DE102020007995A1

DE102020007995A1 - Three-wheeled vehicle with a multi-part frame

Info

Publication number: DE102020007995A1
Application number: DE102020007995.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Augustin; Robert Bobinger; Gerd Schuster
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1), insbesondere Lastenrad, mit einem mehrteiligen Rahmen, einem Einzelrad (11) und einem Radpaar, mit zwei zueinander beabstandeten Rädern (12, 13), wobei das Einzelrad (11) mit einem ersten Rahmenteil (14) des Rahmens verbunden ist und wobei die zwei Räder (12, 13) des Radpaares an einem zweiten Rahmenteil (15) des Rahmens um eine gemeinsame Achse rotierbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rahmenteil (14) und der zweite Rahmenteil (15) durch zumindest ein Gelenk (21, 22, 23) verbunden und gegeneinander um eine durch das zumindest eine Gelenk bestimmte Schwenkachse (X) drehbar sind, wobei die Schwenkachse (X) durch einen Aufstandspunkt (A) des Einzelrades (11) verläuft.The invention relates to a vehicle (1), in particular a cargo bike, with a multi-part frame, a single wheel (11) and a pair of wheels, with two wheels (12, 13) spaced apart from one another, the single wheel (11) being connected to a first frame part (14) of the frame and wherein the two wheels (12, 13) of the wheel pair are mounted on a second frame part (15) of the frame so as to be rotatable about a common axis, characterized in that the first frame part (14) and the second frame part (15) connected by at least one joint (21, 22, 23) and can be rotated relative to one another about a pivot axis (X) determined by the at least one joint, the pivot axis (X) running through a contact point (A) of the individual wheel (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein dreirädriges Fahrzeug, insbesondere ein Lastenrad, welches einen mehrteiligen und insbesondere zweigeteilten Rahmen aufweist, dessen Rahmenteile durch zumindest ein Gelenk verbunden sind und dessen zumindest eine Gelenk eine Schwenkachse bestimmt, um welche die Rahmenteile relativ zueinander bzw. gegeneinander verschwenkbar sind.The invention relates to a three-wheeled vehicle, in particular a cargo bike, which has a multi-part and in particular two-part frame, the frame parts of which are connected by at least one joint and the at least one joint of which determines a pivot axis about which the frame parts can be pivoted relative to one another or against one another.

Lastenfahrräder werden in der heutigen Zeit und vor dem Hintergrund der Notwendigkeit neuer Konzepte und Lösungen für den Individualverkehr immer beliebter. Zu diesen bzw. allgemein zu dreirädrigen Fahrzeugen ist daher im Stand der Technik bereits eine Vielzahl von Umsetzungen bekannt.Cargo bikes are becoming more and more popular today and against the background of the need for new concepts and solutions for individual transport. A large number of implementations for these vehicles or for three-wheeled vehicles in general are therefore already known in the prior art.

Beispielsweise gibt es zwei- und dreirädrige Lastenfahrräder, wobei bei dreirädrigen Lastenfahrrädern ein Radpaar mit 2 Rädern vorne oder hinten angeordnet sein kann. Zu solchen Lastenrädern bzw. allgemein zu solchen dreirädrigen Fahrzeugen zählen nicht nur rein durch Pedale angetriebene Räder sondern ebenso E-Bikes, welche den mechanischen durch einen elektrischen Antrieb unterstützen, aber auch andere dreirädrige Fahrzeuge, welche beispielsweise ausschließlich durch einen Motor angetrieben werden.For example, there are two-wheeled and three-wheeled cargo bikes, with three-wheeled cargo bikes being able to have a pair of wheels with 2 wheels at the front or rear. Such cargo bikes or generally such three-wheeled vehicles include not only pedal-driven wheels but also e-bikes, which support the mechanical drive with an electric drive, but also other three-wheeled vehicles, which are driven exclusively by a motor, for example.

Lastenräder, Fahrräder oder E-Bikes mit mehreren Rädern sind jedoch in der Regel lang, schwer und schwierig zu lenken. Besonders, wenn zusätzlich Last mitgeführt wird, kann es dazu kommen, dass diese als bewegte Masse an bzw. auf dem Fahrzeug wirkt und den Lenkbewegungen entgegenarbeitet, was zu kritischen bis hin zu gefährlichen und unkontrollierbaren Lenkmanövern und somit Unfällen führen kann.However, cargo bikes, bicycles or e-bikes with multiple wheels are usually long, heavy and difficult to steer. Especially when an additional load is carried along, it can happen that this acts as a moving mass on or on the vehicle and counteracts the steering movements, which can lead to critical, even dangerous and uncontrollable steering maneuvers and thus accidents.

Neben der schwierigen Lenkung kann der Rahmen durch die bewegten Massen bei Lastwechseln in Schwingung geraten, was auf Dauer zu Lasten der Steifigkeit und Stabilität des Rahmens gehen kann, so dass es zu einem Rahmenbruch kommen kann.In addition to the difficult steering, the frame can vibrate due to the moving masses when the load changes, which in the long run can have a negative impact on the rigidity and stability of the frame, so that the frame can break.

Aus diesem nachteilhaften und für viele Fahrer unerwarteten Verhalten ergibt sich, dass die im Stand der Technik bekannten Lastenräder bzw. dreirädrigen Fahrzeuge für Fahrer, welche ein gewöhnliches Fahrrad gewohnt sind, nicht intuitiv bedienbar sind. Entsprechend benötigen viele Fahrer zunächst eine gewisse Gewöhnung und Training, bevor die Lastenräder sicher bewegt werden können bzw. bevor die Lastenräder im Verkehr bewegt werden sollten.This disadvantageous behavior, which is unexpected for many drivers, means that the cargo bikes or three-wheeled vehicles known in the prior art cannot be operated intuitively by drivers who are used to a normal bicycle. Accordingly, many drivers first need a certain amount of familiarization and training before the cargo bikes can be moved safely or before the cargo bikes should be moved in traffic.

Bei Fahrrädern mit zwei Rädern bzw. einem Radpaar an der Front ist teils eine aufwändige Achslenkung nötig. Varianten von Lastenrädern mit zwei Rädern bzw. einem Radpaar hinten, wie beispielsweise herkömmliche „Rikschas“, sind oftmals starr ausgeführt, so dass der Rahmen des Fahrrades nicht in die Kurve geneigt werden kann.In the case of bicycles with two wheels or a pair of wheels at the front, complex axle steering is sometimes necessary. Variants of cargo bikes with two wheels or a pair of wheels at the back, such as conventional "rickshaws", are often rigid so that the frame of the bike cannot be tilted into the curve.

Es gibt jedoch auch Varianten von dreirädrigen Fahrzeugen, bei welchen der gesamte Rahmen oder zumindest ein Teil und insbesondere der vordere Teil des Rahmens seitlich schwenkbar ist und dadurch bei Kurvenfahrten in die Kurve geneigt werden kann, was grundsätzlich eine ergonomischere und dynamischere Fahrweise ermöglichen soll und auch dem Verhalten eines „normalen“ Fahrrades entspricht.However, there are also variants of three-wheeled vehicles in which the entire frame or at least part and in particular the front part of the frame can be swiveled to the side and can therefore be tilted into the curve when cornering, which is intended to enable a more ergonomic and dynamic driving style and also corresponds to the behavior of a "normal" bicycle.

Solche Fahrzeuge mit zumindest teilweise schwenkbarem Rahmen sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2014 113 710 A1 , DE 10 2016 115 803 A1 , EP 3 205 564 B1 , DE 10 2016 120 697 B4 , FR 3 020 335 B1 , JP 5995434 B2 , KR 10-1197628 , US 3,605,929 A , US 6,104,154 A und WO 2011/107674 A1 bekannt.Such vehicles with an at least partially pivotable frame are, for example, from the documents DE 10 2014 113 710 A1 , DE 10 2016 115 803 A1 , EP 3 205 564 B1 , DE 10 2016 120 697 B4 , FR 3 020 335 B1 , JP 5995434 B2 , KR 10-1197628 , US 3,605,929A , US 6,104,154A and WO 2011/107674 A1 known.

Allerdings führt das Schwenken bei den bekannten Lösungen durch den jeweiligen Aufbau dazu, dass an dem Vorderrad beim Neigen in die Kurve seitliche Kräfte angreifen können, durch welche das Vorderrad aus seiner Bahn gelenkt wird, so dass es gegenüber seiner vorherigen Spur relativ zu dem Radpaar an der Hinterachse (den Hinterrädern) versetzt wird, was das Lenkverhalten negativ beeinflusst.However, the pivoting in the known solutions due to the respective structure means that lateral forces can act on the front wheel when tilting into the curve, by which the front wheel is steered out of its path, so that it relative to the pair of wheels compared to its previous track the rear axle (rear wheels) is offset, which negatively affects steering behavior.

Zudem wird durch das Schwenken oftmals eine Hebelwirkung auf das Vorderrad erzeugt, durch welche dieses bei Kurvenfahrten nach unten gedrückt wird, was die Wahrscheinlichkeit, dass der Rahmen bzw. der schwenkbare vordere Teil des Rahmens umkippt, erhöht. Diese Hebelwirkung bzw. die durch die Hebelwirkung verursachte Kraft ist zudem von der Zuladung abhängig, so dass sich das Verhalten des Fahrzeugs abhängig von der Zuladung bzw. abhängig von den bewegten Massen stark ändern kann, was das Fahrzeug zusätzlich unberechenbar macht.In addition, the swiveling often creates a leverage effect on the front wheel, which pushes it down when cornering, which increases the likelihood that the frame or the swiveling front part of the frame will tip over. This leverage or the force caused by the leverage is also dependent on the payload, so that the behavior of the vehicle can change greatly depending on the payload or depending on the moving masses, which also makes the vehicle unpredictable.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein dreirädriges Fahrzeug bereitzustellen, welches ein Fahrverhalten ähnlich einem herkömmlichen Fahrrad aufweist und ein Neigen in eine Kurve ermöglicht.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a three-wheeled vehicle which has handling characteristics similar to a conventional bicycle and allows leaning into a curve.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug bzw. insbesondere ein Lastenrad vorgeschlagen, welches einen mehrteiligen und vorzugsweise zweiteiligen Rahmen, ein Einzelrad und ein Radpaar aufweist. Als ein solches durch das Einzelrad und das Radpaar dreirädriges Fahrzeug werden, neben einem rein durch Muskelkraft betriebenen Lastenrad, unter anderem auch dreirädrige E-Bikes, rein elektrisch angetriebene dreirädrige Fahrzeuge oder Hybrid-Lösungen verstanden. Als Einzelrad wird insbesondere ein einzelnes Rad verstanden, wobei auch mehrere als im Wesentlichen ein Rad wirkendende Räder ein Einzelrad darstellen können, was beispielsweise der Fall ist, wenn diese als Zwillingsrad ausgeführt sind oder der Abstand zwischen den Rad- bzw. Reifenaufstandsflächen sehr gering und beispielsweise unter 5 cm ist. Das Radpaar weist zwei insbesondere in eine Querrichtung des Fahrzeugs zueinander beabstandete Räder auf. Das Einzelrad ist mit einem ersten Rahmenteil des mehrteiligen Rahmens verbunden und die zwei Räder des Radpaares sind an einem zweiten Rahmenteil des Rahmens um eine gemeinsame Achse rotierbar gelagert. Die Verbindung des Einzelrades mit dem ersten Rahmenteils wird vorzugsweise über ein Zwischenelement, wie beispielsweise eine Radgabel, ausgeführt, so dass das Einzelrad insbesondere als Vorderrad und um eine Lenkachse schwenkbar mittels der Radgabel an dem ersten Rahmenteil fixiert ist. Entsprechend ist das Einzelrad dem ersten Rahmenteil und das Radpaar dem zweiten Rahmenteil zugeordnet. Weiter ist vorgesehen, dass der erste Rahmenteil und der zweite Rahmenteil durch zumindest ein Gelenk verbunden und gegeneinander um eine durch das zumindest eine Gelenk bestimmte Schwenkachse drehbar bzw. verdrehbar oder schwenkbar sind, so dass sich also der erste Rahmenteil relativ zu dem zweiten Rahmenteil um die Schwenkachse bewegen lässt. Die Schwenkachse verläuft erfindungsgemäß durch einen Aufstandspunkt des Einzelrades. Da Räder allenfalls in einem in der Realität nicht vorhandenen Idealfall nur an einem einzelnen eindimensionalen Punkt auf einem Untergrund bzw. der Fahrbahn aufstehen, wird als Aufstandspunkt, welcher auch als Radaufstandspunkt bezeichnet werden kann, nicht lediglich ein eindimensionaler Punkt sondern vielmehr auch die Aufstandsfläche bzw. ein innerhalb der Aufstandsfläche liegender idealisierter Aufstandspunkt des Einzelrades auf einer Fahrbahn bzw. einem Untergrund verstanden.According to the invention, a vehicle or in particular a cargo bike is proposed which has a multi-part and preferably two-part Has frame, a single wheel and a pair of wheels. In addition to a cargo bike operated purely by muscle power, three-wheeled e-bikes, purely electrically powered three-wheeled vehicles or hybrid solutions are understood as such a three-wheeled vehicle consisting of the single wheel and the pair of wheels. A single wheel is understood to mean, in particular, a single wheel, with several wheels essentially acting as one wheel also representing a single wheel, which is the case, for example, if they are designed as twin wheels or the distance between the wheel or tire contact surfaces is very small and, for example is under 5 cm. The pair of wheels has two wheels which are spaced apart from one another, in particular in a transverse direction of the vehicle. The single wheel is connected to a first frame part of the multi-part frame and the two wheels of the wheel pair are rotatably mounted on a second frame part of the frame about a common axis. The single wheel is preferably connected to the first frame part via an intermediate element, such as a wheel fork, so that the single wheel is fixed to the first frame part in particular as a front wheel and pivotable about a steering axis by means of the wheel fork. Correspondingly, the single wheel is assigned to the first frame part and the pair of wheels is assigned to the second frame part. It is further provided that the first frame part and the second frame part are connected by at least one joint and can be rotated or twisted or pivoted relative to one another about a pivot axis determined by the at least one joint, so that the first frame part can be rotated relative to the second frame part about the Pivot axis can move. According to the invention, the pivot axis runs through a contact point of the individual wheel. Since wheels only stand up at a single one-dimensional point on a surface or the roadway in an ideal case that does not exist in reality, the contact point, which can also be referred to as the wheel contact point, is not just a one-dimensional point, but rather also the contact area or understood as an idealized contact point of the single wheel lying within the contact area on a roadway or a substrate.

Dadurch, dass die Schwenkachse durch den Aufstandspunkt verläuft, findet ein Drehen des Einzelrades bei einem Verschwenken der Rahmenteile um den Aufstandspunkt statt, so dass es nicht zu einem Spurversatz und nicht zu einem Hebelmoment kommt. Dadurch wird beispielsweise auch ein freihändiges Fahren möglich. Durch den mit der Schwenkachse entkoppelten Hinterbau bzw. hinteren oder zweiten Rahmenteil wird das Gewicht einer auf dem zweiten Rahmenteil lastenden Ladung weder gelenkt noch in die Kurve geneigt, so dass diese Massen nicht als bewegte Masse wirken und das Verhalten des vorderen bzw. ersten Rahmenteils bzw. das Fahrverhalten des Fahrzeugs nicht negativ beeinflussen.Because the pivot axis runs through the contact point, the single wheel rotates when the frame parts are pivoted about the contact point, so that there is no track offset and no leverage. This also makes hands-free driving possible, for example. Due to the rear structure or rear or second frame part being decoupled with the pivot axis, the weight of a load weighing on the second frame part is neither guided nor inclined into the curve, so that these masses do not act as moving masses and the behavior of the front or first frame part or .do not adversely affect the handling of the vehicle.

Die Schwenkachse verläuft vorzugsweise in einer Symmetrieebene des Fahrzeugs bzw. in einer Symmetrieebene des Rahmens oder zumindest des ersten Rahmenteils.The pivot axis preferably runs in a plane of symmetry of the vehicle or in a plane of symmetry of the frame or at least of the first frame part.

Wie zuvor erwähnt, handelt es sich bei dem Einzelrad vorzugsweise um ein Vorderrad, welches an einer Radgabel um eine Lenkachse schwenkbar mit dem ersten Rahmenteil verbunden ist. Entsprechend bilden die Räder des Radpaares die Hinterräder des Fahrzeugs. Da der Aufstandspunkt den niedrigsten Punkt des Einzelrades bzw. Vorderrades bildet, fällt die Schwenkachse vom Heck des Fahrzeugs her in Richtung des Vorderrades ab.As previously mentioned, the single wheel is preferably a front wheel which is connected to the first frame part on a wheel fork so that it can be pivoted about a steering axis. Correspondingly, the wheels of the wheel pair form the rear wheels of the vehicle. Since the contact point is the lowest point of the single wheel or front wheel, the pivot axis drops from the rear of the vehicle in the direction of the front wheel.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der erste Rahmenteil und der zweite Rahmenteil durch zumindest zwei Gelenke verbunden sind, welche beabstandet zueinander auf der Schwenkachse angeordnet sind. Obgleich die Rahmenteile vorzugsweise ausschließlich durch die Gelenke verbunden sind, können sich Mittel zur Drehmomentübertragung oder zur Steuerung, wie beispielsweise Ketten, Bremsseile, elektrische Leitungen oder dergleichen, zwischen den Rahmenteilen erstrecken. Ein erstes Gelenk der zwei Gelenke ist ein Kugelgelenk, ein Radiallager oder ein insbesondere flexibel und reversibel verformbares Elastomerelement. Ferner ist ein zweites Gelenk der zwei Gelenke ein Kugelgelenk, ein Radiallager oder ein ebenfalls insbesondere flexibel und reversibel verformbares Elastomerelement. Dadurch ergeben sich verschiedene vorteilhafte Kombinationen. Beispielsweise kann das erste und zwar zweite Gelenk jeweils ein Kugelgelenk, jeweils ein Radiallager oder jeweils ein Elastomerelement sein, wobei auch Mischformen möglich sind, bei welchen beispielsweise das erste Gelenk ein Elastomerelement und das zweite Gelenk ein Kugelgelenk ist. Elastomerelemente haben zudem den Vorteil, dass diese nicht nur ein Verschwenken erlauben, sondern zugleich auch Stöße und Schläge abfedern und weniger stark auf den Fahrzeugrahmen übertragen.An advantageous development provides that the first frame part and the second frame part are connected by at least two joints, which are spaced apart from each other on the pivot axis. Although the frame parts are preferably connected solely by the joints, means for torque transmission or control, such as chains, brake cables, electrical lines or the like, may extend between the frame parts. A first joint of the two joints is a ball joint, a radial bearing or an elastomeric element that is in particular flexible and reversibly deformable. Furthermore, a second joint of the two joints is a ball joint, a radial bearing or an elastomeric element that is also particularly flexible and reversibly deformable. This results in various advantageous combinations. For example, the first and second joint can each be a ball joint, a radial bearing or an elastomer element, although mixed forms are also possible in which, for example, the first joint is an elastomer element and the second joint is a ball joint. Elastomer elements also have the advantage that they not only allow pivoting, but also cushion shocks and impacts and transmit them less strongly to the vehicle frame.

Um den Verlauf der Schwenkachse beispielsweise bei einem Radwechsel des Einzelrades oder jeder anderen den Aufstandspunkt gegenüber der Schwenkachse verschiebenden Situation einstellen zu können, ist bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung eine Position des ersten Gelenks und/oder des zweiten Gelenks gegenüber dem ersten Rahmenteil und/oder dem zweiten Rahmenteil einstellbar. Vorzugsweise ist die Position oder die jeweilige Position des Gelenks in Horizontal- bzw. auf das Fahrzeug bezogen in Hochrichtung und/oder in Vertikal- bzw. auf das Fahrzeug bezogen in Längsrichtung einstellbar, so dass durch eine entsprechende Einstellbarkeit der Position bzw. durch eine entsprechende Verschiebbarkeit der Gelenke die Schwenkachse in einen den Aufstandspunkt schneidenden Verlauf verschoben bzw. gedreht werden kann.In order to be able to adjust the course of the pivot axis, for example when changing the wheel of the single wheel or any other situation that shifts the contact point relative to the pivot axis, in a particularly advantageous development, the first joint and/or the second joint is positioned relative to the first frame part and/or the second frame part adjustable. The position or the respective position of the joint is preferably in the horizontal direction or in the vertical direction in relation to the vehicle and/or in the vertical direction or in relation to the vehicle in the longitudinal direction Direction adjustable, so that the pivot axis can be moved or rotated in a course intersecting the contact point by a corresponding adjustability of the position or by a corresponding displaceability of the joints.

Alternativ zu einer zwei bzw. zumindest zwei Gelenke aufweisenden Ausführung ist ebenso eine Variante vorteilhaft, bei welcher der erste Rahmenteil und der zweite Rahmenteil durch genau ein durch zumindest ein Radiallager gebildetes Gelenk verbunden sind. Obgleich in dem vorzugsweise genau einem Gelenk mehrere Radiallager und/oder Axiallager angeordnet sein können, zeichnet es sich dadurch aus, dass das Gelenk eine einzelne und vorzugsweise gekapselte Baugruppe bildet. Dadurch liegen die Lager des Gelenks zwar vergleichsweise nah beieinander, so dass die Kräfte nicht optimal abgestützt werden können, jedoch ergeben sich durch die bessere Kapselung andere Vorteile, wie beispielsweise ein besserer Schutz vor Verschmutzung, ein kompakterer Aufbau und eine einfachere Montierbarkeit.As an alternative to an embodiment having two or at least two joints, a variant is also advantageous in which the first frame part and the second frame part are connected by exactly one joint formed by at least one radial bearing. Although several radial bearings and/or axial bearings can be arranged in the joint, which is preferably precisely one, it is characterized in that the joint forms a single and preferably encapsulated assembly group. As a result, the bearings of the joint are comparatively close together, so that the forces cannot be optimally supported, but the better encapsulation results in other advantages, such as better protection against dirt, a more compact design and easier assembly.

Um den Winkel bei einem einzelnen ein Schwenken um die Schwenkachse erlaubenden Gelenk und dadurch den Verlauf der Schwenkachse durch den Aufstandspunkt einstellen zu können, ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass der Winkel des einzelnen Gelenks gegenüber dem ersten Rahmenteil und/oder dem zweiten Rahmenteil einstellbar ist, also das Gelenk selbst oder das Gelenk durch eine entsprechende Vorrichtung ausgebildet ist, um eine Querachse des Fahrzeugs verdreht zu werden.In order to be able to adjust the angle of an individual joint allowing pivoting about the pivot axis and thus the course of the pivot axis through the contact point, it is also preferably provided that the angle of the individual joint can be adjusted relative to the first frame part and/or the second frame part, So the joint itself or the joint is formed by a corresponding device to be rotated about a transverse axis of the vehicle.

Um ein Umfallen des Fahrzeugs bzw. des ersten Rahmenteils im Stillstand oder eine gefährliche Neigung des ersten Rahmenteils gegenüber dem zweiten Rahmenteil während der Fahrt zu verhindern, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass das Fahrzeug ferner eine Begrenzungsvorrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, eine Verdrehbarkeit des ersten Rahmenteils gegenüber dem zweiten Rahmenteil um die Schwenkachse zu begrenzen bzw. auf einen vorbestimmten Winkelbereich zu beschränken. Eine solche Begrenzungsvorrichtung kann beispielsweise auch ein einfacher Ständer sein, welcher im Stillstand des Fahrzeugs ausgeklappt werden kann und den ersten Rahmenteil gegen den Boden stützt. Alternativ kommt ebenso eine Fixiervorrichtung in Frage, welche beim Stillstand des Fahrzeugs den ersten Rahmenteil mit dem zweiten Rahmenteil starr verbindend angeordnet werden kann, so dass sich die Rahmenteile im Stillstand nicht mehr gegeneinander verdrehen bzw. verschwenken können. Neben solchen nur für den Stillstand geeigneten Vorrichtungen kommen auch weitere Alternativen in Frage, welche eine Verdrehbarkeit der Gelenke einschränken und dadurch auch eine Verschwenkung der Rahmenteile begrenzen.In order to prevent the vehicle or the first frame part from falling over when stationary or a dangerous inclination of the first frame part in relation to the second frame part while driving, a further embodiment provides that the vehicle also includes a limiting device which is designed to prevent the to limit the first frame part relative to the second frame part about the pivot axis or to limit it to a predetermined angular range. Such a limiting device can also be a simple stand, for example, which can be unfolded when the vehicle is stationary and supports the first frame part against the ground. Alternatively, a fixing device can also be considered, which can be arranged to rigidly connect the first frame part to the second frame part when the vehicle is stationary, so that the frame parts can no longer rotate or pivot in relation to one another when the vehicle is stationary. In addition to such devices that are only suitable for standstill, there are also other alternatives that limit the ability of the joints to rotate and thus also limit the pivoting of the frame parts.

Eine weitere alternative Ausgestaltung sieht vor, dass das Fahrzeug ferner eine Rückstellvorrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, das erste Rahmenteil aus einer gegenüber einer vorbestimmten Mittelstellung ausgelenkten Stellung zurück in die Mittelstellung zu drehen bzw. zu schwenken. Die Mittelstellung entspricht dabei vorzugsweise einer Ruhestellung, in welcher sich der erste Rahmenteil und der zweite Rahmenteil bei einer ungelenkten Geradeausfahrt befinden bzw. jeweils vollständig aufgerichtet sind. Eine solche Rückstellvorrichtung kann beispielsweise durch Federn oder auch Gasdruckfedern realisiert sein. Insbesondere wenn ein Elastomerelement als eines der Gelenke vorgesehen ist, kann das Elastomerelement integral die Begrenzungsvorrichtung und/oder die Rückstellvorrichtung bilden. Eine solche Rückstellvorrichtung kann zudem eine Begrenzungsvorrichtung ergänzen oder vollständig ersetzen, da die Rückstellvorrichtung ein Rückstellmoment erzeugt, durch welches der Rahmen bzw. die Rahmenteile auch im Stillstand zueinander ausgerichtet werden.A further alternative embodiment provides that the vehicle also includes a restoring device which is designed to rotate or pivot the first frame part from a position deflected relative to a predetermined central position back into the central position. The middle position preferably corresponds to a rest position in which the first frame part and the second frame part are located when driving straight ahead without steering or are each fully upright. Such a restoring device can be realized, for example, by springs or gas pressure springs. In particular, if an elastomeric element is provided as one of the joints, the elastomeric element can integrally form the limiting device and/or the restoring device. Such a restoring device can also supplement or completely replace a limiting device, since the restoring device generates a restoring moment, by means of which the frame or the frame parts are aligned with one another even when they are stationary.

Vorzugsweise weist das Fahrzeug ferner zumindest eine ein Drehmoment erzeugende Antriebsvorrichtung auf, bei welcher es sich beispielsweise um einen Motor oder um ein mit Muskelkraft betriebenes Pedalwerk handelt. Die Antriebsvorrichtung ist an dem ersten Rahmenteil oder unmittelbar an dem Einzelrad angeordnet und ausgebildet, das Drehmoment auf das Einzelrad zu übertragen. Alternativ ist die Antriebsvorrichtung an dem zweiten Rahmenteil oder unmittelbar an einem der Räder des Radpaares angeordnet und ausgebildet, das Drehmoment auf zumindest eines der Räder des Radpaares zu übertragen. Entsprechend sehen die Varianten vor, dass die Drehmomentübertragung von der Antriebsvorrichtung auf das jeweils angetriebene Rad oder das jeweils angetriebene Radpaar nicht über die Teilungsebene zwischen den Rahmenteilen erfolgt, sondern direkt im Bereich eines der Rahmenteile. Eine solche Antriebsvorrichtung kann zudem auch beispielsweise als Radnabenmotor vorgesehen sein, so dass die Antriebsvorrichtung auch beispielsweise unmittelbar in einer Radnabe des Einzelrades oder in eines der Räder des Radpaares angeordnet sein kann. Sollen die Hinterräder bzw. die Räder des Radpaares angetrieben werden, kann die Antriebsvorrichtung als zentraler Heck- oder Mittelmotor ausgebildet sein, wobei das Drehmoment zwischen den Rädern des Radpaares über eine Vorrichtung zur Drehmomentverteilung aufgeteilt und gesteuert werden kann (Torque-Vectoring).Preferably, the vehicle also has at least one drive device that generates a torque, which is, for example, a motor or pedals operated with muscle power. The drive device is arranged on the first frame part or directly on the single wheel and is designed to transmit the torque to the single wheel. Alternatively, the drive device is arranged on the second frame part or directly on one of the wheels of the pair of wheels and is designed to transmit the torque to at least one of the wheels of the pair of wheels. Accordingly, the variants provide that the torque transmission from the drive device to the respective driven wheel or the respective driven pair of wheels does not take place via the parting plane between the frame parts, but directly in the area of one of the frame parts. Such a drive device can also be provided, for example, as a wheel hub motor, so that the drive device can also be arranged, for example, directly in a wheel hub of the single wheel or in one of the wheels of the wheel pair. If the rear wheels or the wheels of the pair of wheels are to be driven, the drive device can be designed as a central rear or middle motor, with the torque between the wheels of the pair of wheels being divided and controlled via a device for torque distribution (torque vectoring).

Zusätzlich oder alternativ, kann das Fahrzeug ferner zumindest eine gegebenenfalls zweite ein Drehmoment erzeugende Antriebsvorrichtung aufweisen, bei welcher es sich wiederum um einen Motor oder auch eine Vorrichtung zum Antrieb mit Muskelkraft handeln kann. Die Antriebsvorrichtung ist an dem ersten Rahmenteil angeordnet und ausgebildet, das Drehmoment über eine Vorrichtung zur Drehmomentübertragung auf zumindest eines der Räder des Radpaares zu übertragen. Alternativ ist die Antriebsvorrichtung an dem zweiten Rahmenteil angeordnet und ausgebildet, ein Drehmoment über die Vorrichtung zur Drehmomentübertragung auf das Einzelrad zu übertragen. Bei dieser Variante ist also vorgesehen, dass die Drehmomentübertragung durch die entsprechende Vorrichtung über die Teilungsebene zwischen den Rahmenteilen hinweg erfolgt, wobei die Vorrichtung zur Drehmomentübertragung vorzugsweise ausgebildet ist, ein Verschwenken bzw. Verdrehen der Rahmenteile um die Schwenkachse ohne Schaden zu nehmen zuzulassen.Additionally or alternatively, the vehicle can also have at least one, if necessary, second drive device that generates a torque have, which in turn can be a motor or a device for driving with muscle power. The drive device is arranged on the first frame part and is designed to transmit the torque to at least one of the wheels of the wheel pair via a device for torque transmission. Alternatively, the drive device is arranged on the second frame part and is designed to transmit a torque to the single wheel via the device for torque transmission. In this variant, it is therefore provided that the torque is transmitted by the corresponding device across the parting plane between the frame parts, with the device for torque transmission preferably being designed to allow the frame parts to be pivoted or twisted about the pivot axis without being damaged.

Eine weitere Variante sieht vor, dass eine Antriebsvorrichtung sowohl das Einzelrad als auch zumindest eines der Räder des Radpaares antreibt, wobei dann die Drehmomentübertragung mittels zumindest einer dafür geeigneten Vorrichtung erfolgt.A further variant provides that a drive device drives both the single wheel and at least one of the wheels of the wheel pair, with the torque then being transmitted by means of at least one device suitable for this purpose.

Das Fahrzeug kann auch mit einem seriellen Hybridantrieb versehen sein, bei welchem beispielsweise ein durch Muskelkraft getriebener Generator Strom erzeugt, welcher mittels entsprechender Leitungen über die Teilungsebene zwischen den Rahmenteilen hinweg auf eine elektrische Antriebsvorrichtung übertragen wird, welche zumindest eines der Räder antreibt.The vehicle can also be provided with a serial hybrid drive, in which, for example, a muscle-powered generator generates electricity, which is transmitted by means of appropriate lines across the parting plane between the frame parts to an electric drive device, which drives at least one of the wheels.

Die Vorrichtung zur Drehmomentübertragung ist bei einer besonders vorteilhaften Variante eine Kardanwelle, welche sich zumindest im Bereich einer durch das zumindest eine Gelenk bestimmte Trennungsebene zwischen ersten Rahmenteil und zweiten Rahmenteil koaxial zu der Schwenkachse von dem ersten Rahmenteil zu dem zweiten Rahmenteil erstreckt. Da also die Kardanwelle koaxial zu der Schwenkachse ist, bleibt die Kardanwelle von einem Verschwenken der Rahmenteile zueinander im Wesentlichen unbeeinflusst. Ist beispielsweise ein einzelnes Gelenk vorgesehen, kann sich die Kardanwelle durch das Gelenk hindurch erstrecken.In a particularly advantageous variant, the device for torque transmission is a cardan shaft, which extends coaxially to the pivot axis from the first frame part to the second frame part at least in the region of a separation plane between the first frame part and the second frame part determined by the at least one joint. Since the cardan shaft is coaxial with the pivot axis, the cardan shaft remains essentially unaffected by a pivoting of the frame parts relative to one another. If, for example, a single joint is provided, the cardan shaft can extend through the joint.

Neben einer klassischen, starren und sich insbesondere durch Kardangelenke auszeichnenden Kardanwelle, kann alternativ auch eine flexible bzw. elastische Welle verwendet werden.In addition to a classic, rigid cardan shaft, which is characterized in particular by cardan joints, a flexible or elastic shaft can also be used as an alternative.

Alternativ ist die Vorrichtung zur Drehmomentübertragung bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausbildung ein eine Kette aufweisendes Kettengetriebe, dessen Kette eine Verwindung um die Schwenkachse zulässt und ausgleicht bzw. dessen Kette ausgebildet ist, eine Verwindung um die Schwenkachse zumindest innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zuzulassen und auszugleichen. Hierfür kann vorzugsweise eine Kettenführung und/oder ein Kettenspanner vorgesehen sein, durch welche sichergestellt wird, dass die Kette bei einem Verschwenken der Rahmenteile nicht von den zugehörigen Ritzeln springt.Alternatively, in a likewise advantageous embodiment, the device for torque transmission is a chain transmission having a chain, the chain of which allows and compensates for torsion about the pivot axis or whose chain is designed to allow and compensate for torsion about the pivot axis at least within a predetermined range. A chain guide and/or a chain tensioner can preferably be provided for this purpose, which ensures that the chain does not jump off the associated sprockets when the frame parts are pivoted.

Beispielsweise kann die mechanische Kraftübertragung bzw. die Drehmomentübertragung kraftoptimiert, leicht und preiswert mittels einer Fahrradkette erfolgen, welche eine Torsion zwischen einem vorderen Kettenblatt am ersten Rahmenteil und einem hinteren Ritzel am zweiten Rahmenteil von mindestens 45° ermöglicht und nur am vorderen Kettenblatt und am hinteren Ritzel jeweils oben und unten geführt werden muss, um ein Abspringen zu verhindern.For example, the mechanical power transmission or the torque transmission can be done in a power-optimized, light and inexpensive way by means of a bicycle chain, which allows a torsion between a front chainring on the first frame part and a rear sprocket on the second frame part of at least 45° and only on the front chainring and the rear sprocket must be guided up and down to prevent it from falling off.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined as desired, insofar as this is technically possible and they do not contradict one another.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1a, 1b eine erste Fahrzeugvariante aus Seiten- und Draufsicht;
2a, 2b eine zweite Fahrzeugvariante aus Seiten- und Draufsicht;
3a, 3b eine dritte Fahrzeugvariante aus Seiten- und Draufsicht;
4a eine Ansicht eines Einzelrades in Mittelstellung und ausgelenkten Stellungen einer erfindungsgemäßen Fahrzeugvariante;
4b eine Ansicht eines Einzelrades in Mittelstellung und ausgelenkten Stellungen eines Fahrzeugs des Stand der Technik;
5a-e jeweils eine Antriebskonfiguration einer Fahrzeugvariante.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:

1a , 1b a first vehicle variant from a side and top view;
2a , 2 B a second vehicle variant from the side and top view;
3a , 3b a third vehicle variant from the side and top view;
4a a view of a single wheel in the central position and deflected positions of a vehicle variant according to the invention;
4b a view of a single wheel in the middle position and deflected positions of a vehicle of the prior art;
5a-e one drive configuration of one vehicle variant each.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic by way of example. The same reference numbers in the figures indicate the same functional and/or structural features.

Die 1a bis 3b zeigen insgesamt drei Varianten eines erfindungsgemäß ausgeführten Fahrzeugs 1 jeweils aus einer Seitenansicht und einer Drauf- bzw. Aufsicht.the 1a until 3b show a total of three variants of a vehicle 1 designed according to the invention, each from a side view and a plan or top view.

Die Fahrzeugvarianten verwenden jeweils unterschiedliche Gelenke 21, 22, 23 zur Ausbildung einer Schwenkachse X, um welche ein erster Rahmenteil 14 gegenüber einem zweiten Rahmenteil 15 eines Fahrzeugrahmens verschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse X erfindungsgemäß jeweils durch einen Aufstandspunkt A des als Vorderrad ausgebildeten Einzelrades 11 auf bzw. mit dem Boden B verläuft.The vehicle variants each use different joints 21, 22, 23 to form a pivot axis X, about which a first frame part 14 can be pivoted relative to a second frame part 15 of a vehicle frame, with the pivot axis X according to the invention being defined by a contact point A of the single wheel 11 designed as the front wheel or with the floor B runs.

Da das Gelenk 23 bzw. die Gelenke 21, 22 jeweils in einem Heckbereich bzw. an einem hinteren Bereich des Fahrzeugs 1 angeordnet sind und eine Trennungs- oder Teilungsebene zwischen dem ersten bzw. vorderen Rahmenteil 14 und dem zweiten bzw. hinteren Rahmenteil 15 bestimmen, ergibt sich dadurch ein von hinten nach vorne abfallender und den Aufstandspunkt A des Einzelrades 11 durschneidender Verlauf der Schwenkachse X.Since the joint 23 or the joints 21, 22 are each arranged in a rear area or on a rear area of the vehicle 1 and determine a separation or dividing plane between the first or front frame part 14 and the second or rear frame part 15, This results in a course of the pivot axis X that falls from back to front and intersects the contact point A of the single wheel 11.

Zur besseren Orientierung in den Figuren ist sowohl in den 1 a bis 3b als auch in den 4a bis 5e ein Koordinaten- bzw. Achsensystem dargestellt, welches die jeweiligen Achsen bezeichnet. Das sich auf das Fahrzeug beziehende Koordinatensystem definiert die Längsachse L des Fahrzeugs, die Hochachse H des Fahrzeugs und die Querachse Q des Fahrzeugs.For better orientation in the figures is both in the 1 a until 3b as well as in the 4a until 5e a coordinate or axis system is shown, which designates the respective axes. The coordinate system related to the vehicle defines the longitudinal axis L of the vehicle, the vertical axis H of the vehicle and the transverse axis Q of the vehicle.

Da in den 1 a bis 3b jeweils ein Lastenrad als beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 dargestellt ist, ist das Vorderrad bzw. das Einzelrad 11 jeweils an einer Radgabel 16 gelagert und durch die Radgabel 16 um eine Lenkachse drehbar mit dem ersten bzw. vorderen Rahmenteil 14 verbunden. Zur Vereinfachung kann die Radgabel 16 als Teil des ersten Rahmenteils 14 gesehen werden.There in the 1 a until 3b a cargo bike is shown as an exemplary embodiment of a vehicle 1 according to the invention, the front wheel or the single wheel 11 is mounted on a wheel fork 16 and is connected to the first or front frame part 14 by the wheel fork 16 so that it can rotate about a steering axis. For simplicity, the wheel fork 16 can be viewed as part of the first frame member 14 .

Zum Antrieb des Fahrzeugs 1 ist in den 1a bis 3b jeweils ein Pedaltrieb bzw. Pedalwerk als Antriebsvorrichtung 31 vorgesehen, wie sie auch von herkömmlichen Fahrrädern bekannt ist. Entsprechend kann beispielsweise auch eine Gangschaltung vorgesehen sein. Zur Übertragung eines Drehmoments von der mit Muskelkraft betriebenen Antriebsvorrichtung 31 auf zumindest eines der Räder 11, 12, 13 ist vorliegend eine als Kettentrieb bzw. Kettengetriebe ausgebildete Vorrichtung zur Drehmomentübertragung 34 vorgesehen, so dass also das Drehmoment von der Antriebsvorrichtung 31 mittels einer über Ritzel laufende Kette auf eine zwischen den Rädern 12, 13 des Radpaares laufenden Achse übertragen wird, durch welche bei den in den 1 a bis 3b dargestellten Beispielen die Hinterräder, also die Räder 12, 13 des Radpaares gleichermaßen angetrieben werden.To drive the vehicle 1 is in the 1a until 3b a pedal drive or pedal mechanism is provided as a drive device 31, as is also known from conventional bicycles. Correspondingly, a gear shift can also be provided, for example. In order to transmit torque from the drive device 31, which is operated with muscle power, to at least one of the wheels 11, 12, 13, a device for torque transmission 34 designed as a chain drive or chain drive is provided, so that the torque can be transmitted from the drive device 31 by means of a pinion running on it Chain is transmitted to a running between the wheels 12, 13 of the pair of wheels axle, through which the in the 1 a until 3b illustrated examples, the rear wheels, so the wheels 12, 13 of the wheel pair are driven equally.

Da bei den Varianten gemäß den 1a bis 2b eine die Teilungsebene zwischen den Rahmenteilen 14 ,15 überspannende Kette vorgesehen ist, ist ferner ein Kettenspanner in den Figuren gezeigt, durch welchen eine vorbestimmte bzw. ausreichende Kettenspannung auch bei einer Torsion der Kette beim Verkippen der Rahmenteile 14 ,15 aufrecht erhalten wird. Vorzugsweise kann zudem eine Führungseinrichtung zur Führung der Kette vorgesehen sein.Since the variants according to the 1a until 2 B a chain spanning the dividing plane between the frame parts 14, 15 is provided, a chain tensioner is also shown in the figures, by which a predetermined or sufficient chain tension is maintained even with torsion of the chain when the frame parts 14, 15 tilt. In addition, a guide device for guiding the chain can preferably be provided.

Hierbei handelt es sich lediglich um eine beispielhafte Antriebskonfiguration, wobei weitere Konfigurationen, beispielsweise gemäß den 5a bis 5e, möglich sind.This is just an exemplary drive configuration, with other configurations, for example according to the 5a until 5e , possible are.

Ferner ist festzustellen, dass bei den in den 1a bis 3b gezeigten Varianten und darüber hinaus auch bei den Ausführung gemäß 5e der hintere bzw. zweite Rahmenteil 15 integral eine aus der Draufsicht im wesentlichen rechteckige Struktur als Lastenträger ausgebildet ist, auf welcher also die durch das Lastenrad zu transportierenden Lasten unmittelbar oder beispielsweise über eine nicht dargestellte Aufnahme, wie einer Plattform, einem Korb oder Sitzen, an dem zweiten Rahmenteil 15 angeordnet werden können.It should also be noted that in the 1a until 3b variants shown and also in the version according to 5e the rear or second frame part 15 is integrally formed as a load carrier, a structure that is essentially rectangular when viewed from above, on which the loads to be transported by the cargo bike are attached directly or, for example, via a receptacle (not shown), such as a platform, a basket or seats the second frame part 15 can be arranged.

Bei der Variante gemäß den 1a und 1b wird die Verschwenkbarkeit bzw. Drehbarkeit des vorderen bzw. ersten Rahmenteils 14 gegenüber dem hinteren bzw. zweiten Rahmenteil 15, welcher sich über seine in Querrichtung Q des Fahrzeugs beabstandeten Räder 12, 13 gegen den Boden abstützt, durch zwei entlang der Schwenkachse X zueinander beabstandeten einzelnen Gelenken 21, 22 realisiert. Je weiter die einzelnen Gelenke 21, 22 entlang der Schwenkachse X beabstandet sind, desto besser können die zwischen den Rahmenteilen 14 ,15 wirkenden Kräfte abgestützt werden. Hierzu können auch noch weitere einzelne Gelenke vorgesehen werden. Vorliegend sind die beiden einzelnen Gelenke 21, 22 als Kugelgelenk bzw. Kugelkopfgelenk ausgebildet, welche seit langem im Stand der Technik bekannt sind und deren Aufbau daher nicht näher beschrieben werden soll. Diesbezüglich wird lediglich darauf verwiesen, dass ein Gelenkkopf des Kugelgelenks im Wesentlichen starr mit einem der Rahmenteile 14 ,15 verbunden ist und dass eine Gelenkpfanne, in welcher der Gelenkkopf mehrachsig drehbar gelagert ist, im Wesentlichen starr mit dem jeweils anderen Rahmenteil 14, 15 verbunden ist. Durch zumindest zwei solcher als Kugelgelenk ausgebildeten Gelenke 21, 22, werden deren Freiheitsgrade auf eine Drehbarkeit um die Schwenkachse X eingeschränkt.In the variant according to the 1a and 1b the pivotability or rotatability of the front or first frame part 14 relative to the rear or second frame part 15, which is supported against the ground via its wheels 12, 13 spaced apart in the transverse direction Q of the vehicle, by two individual ones spaced apart from one another along the pivot axis X Joints 21, 22 realized. The further apart the individual joints 21, 22 are along the pivot axis X, the better the forces acting between the frame parts 14, 15 can be supported. Additional individual joints can also be provided for this purpose. In the present case, the two individual joints 21, 22 are designed as ball joints or ball-and-socket joints, which have been known in the prior art for a long time and whose construction will therefore not be described in detail. In this regard, reference is only made to the fact that a joint head of the ball joint is essentially rigidly connected to one of the frame parts 14, 15 and that a joint socket, in which the joint head is rotatably mounted on several axes, is essentially rigidly connected to the respective other frame part 14, 15 . At least two such joints 21, 22 designed as ball joints restrict their degrees of freedom to rotation about the pivot axis X.

Abweichend davon sieht die Variante gemäß den 2a und 2b keine zwei einzelnen Gelenke 21, 22 vor, sondern ausschließlich ein einzelnes Gelenk 23, welches durch ein längliches Radiallager bzw. Gelenk oder auch durch mehrere in einer Baueinheit gekapselte Radiallager bzw. Gelenke gebildet sein kann. Gegenüber der Ausführung der 1a und 1b ergibt sich dadurch eine bessere Kapselung des Gelenks 23, so dass dieses einfacher Verbaut werden kann und besser vor Verschmutzung geschützt ist. Allerdings ergibt sich dadurch meist eine im Vergleich zu der die Kräfte zwischen den Rahmenteilen 14 ,15 bei der Variante gemäß den 1a und 1b abstützenden Strecke, eine geringere Strecke zur Abstützung der Kräfte, welche im bei dem Fahrzeug 1 in den 2a und 2b der Länge des einzelnen Gelenks 23 entlang der Schwenkachse X entspricht.Deviating from this, the variant according to the 2a and 2 B no two individual joints 21, 22, but only a single joint 23, which by an elongated radial bearing or joint or by several can be formed in a unit encapsulated radial bearings or joints. Compared to the execution of 1a and 1b this results in better encapsulation of the joint 23, so that it can be installed more easily and is better protected against dirt. However, this usually results in a comparison to the forces between the frame parts 14, 15 in the variant according to FIG 1a and 1b supporting distance, a smaller distance to support the forces which in the vehicle 1 in the 2a and 2 B corresponds to the length of the individual joint 23 along the pivot axis X.

Vorteilhaft bei den Varianten gemäß den 1a bis 2b ist auch, dass ein Fahrradsattel und die Antriebsvorrichtung 31 an dem vorderen bzw. ersten Rahmenteil 14 angeordnet sind und sich dadurch beim Schwenken bzw. Neigen des ersten Rahmenteils 14 mit einem auf dem Fahrzeug 1 bzw. auf dem Fahrradsattel sitzenden Fahrer in Kurven neigen, so dass sich ein Fahrgefühl wie bei einem herkömmlichen Rad einstellt.Advantageous in the variants according to 1a until 2 B is also that a bicycle saddle and the drive device 31 are arranged on the front or first frame part 14 and thus incline when the first frame part 14 is pivoted or tilted with a driver sitting on the vehicle 1 or on the bicycle saddle, so that you get a riding experience like that of a conventional bike.

Die dritte Variante gemäß den 3a und 3b sieht abweichend vor, dass der erste Rahmenteil 14 und der zweite Rahmenteil 15 zwar wie bei der ersten Variante gemäß der 1a und 1b durch zwei einzelne Gelenke 21, 22 getrennt bzw. gegeneinander verschwenkbar geteilt werden, die Antriebsvorrichtung 31 und der Sattel jedoch nicht dem vorderen bzw. ersten Rahmenteil 14 sondern dem zweiten bzw. hinteren Rahmenteil 15 zugeordnet sind. Bei Kurvenfahrten bzw. allgemein bei einem Verschwenken des ersten Rahmenteils 14 gegenüber dem zweiten Rahmenteil 15 schwenkt der Fahrer dadurch zumindest mit seinem Unterleib nicht in die Kurvenlage ein, wodurch sich ein ungewohntes Fahrgefühl ergeben kann.The third variant according to the 3a and 3b provides deviatingly that the first frame part 14 and the second frame part 15 as in the first variant according to the 1a and 1b separated by two individual joints 21, 22 or divided so that they can be pivoted relative to one another, but the drive device 31 and the saddle are not assigned to the front or first frame part 14 but to the second or rear frame part 15. When cornering or generally when the first frame part 14 pivots relative to the second frame part 15, the driver does not pivot at least with his abdomen into the cornering position, which can result in an unusual driving experience.

Bei dem Fahrzeug 1 gemäß der 3a und 3b ergibt sich zudem durch die Positionierung des ersten und zweiten Gelenks 21, 22 ein steilerer Verlauf der Schwenkachse X. Vorliegend ist das zweite Gelenk 22 an einem Übergang zwischen einem Oberrohr des ersten Rahmenteils 14 und einem Sitzrohr des zweiten Rahmenteils 15 angeordnet und das erste Gelenk 21 entlang dem Unterrohr, welches von dem ersten Gelenk 21 geteilt wird, so dass ein Teil des Unterrohrs dem ersten Rahmenteil 14 und ein zweiter Teil des Unterrohrs dem zweiten Rahmenteil 15 zugeordnet ist.In the vehicle 1 according to the 3a and 3b the positioning of the first and second joints 21, 22 also results in a steeper course of the pivot axis X. In the present case, the second joint 22 is arranged at a transition between an upper tube of the first frame part 14 and a seat tube of the second frame part 15, and the first joint 21 along the down tube, which is divided by the first joint 21, so that part of the down tube is assigned to the first frame part 14 and a second part of the down tube is assigned to the second frame part 15.

Obgleich als erstes Gelenk 21 in den 3a und 3b ein Kugelgelenk und für das zweite Gelenk 22 ein Elastomerelement vorgesehen ist, können auch für beide Gelenke 21 Kugelgelenke oder Elastomerelemente vorgesehen werden.Although as the first joint 21 in the 3a and 3b a ball joint and an elastomeric element is provided for the second joint 22, ball joints or elastomeric elements can also be provided for both joints 21.

Ein steilerer Verlauf der Schwenkachse X kann bei den Varianten gemäß den 1 und 2 beispielsweise durch eine Verschiebung der Gelenke 21, 22 bzw. des Gelenks 23 entlang der Hochachse H nach oben bzw. durch eine Verschiebung des gesamten Aufbaus des zweiten Rahmenteils 15 entlang der Hochachse H nach oben erreicht werden, wobei durch letzteres die Transportfläche und der gesamte Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 verschoben wird.A steeper course of the pivot axis X can in the variants according to 1 and 2 For example, by shifting the joints 21, 22 or the joint 23 upwards along the vertical axis H or by shifting the entire structure of the second frame part 15 upwards along the vertical axis H, the transport surface and the entire center of gravity being achieved by the latter of the vehicle 1 is moved.

In der in 1b dargestellten Aufsicht bzw. den jeweiligen Aufsichten der Varianten in den 1b, 2b, 3b sind neben der Mittel-, Ruhe- oder Neutralstellung des ersten Rahmenteils 14, welche mit durchgehender Linie dargestellt ist, auch beispielhaft gegenüber dem zweiten Rahmenteil 15 ausgelenkten bzw. verschwenkte Stellungen des ersten Rahmenteils 14 mit gestrichelten Linien dargestellt. Dabei wird deutlich, dass der Aufstandspunkt A sich nicht oder zumindest im Wesentlichen nicht verschiebt und sich der vordere bzw. erste Rahmenteil 14 ohne Änderung der Spur seines Einzelrades 14 gegenüber dem hinteren bzw. zweiten Rahmenteil 15 in die Querrichtung Q des Fahrzeugs kippen bzw. drehen bzw. verschwenken lässt.in the in 1b illustrated supervision or the respective supervisions of the variants in the 1b , 2 B , 3b In addition to the middle, rest or neutral position of the first frame part 14, which is shown with a solid line, positions of the first frame part 14 that are deflected or pivoted relative to the second frame part 15 are also shown with dashed lines. It is clear that the contact point A does not shift or at least essentially does not shift and the front or first frame part 14 tilts or rotates in the transverse direction Q of the vehicle relative to the rear or second frame part 15 without changing the track of its single wheel 14 or can be pivoted.

Bei einer Änderung der Fahrzeuggeometrie, beispielsweise durch Druckverlust im Einzelrad 11 oder Wechsel des Einzelrades 11, kann es dazu kommen, dass sich der Aufstandspunkt A des Einzelrades 11 verschiebt, so dass die durch die Gelenke 21, 22, 23 bestimmte Schwenkachse X nicht mehr bzw. nicht mehr exakt durch den Aufstandspunkt A verlaufen würde. Daher ist vorgesehen, dass die Gelenke 21, 22, 23 einstellbar sind, was jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist. Bei der Variante gemäß 1 ist hierzu eine Position des ersten Gelenks 21 und/oder des zweiten Gelenks 22 in Längsrichtung L und/oder Hochrichtung H des Fahrzeugs veränderbar, so dass sich durch eine entsprechende Positionsänderung bzw. Positionsverschiebung der Verlauf der Schwenkachse X auf einen neuen Aufstandspunkt A einstellen lässt. Gleiches gilt auch für ein einzelnes Gelenk 23 gemäß der Ausführung der 2a und 2b, wobei hier alternativ zu einer Einstellbarkeit der Position auch eine Einstellbarkeit des Winkels vorgesehen sein kann, so dass der Winkel des Gelenks 23 gegenüber dem ersten Rahmenteil 13 und/oder dem zweiten Rahmenteil 15 in der Variante gemäß den 2a und 2b verändert und dadurch der Verlauf der Schwenkachse X eingestellt werden kann.If the vehicle geometry changes, for example as a result of pressure loss in the single wheel 11 or changing the single wheel 11, the contact point A of the single wheel 11 may shift so that the pivot axis X determined by the joints 21, 22, 23 is no longer or only slightly different .would no longer run exactly through the point of contact A. It is therefore provided that the joints 21, 22, 23 are adjustable, which is not shown in the figures. In the variant according to 1 For this purpose, a position of the first joint 21 and/or the second joint 22 can be changed in the longitudinal direction L and/or the vertical direction H of the vehicle, so that the course of the pivot axis X can be adjusted to a new contact point A by a corresponding change in position or position shift. The same applies to a single joint 23 according to the embodiment of 2a and 2 B , In which case, as an alternative to an adjustability of the position, an adjustability of the angle can also be provided, so that the angle of the joint 23 relative to the first frame part 13 and/or the second frame part 15 in the variant according to FIGS 2a and 2 B changed and thereby the course of the pivot axis X can be adjusted.

Zur Verdeutlichung des sich aus der erfindungsgemäßen Ausführung ergebenden Unterschieds gegenüber dem Stand der Technik, ist in 4a das Einzelrad 11 eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 und in 5a ein Einzelrad 41 eines aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugs dargestellt. Durch ein Verkippen des ersten Rahmenteils 14 gegenüber dem zweiten Rahmenteil 15, wie es beispielsweise bei den Varianten gemäß den 1a bis 3b vorgesehen ist, neigt sich das Einzelrad 11 bzw. das Vorderrad um den Aufstandspunkt A, so dass dieser als Drehpunkt für das Einzelrad 11 wirkt. Entsprechend wird das Einzelrad 11 beim Übergang seine verkippten Stellungen 11' um einen in der Ebene des Bodens B liegenden Drehpunkt gedreht, was dem Verhalten eines normalen Rades entspricht.To illustrate the difference from the prior art resulting from the design according to the invention, 4a the single wheel 11 of a vehicle 1 according to the invention and in 5a a single wheel 41 of a vehicle known from the prior art shown. By tilting the first frame part 14 relative to the second frame part 15, as is the case, for example, in the variants according to FIG 1a until 3b is provided, the single wheel 11 or the front wheel inclines around the contact point A, so that this acts as a pivot point for the single wheel 11 . Correspondingly, the single wheel 11 is rotated from its tilted positions 11' about a pivot point lying in the plane of the floor B during the transition, which corresponds to the behavior of a normal wheel.

Davon abweichend zeigt 4b das Verhalten eines Fahrzeugs des Stands der Technik, welches ebenfalls einen geteilten Rahmen aufweist, wobei die Schwenkachse des dortigen vorderen Rahmenteils gegenüber dem dortigen hinteren Rahmenteils nicht durch den Aufstandspunkt A des Einzelrades 41 auf dem Boden sondern beispielsweise parallel zum Boden verläuft, so dass sich für das Einzelrad 41 bei dem Verschwenken der Rahmenteile ein Drehpunkt D ergibt. Beim Verkippen der Rahmenteile dreht sich das Einzelrad 41 in seine verkippten Stellungen 41', wobei sich dadurch den Aufstandspunkt A in Querrichtung Q verschiebt, so dass sich abweichende Aufstandspunkte A' bzw. eine Spurverschiebung des Einzelrades 41 ergibt. Aufgrund der Schwerkraft bleibt das Einzelrad 41 mit dem Boden B in Kontakt. Würde das Einzelrad um seine Drehachse bzw. um seinen Drehpunkt D fixiert, würde sich gegenüber dem Boden B bei der Drehung ein Höhenversatz H ergeben.Deviating from this 4b the behavior of a vehicle of the prior art, which also has a split frame, with the pivot axis of the front frame part there relative to the rear frame part there not running through the contact point A of the single wheel 41 on the ground but, for example, parallel to the ground, so that for the single wheel 41 results in a pivot point D when the frame parts are pivoted. When the frame parts are tilted, the individual wheel 41 rotates into its tilted positions 41′, thereby shifting the contact point A in the transverse direction Q, so that different contact points A′ or a track shift of the individual wheel 41 results. The single wheel 41 remains in contact with the ground B due to gravity. If the single wheel were fixed around its axis of rotation or around its pivot point D, a height offset H would result in relation to the floor B during the rotation.

Die 5a bis 5e zeigen beispielhaft verschiedene Antriebskonzepte, welche bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug verwendet werden können. Dabei entspricht der prinzipielle Aufbau des in den 5a bis 5e lediglich abschnittsweise dargestellten Fahrzeugs 1 dem Aufbau eines Fahrzeugs 1 gemäß den Varianten der 1a bis 3b.the 5a until 5e show examples of different drive concepts that can be used in the vehicle according to the invention. This corresponds to the basic structure of the 5a until 5e Vehicle 1 shown only in sections, the structure of a vehicle 1 according to the variants of 1a until 3b .

In den Antriebskonzepten gemäß den 5a und 5b ist als Vorrichtung zur Drehmomentübertragung eine Kardanwelle vorgesehen, welche sich von dem ersten Rahmenteil 14 in den zweiten Rahmenteil 15 erstreckt, wobei die Kardanwelle innerhalb der Rahmenteile 14, 15 verläuft und daher nicht sichtbar ist. Zumindest im Bereich des Übergangs zwischen erstem Rahmenteil 14 und zweitem Rahmenteil 15 verläuft die Kardanwelle koaxial zu der Schwenkachse X.In the drive concepts according to the 5a and 5b a cardan shaft is provided as a device for transmitting torque, which extends from the first frame part 14 into the second frame part 15, the cardan shaft running inside the frame parts 14, 15 and therefore not being visible. At least in the area of the transition between the first frame part 14 and the second frame part 15, the cardan shaft runs coaxially to the pivot axis X.

In 5a bzw. bei dem in 5a abschnittsweise gezeigten Fahrzeug ist neben einer muskelkraftbetriebenen Antriebsvorrichtung 31 ein beispielsweise als Elektromotor ausgeführter Mittelmotor 33 als zweite Antriebsvorrichtung vorgesehen, wobei die beiden Antriebsvorrichtungen ein durch sie erzeugtes Drehmoment über die Kardanwelle von Bereich des ersten Rahmenteils 14 auf ein Differential 35 im Bereich des zweiten Rahmenteils 15 übertragen, durch welches das Drehmoment auf die beiden Hinterräder bzw. auf die Räder 12, 13 des Radpaares verteilt wird.In 5a or at the in 5a In the vehicle shown in sections, in addition to a drive device 31 operated by muscle power, a central motor 33, e.g. designed as an electric motor, is provided as the second drive device, with the two drive devices transmitting a torque generated by them via the cardan shaft from the area of the first frame part 14 to a differential 35 in the area of the second frame part 15 , Through which the torque is distributed to the two rear wheels or to the wheels 12, 13 of the wheel pair.

Statt einem Mittelmotor 33 sind bei der Variante gemäß 5b zwei Radnabenmotoren 32 vorgesehen, wobei jedem der Räder 12, 13 des Radpaares ein Radnabenmotor 32 zugeordnet ist.Instead of a central motor 33 are in accordance with the variant 5b two wheel hub motors 32 are provided, with each of the wheels 12, 13 of the wheel pair being assigned a wheel hub motor 32.

Statt einer Kardanwelle sehen die Ausführungen gemäß den 5c und 5d einen Kettentrieb bzw. ein Kettengetriebe 34 als Vorrichtung zur Drehmomentübertragung vor, wobei die Kette des Kettentriebs 34 ausgebildet ist, sich innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs um die Schwenkachse X verdrehen bzw. tordieren zu lassen ohne Schaden zunehmen.Instead of a cardan shaft see the statements according to the 5c and 5d a chain drive or a chain drive 34 as a device for torque transmission, the chain of the chain drive 34 being designed to twist or twist within a predetermined angular range about the pivot axis X without increasing damage.

Statt eines zentral angeordneten Differentials 35 sieht die Weiterbildung gemäß 5c in jedem der Räder 12, 13 des Radpaares eine Freilaufnabe 36 vor, welche gemeinsam wie ein Differential 35 wirken. Zudem ist bei dieser Variante ein Mittelmotor 33 vorgesehen.Instead of a centrally arranged differential 35, the development according to 5c in each of the wheels 12, 13 of the wheel pair a freewheel hub 36, which act together as a differential 35. In addition, a central motor 33 is provided in this variant.

Statt eines Mittelmotors 33 sieht das Antriebskonzept gemäß 5d jeweils einen den Rädern 12, 13 des Radpaares zugeordneten Radnabenmotor 32 sowie ein kettengetriebenes Differential 37 vor.Instead of a central motor 33, the drive concept looks like 5d a wheel hub motor 32 assigned to each of the wheels 12, 13 of the pair of wheels, and a chain-driven differential 37.

5e stellt ein weiteres Antriebskonzept dar, bei welchen ein Drehmoment von einer mit muskelkraftbetriebenen Antriebsvorrichtung 31, welche vorliegend als Tretlager bzw. als Pedalwerk ausgeführt ist, mittels einer um die Schwenkachse X tordierbaren Kette eines Kettengetriebes 34 über die Teilungsebene des Rahmens hinweg von dem ersten Rahmenteil 14 auf ein zweites Kettengetriebe 34' an dem zweiten Rahmenteil 15 übertragbar ist. Das zweite Kettengetriebe 34' stellt über eine Querverlaufende Antriebswelle und eine zweite Kette eine Drehmomentübertragung auf das in der Bildebene rechte Rad 12 der Räder 12, 13 des Radpaares bereit, in welchem ein Radnabenmotor 32 als „Master“ vorgesehen ist. Die beiden Räder 12, 13 des Radpaares sind nicht über eine gemeinsame Achse oder Welle sondern jeweils getrennt bzw. einzeln am Gepäckrahmen bzw. am zweiten Rahmenteil 15 befestigt. Das in der Bildebene linke Rad 13 verfügt ebenfalls über einen Radnabenmotor 32, der jedoch als „Slave“ konfiguriert ist. Abhängig von einem von den Kettentrieben 34, 34' auf den als „Master“ konfigurierten Radnabenmotor 32 des rechten Rades 12 übertragenen Drehmoment und/oder abhängig von einer z.B. über einen „Gas“-Hebel einstellbaren Steuerung, kann der als „Slave“ konfigurierte Radnabenmotor 32 des linken Rades 13 angesteuert und das linke Rad 13 angetrieben werden. 5e represents a further drive concept, in which a torque from a human-powered drive device 31, which is designed here as a bottom bracket or as a pedal mechanism, by means of a chain of a chain transmission 34 that can be torsioned about the pivot axis X, is transmitted across the parting plane of the frame from the first frame part 14 can be transferred to a second chain mechanism 34' on the second frame part 15. The second chain transmission 34′ provides a torque transmission via a transverse drive shaft and a second chain to the right wheel 12 of the wheels 12, 13 of the wheel pair in the plane of the figure, in which a wheel hub motor 32 is provided as “master”. The two wheels 12, 13 of the wheel pair are not attached to the luggage frame or to the second frame part 15 via a common axle or shaft, but each separately or individually. The wheel 13 on the left in the image plane also has a wheel hub motor 32, which is however configured as a “slave”. Depending on a torque transmitted by the chain drives 34, 34' to the wheel hub motor 32 of the right wheel 12 configured as a "master" and/or depending on a control that can be set, for example via a "gas" lever, the wheelna configured as a "slave" can benmotor 32 of the left wheel 13 is controlled and the left wheel 13 is driven.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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WO 2011/107674 A1 [0009]

Claims

Vehicle (1), in particular a cargo bike, with a multi-part frame, a single wheel (11) and a pair of wheels, with two wheels (12, 13) spaced apart from one another, the single wheel (11) being connected to a first frame part (14) of the frame and wherein the two wheels (12, 13) of the pair of wheels are mounted on a second frame part (15) of the frame so as to be rotatable about a common axis, characterized in that the first frame part (14) and the second frame part (15) are connected by at least one joint (21, 22, 23) and are mutually rotatable about a pivot axis (X) determined by the at least one joint, the pivot axis (X) running through a contact point (A) of the single wheel (11).

vehicle after claim 1 , wherein the single wheel (11) is a front wheel and the front wheel is connected to the first frame part (15) on a wheel fork (16) so as to be pivotable about a steering axis.

vehicle after claim 1 or 2 , wherein the first frame part (14) and the second frame part (15) are connected by at least two joints (21, 22) which are spaced apart from one another on the pivot axis (A), a first joint (21) of the two joints (21 , 22) is a ball joint, a radial bearing or an elastomeric element and a second joint (22) of the two joints (21, 22) is a ball joint, a radial bearing or an elastomeric element.

Vehicle according to the preceding claim, wherein a position of the first joint (21) and/or the second joint (22) relative to the first frame part (14) and/or the second frame part (15) is adjustable.

vehicle after claim 1 or 2 , wherein the first frame part (14) and the second frame part (15) are connected by exactly one joint (23) formed by at least one radial bearing.

Vehicle according to one of the preceding claims, further comprising a limiting device which is designed to limit the ability of the first frame part (14) to rotate relative to the second frame part (15) about the pivot axis (A), and/or further comprising a restoring device which is designed to rotate the first frame part (14) back into the middle position from a position deflected relative to a predetermined middle position.

Vehicle according to one of the preceding claims, further comprising at least one drive device (31, 32, 33) generating a torque, which is arranged on the first frame part (14) or directly on the single wheel (11) and is designed to transmit the torque to the single wheel (11), or which is arranged on the second frame part (15) or directly on one of the wheels (12, 13) of the pair of wheels and is designed to transmit the torque to at least one of the wheels (12, 13) of the pair of wheels.

Vehicle according to one of the preceding claims, further comprising at least one drive device (31, 32, 33) generating a torque, which is arranged on the first frame part (14) and designed to transmit the torque via a torque transmission device (34) to at least one of the wheels (12, 13) of the wheel pair, or which is arranged on the second frame part (15) and designed to transmit a torque via the torque transmission device (34) to the single wheel (11).

Vehicle according to the preceding claim, wherein the device for torque transmission (34) is a cardan shaft which extends at least in the region of a separation plane between the first frame part (14) and the second frame part (15) determined by the at least one joint (21, 22, 23). extends coaxially to the pivot axis (A) from the first frame part (14) to the second frame part (15).

vehicle after the preceding one claim 8 , wherein the device for torque transmission (34) is a chain transmission (34) having a chain, the chain of which allows and compensates for torsion about the pivot axis (A).