseite der Blattfedern 7, wie gezeichnet, oder an deren Unterseite angeordnet sind. Je nach Gestaltung der Hinter­ radachse 18 sind passende und bekannte Lagerelemente 22, bei­ spielsweise mit Pendellagern ausgestattete Stehlagereinheiten vorgesehen, die in bekannter Weise eine sphärische Lagerung der Hinterradachse 18 ermöglichen. Die Hinterradachse 18 ist mit Hilfe des Ketten- oder Zahnriemenantriebes 24 mit der An­ triebseinrichtung 14 verbunden. Zu diesem Zweck weist die Hinter­ radachse 18 ein mit der Hinterradachse 18 drehschlüssig verbunde­ nes Antriebsrad 19 auf, das eine Kette oder einen Zahnriemen 25 trägt, die oder der zu einem Abtriebsrad 16 führt, das sich auf der Abtriebswelle 15 der Antriebseinrichtung 14 befindet und drehschlüssig mit der Abtriebswelle 15 verbunden ist. Läuft der Motor 13, so dreht sich bei geschalteter Kupplungs- oder entsprechender Steuerungseinrichtung das Abtriebsrad 16 und treibt über die Kette oder den Zahnriemen 25 das Antriebsrad 19 der Hinterradachse 18 und somit die Hinterräder 6 an. In der Zeichnung ist eine mit der Positionszahl 26 gekennzeichnete Gerade eingezeichnet, welche den Mittelpunkt 12 der horizontalen Achse 9 der Blattfederbefestigung 10 und den Mittelpunkt 20 der Hinterradachse 18 verbindet. Es erweist sich als zweckmäßig, die Längsachse 17 der Abtriebswelle 15 oberhalb der Geraden 26 anzuordnen. Dadurch ist es möglich, für die Abtriebswelle 15 und für die Hinterradachse 18 Lagepunkte zu wählen oder zu finden, die in Bezug zur horizontalen Achse 9 der Blattfederbefe­ stigungen 10 so angeordnet sind, daß bei belasteten Blattfedern 7 und deren dadurch bedingten Ausweichbewegungen, die Hinterrad­ achse 18 annähernd konzentrische Bewegungen zur Abtriebswelle 15 ausführen kann. Damit ist gewährleistet, daß es zu keinen Beschädigungen oder Formveränderungen der Kette oder des Zahnrie­ mens 25 kommt, da die Spannung von Kette oder Zahnriemen nahezu unverändert bleibt.

Gemäß einer Erweiterung der Erfindung zeigt Fig. 3 ebenfalls in einer Seitenansicht die Anordnung der Antriebseinrichtung 14, den Ketten- oder Zahnriemenantrieb 24, eine Blattfeder 7 sowie die Hinterradachse 18, wobei der Motor 13 und das Getriebe 13′ auf einer sog. "Schwingmetall-Lagerung" 27 gelagert sind. Zu diesem Zweck sind der Motor 13 und das Getriebe 13′ an einem am Fahrzeugaufbau 2 angeordneten Träger 29 befestigt, der zu beiden Seiten schräg nach unten weisende Schwingmetallelemente 28 aufweist, die sich an geeigneten Punkten am Fahrzeugaufbau 2 abstützen. Der Motor 13 und das Getriebe 13′ sind somit am Fahrzeugaufbau 2 ausweichbar gelagert. Die Schwingmetall-Lagerung 27 dient zur Schall- und Vibrationsabkopplung von Motor 13 und Getriebe 13′. Auf der Achse 17 der Abtriebswelle 15 ist eine Schubstrebe 30 gelagert, die zur Hinterradachse 18 gerichtet entweder, wie gezeichnet, an einem Lagerelement 22 befestigt ist, oder aber bevorzugt auf der Hinterradachse 18 gelagert ist. Die Schubstrebe 30 ist in ihrer Länge veränderbar und kann als ein durch ein Dämpfungselement 31 unterbrochenes Teil gestal­ tet sein. Es kann auch zweckmäßig sein, zwei gleich angeordnete Schubstreben 30 zu beiden Seiten des Getriebes 13′ oder des Motors 13 vorzusehen. Die Schwingmetall-Lagerung 27 erlaubt ein Nachführen des Motors 13 und des Getriebes 13′ und damit ein Nachführen der Abtriebswelle 15 durch die wenigstens eine Schubstrebe 30. Dadurch bleibt trotz "weicher" Lagerung von Motor 13 und/oder Getriebe 13′ beim Belasten der Blattfedern 7 die Kette oder der Zahnriemen 25 innerhalb kleiner vernachläs­ sigbarer Toleranzen immer gespannt. Auf zusätzliche Spanneinrich­ tungen für den Ketten- oder Zahnriemenantrieb 24 kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden. Die Anordnung der horizontalen Achse 9 der Blattfederbefestigung 10, der Ab­ triebswelle 15 sowie der Hinterradachse 18 ist so, wie im Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 2 beschrieben. Ebenso sind die Abtriebs­ welle 15 und die Hinterradachse 18 durch den Ketten- oder Zahn­ riemenantrieb 24 verbunden.

In einer Draufsicht zeigt Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Die Lagerelemente 22 sind nicht mehr direkt an den Blattfedern 7 befestigt, wie in Fig. 2 und 3 beschrieben, sondern an einem starren geschlossenen Rahmen 32 ortsfest ange­ ordnet, wobei der Rahmen 32 mit den Blattfedern 7 verschraubt oder vernietet ist. Der Rahmen 32 ist entweder an der Oberseite oder an der Unterseite der Blattfedern 7 befestigt. Man erkennt in der Zeichnung die beiden Blattfedern 7, die beiden Federbefe­ stigungen 10, sowie die Führungen 23. Auf dem Rahmen 32 befindet sich etwa mittig ein weiteres Lagerelement 22. Die Lagerelemente 22 tragen die im Beispiel als Differentialachse gestaltete Hin­ terradachse 18, die an ihren Enden die beiden Hinterräder 6 trägt. Das Differential 34 der Hinterradachse 18 trägt das An­ triebsrad 19 der Hinterradachse 18. Vom Antriebsrad 19 führt eine Kette oder ein Zahnriemen 25 zum Abtriebsrad 16 der An­ triebseinrichtung 14. Wie bereits eingangs erwähnt, sind das Getriebe 13′ und der Motor 13 am Fahrzeugaufbau 2 befestigt. Die gezeigte Anordnung erlaubt eine höhere Belastbarkeit der Hinterradachse 18. Es empfiehlt sich, den Rahmen 32 von oben betrachtet trapezförmig zu gestalten, wobei der Rahmen 32 mit den parallelen Seiten 33 an den Blattfedern 7 befestigt ist.

Claims (7)

1. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug, mit wenigstens zwei Hinterrä­ dern, mit zumindest einem Vorderrad, mit einer auf das wenig­ stens eine Vorderrad einwirkenden, von einer mitfahrenden Person bedienbaren Lenkeinrichtung, mit einem Fahrzeugaufbau, der im Bereich der Hinterräder auf Blattfedern ruht, die mit einem Ende am Fahrzeugaufbau um eine gemeinsame horizonta­ le Achse begrenzt schwenkbar gelagert und mit dem anderen Ende in am Fahrzeugaufbau befindlichen Führungen längenver­ schiebbar geführt sind, wobei der Fahrzeugaufbau einen mit elektrischer Energie oder mit Kraftstoff antreibbaren Motor trägt, dem ein Getriebe nachgeschaltet sein kann und die derart gebildete Antriebseinrichtung eine Abtriebswelle auf­ weist, die mit der entweder einstückig oder als Differential­ achse gestalteten offenen Hinterradachse mit Hilfe eines Ketten- oder Zahnriemenantriebes verbunden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zur Lagerung der Hinterradachse (18) erforderlichen Lagerelemente (22) entweder direkt an den Blattfedern (7) befestigt sind oder sich auf einem Rahmen (32) befinden, der ortsfest mit den Blattfedern (7) verbunden ist.

2. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerelemente (22) entweder an der Oberseite oder an der Unterseite der Blattfedern (7) befestigt sind.

3. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rahmen (32) entweder an der Oberseite oder an der Unterseite der Blattfedern (7) befestigt ist.

4. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (32) von oben betrach­ tet trapezförmig gestaltet ist und mit seinen parallelen Seiten (33) mit den Blattfedern (7) verbunden ist.

5. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Seitenan­ sicht betrachtet die Längsachse (17) der Antriebswelle (15) oberhalb einer Geraden (26) angeordnet ist, die durch die jeweiligen Mittelpunkte (12, 20) der horizontalen Achse (9) der Blattfedern (7) und der Hinterradachse (18) festgelegt ist.

6. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (13) und das Getriebe (13′) am Fahrzeugaufbau (2) ausweichbar gelagert sind und daß auf der Längsachse (17) der Abtriebs­ welle (15) wenigstens eine Schubstrebe (30) angeordnet ist, die zur Hinterradachse (18) gerichtet an wenigstens einem Lagerelement (22) befestigt oder auf der Hinterradachse (18) gelagert ist.

7. Motorgetriebenes Kleinfahrzeug, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstrebe (30) als ein durch ein Dämpfungselement (31) unterbrochenes Teil gestaltet ist.