WO2014191417A1 - Fahrzeug mit einer aussenhauteinrichtung - Google Patents

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WO2014191417A1
WO2014191417A1 PCT/EP2014/060969 EP2014060969W WO2014191417A1 WO 2014191417 A1 WO2014191417 A1 WO 2014191417A1 EP 2014060969 W EP2014060969 W EP 2014060969W WO 2014191417 A1 WO2014191417 A1 WO 2014191417A1
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WO
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outer skin
vehicle
cover layer
driver
elements
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PCT/EP2014/060969
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English (en)
French (fr)
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Axel Thallemer
Martin Danzer
Christian COLCERIU
Lisa KLINGERSBERGER
Christine RACKEL
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Festo SE and Co KG
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Festo SE and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDECARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B62K3/005—Recumbent-type bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J17/00—Weather guards for riders; Fairings or stream-lining parts not otherwise provided for
    • B62J17/08—Hoods protecting the rider
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62J17/00—Weather guards for riders; Fairings or stream-lining parts not otherwise provided for
    • B62J17/08—Hoods protecting the rider
    • B62J17/083—Frame mounted hoods specially adapted for rider propelled cycles
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    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/48—Fairings forming part of frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDECARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B62K3/02—Frames
    • B62K3/10—Frames of single-beam type, i.e. connecting steering head to rear axle

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle, in particular a bicycle, with a
  • Frame assembly and an outer skin device wherein the frame assembly carries at least one front wheel, at least one rear wheel and at least one driver's seat, the outer skin means forms an outer skin of the vehicle and at least spans the driver's seat in a vehicle longitudinal direction.
  • Exterior skin device further comprises at least one pneumatic outer skin element which defines at least a part of the outer skin.
  • the invention further relates to a corresponding outer skin device for such a vehicle.
  • Such a vehicle which is a bicycle, in particular a so-called recumbent, is known for example from DE 10 2011 051 451 A1.
  • this vehicle among other things, it is proposed to form parts of the outer skin of a panel by tubular inflatable struts or the like, between which film elements are braced and which are subjected to a corresponding internal pressure to produce the dimensional stability of the outer skin.
  • the inflatable struts must be subjected to relatively high pressure in order to ensure adequate dimensional stability of the outer skin, even at higher aerodynamic loads.
  • tubular design of the inflatable struts and the films stretched between them generally results in a comparatively irregular course of the surface, which is disadvantageous from an aerodynamic point of view.
  • vehicle linings known from DE 942 791 C, JP 07 112 681 A and WO 02/081293 A1.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a vehicle of the type mentioned above, which does not bring the above-mentioned disadvantages or at least to a lesser extent and in particular with a simple design and low weight allows good aerodynamic properties of the outer skin.
  • the present invention solves this problem starting from a vehicle according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1.
  • the present invention is based on the technical teaching that allows good aerodynamic properties of the outer skin with a simple design and low weight, if at least one pneumatic outer skin element used for the outer skin, which is designed as a double-walled wall element with a gas-permeable distance between two pressure-tight cover layers , wherein the distance position is designed so that it holds the two cover layers at a pressure of the distance position with an overpressure (compared to the ambient pressure) substantially equidistant from each other.
  • the present invention therefore relates to a vehicle, in particular a bicycle, with a frame assembly and an outer skin device, wherein the frame assembly carries at least one front wheel, at least one rear wheel and at least one driver's seat.
  • the outer skin device forms an outer skin of the vehicle and spans in a closed state at least the driver's seat in a vehicle longitudinal direction.
  • the outer skin device further comprises at least one pneumatic outer skin element which defines at least a part of the outer skin.
  • the pneumatic outer skin element is at least double-walled,
  • pressure-tight wall element which comprises a pressure-tight first cover layer, a pressure-tight second cover layers and a gas-permeable spacer layer connected to the first cover layer and the second cover layer, the distance layer is formed, the first cover layer and the second cover layer at a pressure application of the distance position with a compared to the ambient pressure increased internal pressure in
  • the distance layer can in principle be designed in any suitable manner, which ensures that the two cover layers are kept substantially equidistant from each other.
  • the number of support points or connecting points produced by the spacer layer between the two cover layers is selected as a function of the bending stiffness of the respective cover layer. The stiffer the two cover layers are, the lower their local deformation (more precisely, their local bulge) falls through the
  • the spacer layer comprises a plurality of spacer elements, via which the first cover layer and the second cover layer are connected to one another.
  • the number of spacer elements per square centimeter is preferably at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 20.
  • the spacers can basically be designed in any way.
  • the spacer elements are designed in the manner of thin webs or filaments, since this can be achieved with particularly simple and easy configurations. So it is only necessary that the spacer elements have a corresponding tensile strength to the two cover layers under the loads occurring during operation, in particular in the
  • the spacer layer comprises a plurality of separate spacer elements, via which the first cover layer and the second cover layer are connected to one another.
  • Distance elements are materially and / or monolithically connected to the first cover layer and / or the second cover layer, whereby a particularly simple to manufacture and robust design is achieved.
  • any suitable materials can be used for the components of the outer skin element which achieve sufficient service lives under normal vehicle loads during operation of the vehicle.
  • Particularly inexpensive and robust configurations can be achieved if at least the first cover layer and / or the second cover layer comprises a plastic material, since such plastic materials can be processed particularly easily and flexibly with low weight and sufficient strength.
  • At least the first cover layer and / or the second cover layer comprises a flat fabric material.
  • This has the advantage, for example, that This can be achieved by a simple reinforcement of the respective cover layer. This is particularly the case in view of the expected burdens on the top layer in the
  • the spacer elements are part of a three-dimensionally woven material which extends into the first cover layer and / or the second cover layer and is embedded there in particular in a matrix material. This makes it possible to achieve a light yet robust design in a particularly simple manner.
  • the at least one pneumatic outer skin element is designed as a substantially planar wall element. This has the advantage that the outer skin element itself can be designed in a particularly simple manner from two flat cover layers and a flat spacer layer, since it automatically assumes this shape under the pressurization of the spacer layer anyway.
  • Exterior skin means comprises a plurality of pneumatic outer skin elements which are arranged and angled adjacent to each other, that the outer skin of the vehicle is at least partially formed in the manner of a polyhedron.
  • a generally polyhedral design has in addition to the simple structure also under aerodynamic aspects advantages, as can be realized in a simple manner well-defined stall edges at the transitions between the outer skin elements.
  • the flow resistance and / or the lateral wind sensitivity of the vehicle can be influenced in an advantageous manner.
  • the at least one pneumatic outer skin element is curved at least in sections
  • the outer skin element can be designed as a simply curved (thus, for example, cylindrical) surface.
  • the first cover layer and / or the second cover layer comprises a shape-determining layer defining the curvature of the wall element, which is preferably embedded in a matrix material of the cover layer in order to achieve a particularly simple design.
  • the shape-determining layer preferably comprises at least one membrane layer and / or a fabric layer, which is designed such that it defines the predetermined curved contour of the wall element under substantially uniform pressurization of its surface.
  • the shape-determining property of the fabric layer can be realized in any suitable manner.
  • correspondingly rigid, shaping support elements can be embedded in the fabric layer.
  • the shape-determining property of the fabric layer is achieved by a three-dimensional weave of the fabric layer and / or at least one gathering of the fabric layer and / or at least one darts of the fabric layer, since particularly simple and robust designs can be achieved hereby in a simple manner.
  • a single pneumatic outer skin element may be sufficient to form the outer skin.
  • Outer skin device at least two, in particular pneumatic,
  • Outer skin elements which are arranged adjacent to each other. Between the two outer skin elements then a connecting element is arranged, via which the two outer skin elements are interconnected.
  • the rigidity or dimensional stability of the outer skin can be ensured here in the region of the connection at least predominantly by at least one of the two outer skin elements.
  • the connecting element is designed to stiffen the outer skin device. This can basically be realized in any suitable manner. For example, corresponding stiffening elements or
  • the Connecting element for stiffening the outer skin means at least one pressurizable stiffening channel. Consequently, the stiffening is then generated substantially via an overpressure in the stiffening channel.
  • the pressurization of the distance position of the respective outer skin element can basically be done in any way. For example, for each
  • Outer skin element possibly even for certain mutually pneumatically separated portions of the respective outer skin element, be provided separate supply lines, via which they are connected to a corresponding pressure supply unit.
  • the individual supply lines can be controlled in groups separately or in groups of any size via a control device in order to pressurize or vent the respective distance layer.
  • the connecting element between two pneumatic outer skin elements comprises at least one supply channel for pressurizing the distance position of at least one adjacent pneumatic outer skin element.
  • the connecting element can in principle be designed in any suitable manner.
  • it can be realized, for example, by a correspondingly rigid connecting element, which holds the two outer skin elements relative to each other.
  • the connecting element is designed in the manner of a film hinge.
  • the connecting element may be formed by at least a part of one of the cover layers, whereby a particularly simple configuration to be produced can be achieved.
  • the outer skin device can in principle be designed so that the field of view of the driver is released by corresponding gaps in the outer skin. Thus, it is therefore not absolutely necessary for the outer skin device to comprise viewing windows or the like.
  • the outer skin may be designed so that the air flow during operation of the vehicle is passed through corresponding Strömungsleitabitese over such gaps in the outer skin, so the driver is therefore not acted upon by the wind.
  • the outer skin device typically comprises at least one transparent outer skin element, which is a windshield element of Exterior skin device forms.
  • this windshield element itself may be formed by a pneumatic outer skin element. Likewise, it may be a separate, non-pneumatic outer skin member.
  • the transparent is
  • Shell element then in turn connected via a connecting element with the pneumatic outer skin element.
  • the pressurization of the distance position of the outer skin element with overpressure can basically be designed so that it is permanently maintained and only optionally leakage losses are compensated by re-pressure supply. Consequently, in a particularly simply designed variants of the invention, therefore, a separate or targeted rapid venting of the distance position (for example, by a corresponding venting valve) can be dispensed with.
  • Exterior skin device however, at least one venting device connected to the distance position of the pneumatic outer skin element, via which the internal pressure in the distance position can be reduced. This is for example a demountable
  • Exterior skin device possible to purge the outer skin element targeted to the
  • the pneumatic outer skin member may be formed such that it has a vented via the venting state, in which the pneumatic outer skin element is foldable.
  • the targeted venting but also in
  • the pneumatic outer skin member is formed and arranged such that it is foldable for opening an access to the driver's seat.
  • the outer skin device can in principle be designed so that it surrounds the driver's seat or the driver only partially.
  • the underside of the outer skin may be designed to be open to allow the driver in a single-track vehicle, such as a bicycle, to park his feet standing on the ground to support the vehicle.
  • the Exterior skin device comprises at least one closure element for closing a passage opening for a leg of a driver supporting the vehicle in the state, so that such a separate support device is unnecessary.
  • the driver can do that
  • the closure element may be designed in the manner of a damped self-closing flap, so that the driver can withdraw his leg back into the interior of the outer skin device, without being hindered by the self-closing closure element. Additionally or alternatively, the closure element may comprise a plurality of elastic lamellae, which are displaced by the leg or the foot of the driver as soon as he wants to rest on the ground, but with the leg withdrawn, close the resulting opening again.
  • the outer skin device can basically be used to integrate any other functions of the vehicle.
  • the outer skin device at least partially, in particular foil-like, comprise solar cells to support the power supply of the vehicle, possibly even to ensure.
  • the outer skin device, in particular foil-like, lighting sections, in particular organic light-emitting diodes (OLED) include. This makes it possible to achieve the required illumination of the vehicle in a particularly simple manner.
  • the outer skin device preferably comprises at least one door element, via which the access to the driver's seat can be released.
  • the at least one pneumatic outer skin element forms part of the door element.
  • the door element can in principle be articulated in any way on the vehicle.
  • the door element is pivotally hinged to a window spar of the frame assembly, since this can be realized with a particularly simple and robust design.
  • the door element can basically be designed in any suitable manner.
  • the door element comprises a side window element to the largest possible To ensure field of vision for the driver.
  • the at least one pneumatic outer skin element forms at least part of a side window frame element carrying the side window element, since this makes a particularly simple
  • this has a
  • the outer skin device is in the state of rest subjected to no aerodynamic loads, while in the
  • the pneumatic outer skin element when exposed to the distance position with a nominal operating pressure in the idle state to a predetermined desired geometry.
  • the pneumatic outer skin element is designed such that a deviation of the geometry of the outer skin element from the desired geometry in the nominal operating state at
  • the target geometry is.
  • the stiffness of the outer skin member in the nominal operating condition (below the nominal operating pressure) is selected so that even in the
  • the frame arrangement of the vehicle can basically be designed in any desired manner.
  • a one-piece or substantially rigid frame assembly can be provided.
  • vehicle according to the invention is a multi-part
  • Frame assembly provided, which comprises at least a first carrier and a second carrier, wherein the carrier assembly is adapted to support at least a front wheel, a driver's seat and at least one rear wheel.
  • the first carrier is a front chassis carrier, which is adapted to carry the at least one front wheel and a driver's seat.
  • the front chassis carrier comprises the driver's seat in the vehicle longitudinal direction
  • the front chassis carrier is in a front chassis support joint to increase the seating position of the driver's seat pivoted about a front chassis support hinge axis pivotally mounted on the second carrier.
  • the safety support member further comprises two spaced apart in the vehicle transverse direction of sub-carrier elements, which at least partially a side skin of a front windshield unit supporting the outer skin device
  • Safety support member represents an independent protectable inventive concept, which is independent of the above-described design of a pneumatic outer skin element.
  • the outer skin device can basically be substantially rigid with the
  • the outer skin device is movable on the
  • Frame assembly is articulated, wherein the outer skin device is then movable between a driver's seat spanning and an access to the driver's seat obstructing the closed position and an access to the driver's seat releasing open position.
  • the movement when opening or closing the access to the driver's seat can basically be designed arbitrarily. So can each individually or in any
  • the outer skin device is pivotable about at least one pivot point with respect to the frame assembly, since this can be achieved particularly simple to be realized configurations.
  • the outer skin device is articulated to the frame assembly via at least one pivotally and / or displaceably articulated to the frame assembly coupling element, in particular at least one coupling rod. It is the
  • Exterior skin device preferably via at least two, preferably four, pivotally and / or displaceably hinged to the frame assembly coupling elements hinged to the frame assembly, since this is a particularly stable, easy to handle Kinematics can be realized.
  • a particularly simple kinematics of the opening or closing movement results when the outer skin device and the frame assembly with two coupling elements form a four-bar linkage.
  • the at least one coupling element comprises a gas pressure spring, since hereby
  • Designs can be realized, which can be particularly easy to open and close despite the weight or the size of the outer skin device.
  • the frame assembly comprises a front chassis carrier, a base frame carrier and a rear chassis carrier, wherein the rear chassis carrier is adapted to carry at least one rear wheel, the front chassis carrier is adapted to at least one front wheel and a driver's seat wear, and the front chassis support is adapted to be pivoted to increase the seating position of the driver's seat about a vehicle transverse axis.
  • the front chassis carrier is articulated pivotably on the base frame carrier in a front chassis support joint about a front chassis support joint axis and the rear chassis carrier is articulated in a rear chassis support joint pivotable about a rear chassis support hinge axis to the base frame carrier.
  • this vehicle concept is ideal for land vehicles. However, it is understood that it can also be used for other types of vehicles, such as watercraft, but possibly also aircraft or any combination of these three types of vehicles in which at certain times or in certain operating situations, an adjustment of the driver's seat position desired or . is required.
  • the chassis support joint axes can basically be arranged at any distance from each other. However, the chassis support joint axes are preferably spaced apart from one another such that a part of the front chassis carrier, in particular the part of the front chassis carrier which carries the driver's seat, one
  • Vehicle height direction ie in the direction of a vertical axis of the vehicle
  • Vehicle height direction ie in the direction of a vertical axis of the vehicle
  • the front wheel and the rear wheel define a maximum in a predetermined operating position Wheelbase in the direction of a vehicle's longitudinal axis, with the front
  • Chassis support hinge axis and the rear chassis support hinge axis are then spaced in the direction of a vehicle longitudinal axis by 30% to 80% of the maximum wheelbase.
  • the above-described wide lowering of the driver's seat can be realized in a particularly favorable manner.
  • Chassis link articulation axles 40% to 70% of the maximum wheelbase, more preferably 50% to 60% of the maximum wheelbase.
  • Chassis support with respect to the base frame support can basically be arranged at any suitable position in the vehicle or attack to achieve the desired adjustment movement.
  • rotationally operating as well as translationally operating actuators and any combinations thereof can be used.
  • These can also work according to any mode of action.
  • actuators can be used, which work according to a mechanical action principle, a fluidic action principle, an electrical action principle or any other active principle. It is also understood that any
  • Chassis support joint axis provided, wherein the adjusting device acts directly between the basic frame carrier and the front chassis carrier. Alone hereby can already achieve the above-described favorable adjustment of the seat height of the driver's seat.
  • the adjusting device preferably comprises at least one fluidic adjusting element.
  • any fluidic control elements come into consideration.
  • a hydraulic actuator can be used.
  • the pneumatic actuator used may in principle have any suitable design.
  • piston-cylinder arrangements can be used as well as bellows or otherwise designed air springs or the like.
  • any combination of such pneumatic control elements can be used.
  • the fluidic control element preferably comprises a fluidic muscle element, as marketed, for example, by the company Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, under the name "pneumatic muscle.”
  • This is a substantially tubular element whose An increase in the internal pressure causes by a corresponding design of the wall of the element a longitudinal contraction of the element in the manner of a human muscle, which can be used for the working stroke.
  • the rear chassis support is also actively adjustable in order to realize an even greater adjustment of the driver's seat can.
  • the adjustment of the rear chassis carrier can be used to the
  • Adapt the chassis characteristics of the vehicle This can be done in an advantageous manner, if appropriate, depending on the setting position of the front chassis support in order to adapt the chassis characteristics in the rear suspension to the specific configuration and thus to achieve an optimized handling for the respective sitting position.
  • a corresponding control device may be provided, which controls both actuating devices.
  • Adjustment device for pivoting the rear chassis carrier to the rear
  • Chassis support joint axis provided, wherein the second adjusting device acts between the Grundrahmenovic and the rear chassis carrier. Also the second
  • Actuator may be constructed in any suitable manner as described above in connection with the first actuator.
  • at least one fluidic actuator in particular a pneumatic
  • actuator preferably at least one fluidic control element is provided, which comprises a fluidic muscle element of the type described above.
  • the second adjusting device comprises two fluidic muscle elements which interact in the manner of an agonist and an antagonist.
  • the rear chassis carrier preferably includes one at the rear
  • Chassis support joint hinged swing section and two lever sections, each attacking a muscle element.
  • the lever sections are preferably designed such that the respective point of application of the muscle element in the region of
  • Outer periphery of the rear wheel is and / or lies in the direction of the vehicle longitudinal axis in the region of a rear half of the rear wheel. This makes it possible to achieve a particularly favorable, on the muscle elements tuned force introduction into the rear chassis support.
  • the pressure supply for the pneumatic outer skin element and / or the fluidic control element can basically be designed in any suitable manner.
  • the compressor may be a working principle acting on any principle
  • Act component which is adapted to generate a corresponding pressure increase in the working fluid used and to promote this in an optionally existing accumulator or directly into the actuator.
  • the pressure control is preferably designed to generate an internal pressure in the distance position of the pneumatic outer skin element in order to achieve the desired rigidity of the
  • the pressure control is further preferably designed to a working pressure in the at least one fluidic adjusting element for adjusting the pivot angle of the front Chassis support and / or the rear chassis carrier with respect to
  • the energy required to apply the required working pressure to the pneumatic skin member or fluidic actuator may be provided in any suitable manner.
  • Muscle force of the driver are applied, for example, by pressing a simple hand pump or the like.
  • a muscle-driven vehicle such as a bicycle
  • the drive is operated counter to the drive direction (thus the driver therefore backwards) to the
  • the impeller can be driven, while actuated against the drive direction of the compressor is driven.
  • a rigid coupling insofar.
  • a switchable design may be provided in which the coupling of the compressor triggered by an operation of the driver and / or a (for example, determined by the control device) corresponding pressure requirement is triggered in the system.
  • Pressure supply device is designed to win at least a portion of the drive energy for operating the compressor from a counter to a drive direction driven drive device of the vehicle.
  • the pressure supply device is designed to obtain at least a part of the drive energy for operating the compressor from a relative movement between one of the chassis carriers and the basic frame carrier.
  • a lifting movement occurring anyway during operation of the vehicle can be used to drive the compressor.
  • Any suitable means may be used for this purpose.
  • a freewheel can be provided, via which a corresponding pumping movement or the like is generated.
  • the pressure supply device may be configured to use at least a portion of the drive energy to operate the compressor to gain a braking energy of the vehicle.
  • a so-called regenerative braking may be provided in which the load generated by the (for
  • Pressure increase in the working fluid and / or to promote the working fluid) compressor is used, is used to apply the required braking energy.
  • the control device may be connected, for example, with a driver's brake lever or the like of the vehicle to detect a braking request and then apply the load of the compressor as a braking load.
  • the pressure supply device can be designed to directly generate mechanical energy from a relative movement between components of the vehicle
  • the pressure supply device is designed to convert mechanical energy from a relative movement between components of the vehicle, in particular via a regeneratively driven drive motor of the vehicle, into electrical energy and to use electrical energy as drive energy for operating the compressor.
  • the use of electrical energy can be done directly.
  • first appropriate electrical energy storage can be charged, the energy is then used at a later time to drive the compressor.
  • the basic frame support can basically be constructed in any suitable manner. So it may be sufficient that it extends only between the two chassis support joints.
  • the basic frame carrier has a rear end which extends in the direction of a vehicle longitudinal axis above the rear wheel, wherein an actuating element for pivoting the front chassis carrier in a rear
  • Particularly favorable kinematic conditions arise when the actuator engages in a front pivot point on the front chassis support, wherein the front chassis support hinge axis and the rear chassis support hinge axis are spaced in the direction of the vehicle longitudinal axis by a joint axis distance and the front pivot point in an operating position with lowest seating position of the driver's seat in direction a vehicle longitudinal axis by 40% to 70% of the joint axis distance, preferably by 50% to 60% of the joint axis distance, more preferably by 50% to 55% of
  • Joint axis distance is spaced from the front chassis support hinge axis.
  • the basic frame carrier can in principle be designed in any suitable manner to hold the two chassis beams.
  • it can be designed as a simple single-shelled body. In preferred, because particularly simply designed and
  • the basic frame carrier comprises two spaced apart in the direction of the vehicle transverse axis and interconnected
  • Half shell elements These can be designed, for example, as simple, essentially plate-shaped elements, which considerably simplifies their production.
  • the half-shell elements are connected via at least one cross-member element, preferably a plurality of cross-member elements, whereby a particularly stable and stable structure is formed.
  • the at least one extends
  • the at least one transverse support element therefore preferably has an interface device for laterally connecting further components, in particular a further basic frame support of another vehicle. In addition, this can project beyond the basic frame carrier in the vehicle transverse direction
  • the cross member may basically be designed in any suitable manner.
  • any materials can be used for this purpose.
  • the at least one cross member element comprises at least one outer cover layer of one
  • Composite material in particular a fiber composite material, since this particularly lightweight and robust components high load capacity can be designed.
  • the composite material comprises carbon fibers and / or aramid fibers and / or basalt fibers which are embedded in a corresponding matrix, preferably a plastic.
  • the double-shell design of the basic frame carrier enables a particularly simple, robust and space-saving design, in which the respective chassis carrier can run in the region of the chassis support joint between the two half-shell elements, resulting in a particularly favorable support of the chassis loads in the
  • Haibschalenettin be arranged, which despite its length a particularly space-saving configuration is achieved.
  • the front chassis carrier is in the region of the front
  • Chassis support joints between the Haibschalenmaschinen arranged. Additionally or alternatively, an adjusting element for pivoting the front chassis carrier is arranged at least in sections between the half-shell elements. Furthermore, additionally or alternatively, the rear chassis carrier in the region of the rear
  • Fahrtechniksslicgelenks be arranged between the half-shell elements.
  • the components used for the carriers can in principle be designed in any suitable manner in order to accommodate the loads occurring during operation of the vehicle.
  • the components used for the carriers can in principle be designed in any suitable manner in order to accommodate the loads occurring during operation of the vehicle.
  • the basic frame support and / or the front chassis support and / or the rear chassis support is at least partially constructed of a composite material with two outer cover layers and at least one inner core Läge.
  • At least one of the cover layers preferably comprises in particular a sheet metal material, preferably aluminum sheet.
  • the core layer comprises in particular a stiffening light material, in particular a
  • the core layer comprises a core material of aluminum and / or balsa wood and / or plastic foam.
  • the front comprises
  • Chassis support for forming a safety cell at least one the driver's seat in the direction of a vehicle longitudinal axis spanning safety carrier element and / or an energy dissipation element.
  • the safety support member is releasably connected to a seat support portion of the front chassis support. This not least facilitates the transport of the vehicle, which can then be broken down into manageable parts. In addition, a simple replacement in case of damage is possible.
  • the safety support member may be designed in the manner of a one-piece safety bar or roll bar, which extends in the vehicle longitudinal direction over the driver and protects it during rollovers.
  • the Safety carrier element on two sub-carrier elements which are at least partially spaced apart in the direction of the vehicle transverse axis to form a front viewing window.
  • a permanently rigid design can be provided.
  • the two sub-carrier elements are foldable in the spaced position, for example, to facilitate entry into the vehicle. It is understood that the sub-carrier elements can then be locked in the offending position in order to ensure the best possible protective function.
  • the present invention further relates to an outer skin device for a vehicle, in particular a bicycle, which has the above-described features of
  • Figure 1 is a schematic side view of a preferred embodiment of
  • vehicle according to the invention with a preferred embodiment of the outer skin device according to the invention in a first operating state with maximum wheelbase and lowest seating position;
  • Figure 2 is a schematic plan view of the vehicle of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic side view of the vehicle of Figure 1 in a second
  • Figure 4 is a schematic front view of the vehicle of Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic perspective view of the vehicle of Figure 1;
  • Figure 6 is a schematic sectional view of the detail VI of Figure 5;
  • Figure 7 is a schematic side view of another preferred embodiment of the vehicle according to the invention with a further preferred embodiment of the outer skin device according to the invention;
  • Figure 8 is a schematic plan view of the vehicle of Figure 7;
  • Figure 9 is a schematic plan view of the outer skin of the vehicle of Figure 7;
  • Figure 10 is a schematic side view of the vehicle of Figure 7 with the
  • Figure 1 1 is a schematic side view of another preferred embodiment of the vehicle according to the invention with a further preferred embodiment of the outer skin device according to the invention;
  • FIG. 12 shows a schematic sectional view of the detail XII from FIG. 11.
  • FIGS. 1 to 6 a preferred one
  • a vehicle coordinate system x, y, z is indicated in the figures, in which the x-coordinate the longitudinal direction of the vehicle 101, the y-coordinate the transverse direction of the vehicle 101 and the z-coordinate the height direction of the Vehicle 101 denote.
  • the vehicle 101 comprises a frame arrangement 101.1 with a basic frame carrier 102, a front chassis carrier 103 and a rear chassis carrier 104, which are each designed as substantially rigid carrier elements.
  • the vehicle 101 is a single-track vehicle, the front chassis support 103 carries a front wheel 105, while the rear chassis support 104 carries a rear wheel 106.
  • the front chassis carrier 103 is pivotally connected to the base frame carrier 102 via a front chassis carrier joint 103. 1 about a front chassis carrier joint axis 103. 2, while the rear chassis carrier 104 is pivoted in a rearward one
  • Chassis support joint 104.1 is pivotally connected to the base frame support 102 about a rear chassis support hinge axis 104.2.
  • this results in a particularly simple, three-part frame geometry, wherein the frame parts 102, 103 and 104 the frame assembly 101.1 only two simple pivot joints 103.1, 104.1 are interconnected.
  • the front wheel 105 is connected in a conventional manner via a steerable wheel fork 105.1 on the front chassis support 103.
  • the wheel fork 105.1 may be a conventional wheel fork, possibly a conventional fork.
  • Chassis support 103 tailed steering head bearing The steering takes place via a gimbaled steering rod 105.2 with a handlebar 105.3.
  • a length adjustment and / or a telescopic design of the handlebar 105.2 may be provided to allow adjustment for different seating positions and / or different drivers.
  • the front chassis carrier 103 in the front chassis support joint 103.1 can be pivoted about the front chassis support joint axis 103.2 (and thus about a vehicle transverse axis) with respect to the basic frame carrier 102.
  • This pivoting results in the second operating state shown in Figure 3 compared to the first operating state shown in Figure 1 with the lowest seat position and thus lowest seat height S1 in the vehicle height direction (z direction) an increase in the seating position of the driver's seat 107 to a second seat height S2.
  • the difference DH between the first eye level H1 and the second eye level H2 or the difference DS between the first seat height S1 and the second seat height S2 is approximately 50 cm in the present example.
  • any other height differences can be selected. It is equally understood that intermediate positions between the two extreme positions shown in FIGS. 1 and 3 can be assumed. It is also understood that in further variants of the invention, the front chassis support with respect to the position shown in Figure 3 can be further pivoted to realize a further increase in the seating position.
  • the vehicle has a maximum wheelbase R ma x.
  • R ma x the wheelbase during pivoting of the respective chassis carrier 103 decreases or 104.
  • the caster decreases in the region of the steered front wheel 105, so that the vehicle receives in this state in addition to an increased seating position a shortened wheelbase and a sensitive steering responsive, and therefore also more agile, as is particularly advantageous in city traffic.
  • crank mechanism 1 12.1 which is also beneficial in such urban traffic situations.
  • the chassis support hinge axes 103.2 and 104.2 are spaced in the present example by about 50% of the maximum wheelbase R ma , so that a part of the front
  • Chassis support 103 (namely, the part of the front chassis support 103, which carries the driver seat 107) in the vehicle height direction (z-axis) between the two
  • Chassis support joint axes 103.2, 104.2 immersed. This makes it possible to lower the driver's seat far, whereby the aerodynamic attack surface of the vehicle can be reduced and particularly favorable driving characteristics can be achieved at higher speeds.
  • Chassis support link axis 103.2 to adjust a first actuator 109 is provided which acts directly between the basic frame beam 102 and the front chassis support 103.
  • the adjusting device 109 comprises a fluidic actuating element in the form of a pneumatic muscle element, as indicated in FIGS. 1 and 3 by the dot-dash line 109.1.
  • a muscle element is sold, for example, by the company Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, under the name "pneumatic muscle”.
  • the muscle element 109.1 is a substantially tubular element, the interior of which can be pressurized. An increase in the internal pressure causes by a corresponding design of the wall of the element 109.1 a
  • the desired adjustment of the seat height of the driver's seat 107 may be able to actively adjust only the front chassis support 103.
  • the sufficient adjustment of the seat height of the driver's seat 107 alone on the adjustment of the front chassis support 103 also has the advantage that the chassis characteristics in the region of the rear chassis 104, 106 remains unchanged unlike conventional designs.
  • the rear chassis support 104 via a second adjusting device 1 10 is actively adjustable. This can, on the one hand, even greater
  • Adjustment of the driver's seat 107 can be realized.
  • the adjustment of the rear chassis support 104 can be used to the chassis characteristics of the
  • Adjust vehicle 101 regardless of the adjustment of the seat height.
  • the tuning of the chassis characteristic in the region of the rear chassis 104, 106 can be done in an advantageous manner, possibly matched to the control position of the front chassis support 103 to adjust the chassis characteristics in the rear suspension 104, 106 to the specific configuration and so optimized driving behavior for the to achieve the respective seating position.
  • a corresponding control device 111.1 a pressure supply device 111 is provided, which controls both actuators 109 and 110.
  • the second adjusting device 110 for pivoting the rear chassis carrier 104 about the rear chassis support hinge axis 104.2 acts between the Grundrahmentrräger 102 and the rear chassis support 104.
  • the second adjusting device comprises two fluidic control elements in the form of two fluidic muscle elements 110.1 and 110.2 of the type described above, the art an agonist and an antagonist
  • the rear chassis support 04 in the present example includes a on the rear chassis support joint 104.1 hinged swing section 104.3 and two lever sections, namely an upper lever portion 104.4 and a lower
  • Lever section 104.5 in each case a muscle element 110.1 or 1 10.2 attacks.
  • the lever sections 104.4 and 104.5 are designed such that the respective point of application of the muscle element 1 10.1 or 110.2 in the region of the outer periphery of the rear wheel 106 and is in the direction of the vehicle longitudinal axis (x-axis) in the region of a rear half of the rear wheel 106 , This makes it possible to achieve a particularly favorable force introduction into the rear chassis carrier 103 which is tailored to the specific properties of the muscle elements 110.1 and 110.2.
  • the pressure supply for the pneumatic muscle elements 109.1, 110.1 and 1 10.2 via the pressure supply device 111, which comprises the pressure control 1 11.1 and a pressure supply unit 11 1.2 with a compressor and a pressure accumulator.
  • the pressure control 1 11.1 sets (among other things, not shown valves) the working pressure in the muscle elements 109.1, 110.1 and 110.2 to the
  • Applying muscle elements 109.1, 110.1 and 110.2 can be provided in several ways in the present example.
  • the drive train is operated against the drive direction for the vehicle 101 to drive the compressor.
  • the (longitudinally adjustable) in the front chassis support 103 above the front wheel 105 mounted Kur plante 112.1 of the (indicated in the figures 1 and 3 by the dash-dotted line) driveline 112 to
  • Driveline 1 12 can thus against the drive direction of the actuation
  • Compressor of the pressure supply unit 11 1.2 are driven while at
  • the rear wheel 106 is driven.
  • the compressor is always driven when the driver 108 steps backwards.
  • a switchable design is provided in which the coupling of the compressor to the drive train 1 12 triggered by an operation of the driver or a control device 1 11.1 detected pressure in the system, in particular in the accumulator of
  • the above-mentioned by the driver actu bare lever on the compressor of the pressure supply unit 111.2 in an operating position (pivotally and longitudinally displaceable) connected to the rear chassis support 104, so that the
  • Relative movement between the rear chassis support 104 and the base frame 102 is converted into a corresponding pumping movement.
  • the pressure supply device 111 is designed to perform a so-called regenerative braking, in which the load of the working compressor of the pressure supply unit 1 11.2 represented load is used to apply the required braking energy.
  • the control device 1 11.1 is connected in the present example with a lever operated by the driver 08 on the handlebar 105.3 to detect a braking request of the driver 108 and then apply the load of the compressor via the transmission 1 12.2 as a braking load.
  • the pressure supply device 1 11 may additionally be designed to provide a (via a corresponding circuit in the transmission 112.2).
  • regeneratively driven drive motor 112.3 of the drive train 112 as a braking load and so to convert the braking energy into electrical energy.
  • the electrical energy can then be used directly as drive energy for operating the compressor. However, it can also be initially charged in an electrical energy storage, its energy will then be used later to power the compressor.
  • Propel drive motor 112.3 (possibly alone or supportive to the muscle power of the driver 108).
  • the vehicle 101 may in principle only be driven by one or more drive motors, such as the drive motor 112.3.
  • any suitable electrical such as the drive motor 112.3.
  • Energy supply to be provided For example, conventional batteries but also fuel cells, etc. can be used.
  • the basic frame carrier 102 is configured in the present example to have a rear end 02.1 which extends in the direction of the vehicle longitudinal axis (x-direction) above the rear wheel 106.
  • a rear pivot point on the basic frame carrier 102 which lies in the region of the rear end of the basic frame carrier and is therefore offset far to the rear.
  • Anschticianen of the muscle element 09.1 on the base frame 102 and the front chassis support 103 can be realized. This is favorable insofar as hereby a correspondingly large, in particular long muscle element 109.1 can be used, which can achieve sufficiently high restoring forces even at low working pressures.
  • Chassis support hinge axis 103.2 and the rear chassis support hinge axis 104.2 is located.
  • the basic frame support 102 is still considered simple in the present example
  • the basic frame carrier 102 comprises two half-shell elements 102.2 which are spaced apart from each other in the direction of the vehicle transverse axis and interconnected with each other, which are designed as essentially simple plate-shaped elements.
  • the half-shell elements are connected via a plurality of cross member elements 102.3, so that a particularly stable and stable structure is created.
  • the cross member elements 102.3 extend in the direction of the vehicle transverse axis beyond the half shell elements 102.2, so that the cross member elements as consoles or interface for easy connection of other vehicle components, such as the engine 1 12.3, the pressure supply unit 111.2 and the control unit 1 11.1 and other suspension parts or even other vehicles (for example, to form multi-seat vehicles) can serve.
  • the transverse support elements 112.3 which protrude beyond the basic frame support in the vehicle transverse direction serve as protection for the driver in the event of accidents, in particular during falls.
  • the respective cross member element 1 12.3 is constructed in the present example as a lightweight construction element with a lightweight core and an outer cover layer of a fiber composite material, so that particularly lightweight and robust components of high load capacity are formed.
  • the composite material may be carbon fibers and / or aramid fibers and / or
  • Basalt fibers which are embedded in a corresponding matrix, preferably a plastic.
  • the double-shell design of the basic frame carrier 102 allows a particularly simple, robust and space-saving design, in which the respective chassis carrier 103 and 104 extend in the region of the chassis support joint 103.1 or 104.1 between the two half-shell elements 102.2.
  • the first muscle element 109.1 is also arranged in the intermediate space between the half-shell elements 102.2, whereby a particularly space-saving configuration is achieved despite the length of the muscle element 109.1.
  • the described design also has the advantage that both the front chassis support 103 and the rear chassis support 104 can dive to a certain extent in the space between the half-shell elements, so that a wide lowering of the driver's seating position is possible.
  • Chassis support 104 each have a stop, which in case of failure of the
  • Muscle elements 109.1, 1 10.1 and 1 10.2 ensures that the vehicle 101 (under the load of the driver 108) maintains its basic geometry and thus its driving ability in this failure situation. This is particularly favorable in terms of security.
  • the basic frame carrier 102, the front chassis carrier 103 and the rear chassis carrier 104 are each constructed of a composite material with two outer cover layers and at least one inner core layer.
  • the cover layers here comprise a sheet material made of aluminum, while the core layer is a stiffening
  • Light material namely a honeycomb material comprises aluminum.
  • particularly lightweight, easy to manufacture and inexpensive carrier are achieved, which have sufficient rigidity to carry the loads occurring during operation of the vehicle 101.
  • the front chassis carrier 103 further comprises a safety carrier element 103.3 spanning the driver's seat 107 in the direction of the vehicle longitudinal axis and, if appropriate, an energy dissipation element 103.4 arranged at its front end for absorbing impact energy, for example in the event of a collision.
  • a safety cell 103.6 of the vehicle is formed, which protects the driver 08 in accidents.
  • the safety carrier element 103.3 comprises two in the present example
  • Sub-carrier elements 103.7 which are arranged to form a front view window 103.8 sections in the direction of the vehicle transverse axis to each other spaced apart (see Figure 2 and 4).
  • a permanently rigid design is provided.
  • the two sub-carrier elements 103.7 can also be made foldable into the spaced-apart position (shown in FIGS. 2 and 4) in order, for example, to facilitate entry into the vehicle 101. It is understood that the sub-carrier elements 103.7 then in the spaced Position can be locked to provide the best possible protection
  • the two sub-carrier elements 103.7 of the safety carrier element 103.3 are designed as an interface for connecting a driver's area covering the invention outer skin device in the form of a panel 113, thereby providing both a weather protection for the driver 108 and a reduction of the aerodynamic resistance of the vehicle 101 can be achieved.
  • the lining 113 is constructed in the present example of several outer skin elements in the form of cladding elements 1 13.1 to 1 13.13, which the outer skin of the
  • Connecting elements 114 are interconnected.
  • the cladding elements 113.1 and 113.4 to 113.13 are as pneumatic
  • Cladding elements or outer skin elements formed. As can be seen in particular from FIG. 6 using the lining elements 113.7 and 113.12 as an example, the covering element concerned is entirely (cladding element 1 13.12) or partially
  • Cover layer 115.2 and connected to the first cover layer 115.1 and the second cover layer 1 15.2 gas-permeable spacer layer 115.3 includes.
  • the spacer layer 115.3 is designed to keep the first cover layer 115.1 and the second cover layer 115.2 substantially equidistant from each other when the distance layer 1 15.3 is pressurized with an internal pressure which is increased in relation to the ambient pressure.
  • the number of spacer elements 1 15.4 is selected as a function of the bending stiffness of the respective cover layer 1 15.1, 115.2. The stiffer the two deck layers 115.1, 115.2, the lower their local deformation (more precisely, their local buckling) by the pressurization of the distance position 1 15.3 falls. In order to keep the two cover layers 115.1, 115.2 substantially equidistantly from one another, correspondingly fewer spacer elements 115.4 are then required.
  • the spacer elements 115.4 are filamentous filaments in the present example, which are part of a three-dimensional fabric 115.5.
  • the fabric 115.5 comprises two flat fabric layers 115.6 and 115.7, which are connected via the spacer elements 1 15.4.
  • the fabric layers 115.6 and 115.7 are embedded in a matrix material of the first cover layer 115.1 and the second cover layer 115.2, so that a shape and possibly also
  • the spacer elements 1 15.4 in this case have a corresponding tensile strength, which is sufficient to keep the two cover layers 115.1, 115.2 under the loads occurring during operation, in particular in the pressurization of the spacer layer 115.3, in their predetermined position to each other.
  • the number of spacers 115.4 per square centimeter in the present example is about 25. It is understood, however, that in other variants of the invention, in particular depending on the rigidity of the two cover layers 1 15.1, 115.2, a different spacer element density may be selected. Preferably, at least 5, preferably at least 10, more preferably at least 20, spacer elements per square centimeter are provided. Typically, the number of spacers 115.4 per square centimeter is 10 to 30.
  • the two cover layers 115.1, 115.2 each comprise at least one layer of plastic. It is understood that the two cover layers 1 15.1, 1 15.2 may optionally each be constructed of several layers, which fulfill different functions. In principle, any suitable materials can be used which achieve sufficient service lives under normal vehicle loads during operation of the vehicle.
  • the cladding elements 113.1 to 113.13 are designed as substantially planar wall elements.
  • the connecting elements 114 have for this purpose pressure supply channels 114.1, which via corresponding orifices 114.2 in the respective distance position 115.3 of
  • Cladding element 113.1 to 113.13 can for example be such that for each cladding element 113.1 to 1 13.13, possibly even for certain mutually pneumatically separated portions of the respective cladding element, separate
  • Supply lines 1 14.1 are provided, via which they are connected to the above-described pressure supply unit 11 1.
  • the individual supply lines 114.1 can be controlled separately or bundled together to form any desired groups via the control device 111.1 described above in order to pressurize or vent the respective distance layer 115.3.
  • Control device 11 1.1 possible to bleed the panel entirely or partially targeted to store the panel 1 13 in the case of disassembly, for example, save space.
  • the connecting elements 114 further comprise a plurality of (via the pressure supply unit 111 and the
  • Control device 1 11.1) pressurized bare stiffening channels 114.3.
  • Stiffening of the lining 113 is (in addition to the inherent rigidity of the increased
  • stiffening the lining 113 in addition to or as an alternative to the stiffening channels 114.3, corresponding purely mechanically acting stiffening elements or stiffening profiles may be provided, which are connected to the connecting element 114 or integrated in this.
  • the connecting elements 14 further include function channels 114.4, in which further functional elements of the vehicle can be introduced.
  • functions channels 114.4 in which further functional elements of the vehicle can be introduced.
  • lines of electrical wiring of the vehicle can be routed there.
  • lighting elements such as light-emitting diodes or the like, be laid, which serve to illuminate the interior or the outer skin of the vehicle.
  • all connecting elements 114 may be provided along their length with a series of light emitting diodes, so that a complete illumination of the outer contours of the vehicle 101 is possible. Certain sections of these light-emitting diode rows can be controlled separately, wherein
  • Lighting functions such as direction indicator, driving light, taillight, brake light, etc. can take over.
  • the connecting element 114 may further comprise interface elements, as indicated in the figure 6 by the dashed contour 114.5.
  • interface elements 114.5 are provided on the connecting elements 14, which run along the two partial carrier elements 103.7.
  • Interface elements 114.5 will be a fixed but detachable connection between the
  • Part carrier elements 103.7 and the respective connecting elements 114 made so that the sub-carrier elements 103.7, the two side rails of the front view window 103.8 form (which in turn is formed by the cladding elements 113.2 and 113.3).
  • Connectors 114 can be made in any suitable manner.
  • the shape indicated by the contour 114.5 may be used in the manner of a C-rail, which in accordance with T-shaped projections on the
  • the cladding elements 113.2, 1 13.3, 113.6 and 1 13.7 each form lenses 1 16 in the outer skin of the panel 113 from.
  • Cladding elements 113.6 and 1 13.7 is in each case an encircling
  • Disc edge portion 116.1 provided in which the above-described double-walled design (cover layers 115.1, 1 15.2 and distance position 1 15.3) is realized, while in the region of the lens 116 each only the first cover layer 115.1 is present (see Figure 6), which of course correspondingly transparent is trained.
  • the respective viewing pane 116 can not be formed by the first cover layer 115.1 but by a separate pane element.
  • the cladding elements 113.1 to 113.13 in the present example are arranged angled adjacent to one another in such a way that the outer skin of the cladding 13 is designed in the manner of a polyhedron.
  • Such a generally polyhedral design has in addition to the simple structure also under aerodynamic aspects advantages, as can be easily realized well-defined stall edges at the transitions between the cladding elements. This can be advantageously, for example, the
  • Vehicle 101 acting rolling moment about the longitudinal axis (x-axis) leads.
  • Another advantage of the generally polyhedral design lies in the stabilizing effect of the numerous kinks between the lining elements 113.1 to 113.13 for the panel 113 as a whole. Overall, with the present design even with relatively low pressures in the distance layers 115.3 and the
  • Stiffening channels 114.3 a sufficiently rigid panel 113 can be achieved.
  • sufficient stabilization of the lining 113 during operation of the vehicle 101 can already be achieved with a rated operating pressure (in the spacer layers 115.3 and the stiffening channels 114.3) of 1.5 bar to 2 bar.
  • the rigidity of the cowl 113 is in the nominal operating condition (below the rated operating pressure in the
  • Distance layers 115.3 and the stiffening channels 114.3) chosen so that even at the rated operating speed results in only a relatively small deformation of the outer skin.
  • the angled connection of the adjacent cladding element 13.7 and 113.12 is produced via the connecting elements 114 such that the outer cover layer 115.1 of the cladding element 113.7 is continued, the connecting element 114 wraps around and also forms the outer cover layer 115.1 of the cladding element 1 13.12.
  • a particularly stable and robust connection can be achieved.
  • a corresponding cohesive and sealing connection between the connecting element 114 and the cover layer 15.1 can be provided.
  • a correspondingly sealed connection between the connecting element 1 14 and the respective inner cover layer 115.2 of the cladding elements 113.7 and 113.12 is provided.
  • the trim 13 is furthermore designed such that it surrounds the driver 108 or the driver's seat 107 in FIG
  • the cowling 113 has on each side two closure elements 113.14 for closing a passage opening for a leg of a driver 108 (as shown in FIG dashed contours 117 is indicated).
  • the driver 108 can then easily open the closure element 1 13.14, for example, with his leg or foot.
  • the closure element 113.14 is formed in the present example in the manner of a damped self-closing flap, so that the driver 08 can withdraw his leg back into the interior of the panel 113, without passing through the self-closing
  • the door element 1 18 is pivotally hinged to the partial support element 103.7 (which forms a window spar as mentioned). To open or
  • Gas springs or the like may be provided.
  • the door element 118 is vented to open completely or partially, to allow folding of the door member 118, as indicated in Figure 4 by the dashed contour 118.1.
  • the lower cladding element 113.12 can be completely or partially vented.
  • locking elements In order to close the door element 1 18 in the closed state safely and in particular sufficiently sealed, corresponding locking elements may be provided.
  • the locking elements can basically be designed arbitrarily.
  • along the connecting edges to the adjacent cladding elements 113.6, 113.8, 113.11 and 13.13 respectively magnetic elements are provided which cooperate with corresponding counter-elements on the door member 18 to keep the door member 118 reliably and sealingly closed.
  • the panel 113 takes over in the present example in addition to the weather protection and the aerodynamic trim of the vehicle other functions.
  • sheet-like solar cells are provided in sections to at least a portion of the electrical
  • FIGS. 7 to 10 A further preferred exemplary embodiment of the vehicle 201 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 7 to 10.
  • the vehicle 201 basically corresponds in structure and function to the vehicle 101, so that only the differences should be discussed here.
  • identical components are provided with the same reference numerals in FIGS. 7 to 10, while similar components are provided with reference numerals increased by the value 100. Unless otherwise stated below, reference is made expressly to the above statements with regard to the features of these components.
  • the only difference between the vehicle 201 and the vehicle 101 is the design of the fairing 213 and the configuration of the safety bearer 203.3 adapted thereto.
  • the design of the frame assembly 101.1 and the other vehicle components is identical.
  • the lining 213 is designed such that it only partially encloses the driver's seat 107 or the driver 108.
  • it is in turn formed from a plurality of cladding elements 213.1 to 213.5, which in turn on
  • Connecting elements 114 are connected together in the manner described above.
  • the cladding elements 213.1 to 213.5 only the cladding elements 213.1 to 213.3 are designed as pneumatic cladding elements.
  • the two other cladding elements 213.4 and 213.5, which form the lenses 216 of the cladding 213, are designed as non-pneumatic cladding elements.
  • the design of the pneumatic cladding elements 213.1 to 213.3 corresponds in its basic structure of the two cover layers 115.1 and 115.2 and the distance position 115.3 of the design of the first embodiment. The only difference is that the cladding elements 213.1 to 213.3 are not designed as substantially planar elements, but have in sections a three-dimensional geometry with single and double curvature.
  • the curvature of the cladding element 213.1 to 213.3 is in each of the two cover layers 115.1 and 115.2
  • the two non-pneumatic cladding elements 213.4 and 213.5 are in
  • Plastic discs designed which are connected via the connecting elements 114 with each other or with the adjacent pneumatic cladding elements 213.1 to 213.3.
  • the safety carrier element 203.3 again has two partial carrier elements 203.7, which are rigidly connected to the front wheel carrier 103.
  • the cladding 213 is in the region of the connecting element 114 between the cladding elements 213.4 and 213.5 respectively in the closed state shown in Figure 7 via a corresponding lock fixedly connected to the associated sub-carrier element 203.7, so that each one window spar of
  • Windscreen forms are Windscreen forms.
  • Panel 213 can be brought into an open position, as shown in the figure 10.
  • the cladding 213 is articulated on each sub-carrier elements 203.7 via two pivotable coupling elements 219 (in total therefore via four coupling elements 219), so that the cladding 213, the respective sub-carrier element 203.7 and the two coupling elements 219 form a four-bar linkage.
  • the coupling elements 219 are designed as a simple rigid coupling rod. It is understood, however, that in other variants can also be provided that the coupling element comprises a gas spring, as this can be realized designs that can be particularly easy to open and close despite the weight or the size of the panel. It is understood that in other variants of the invention, any other movement of the panel 213 when opening or closing the access to the driver's seat 07 may be provided. Thus, in each case individually or in any combination and / or any sequence translational and rotational movements can be realized. The movement can be specified via any gear, slide guides etc.
  • a structure produced via a 3D printing process for example from a sufficiently resistant plastic, can be used which has corresponding connecting elements 115.4 which connect two layers 1 15.6 and 1.157, which are then joined to the cover layers 115.1 and 15.2 respectively can, for example, be embedded in them or connected in another way, for example cohesively.
  • a 3D printing process has the advantage, in particular in the case of a curved geometry of the cladding element, that the body 115.5 can already produce the corresponding, for the
  • Cladding element shape-determining geometry can be obtained.
  • FIGS. 11 and 12 A further preferred exemplary embodiment of the vehicle 301 according to the invention will be described below with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the vehicle 301 basically corresponds in structure and function to the vehicle 101, so that only the differences should be discussed here.
  • identical components are provided with the same reference numerals in FIGS. 1 and 12, while similar components with reference numerals increased by 200 are provided. Unless otherwise stated below, reference is made expressly to the above statements with regard to the features of these components.
  • Security Carrier 303.3 (wherein the security carrier 303 is formed in the present example identical to the security carrier 203 of the second embodiment). Incidentally, in particular, the design of the frame assembly 101.1 and the rest
  • the panel 313 is designed such that it only partially surrounds the driver's seat 107 or the driver 108.
  • it is again formed from a plurality of cladding elements 313.1 to 313.6, which in turn via
  • Connecting elements 1 14 are interconnected in the manner described above. Of the cladding elements 313.1 to 313.6, only the cladding elements 313.1 to 313.3 are designed as pneumatic cladding elements. The remaining
  • Cladding elements 313.4 to 313.6, which form the viewing windows 316 of the cladding 313, are designed as non-pneumatic cladding elements.
  • the design of the pneumatic cladding elements 313.1 to 313.3 corresponds in its basic structure of the two cover layers 1 15.1 and 1 15.2 and the distance position 115.3 of the design of the first embodiment.
  • One difference is that the cladding element 313.1 is not designed as a substantially planar element, but has in sections a three-dimensional geometry with a simple curvature.
  • a shape-determining layer defining the curvature of the cladding element 313.1 is embedded in a matrix material of the cover layer 15.1 or 15.2 .
  • the shape determining layer is formed by the fabric layers 1 15.6 and 115.7 of the three-dimensional fabric 1 5.5, as has already been described in detail in connection with the second embodiment, so that reference is explicitly made to the above statements.
  • the three non-pneumatic trim elements 313.4 to 313.6 are in the present example as substantially cylindrical between the adjacent ones
  • Connecting elements 114 spanned lenses 316 made of a plastic film.
  • the adjoining connecting elements 1 14 are designed as substantially U-shaped arches, between which the covering elements 313.4 to 313.6 are tensioned (essentially wrinkle-free) in the closed state shown in FIG. The voltage is significantly affected by the pressurized
  • pneumatic cladding elements 313.1 to 313.3 and the connecting elements 1 14 constructed. Furthermore, the two arcuate connecting elements 114, which limit the cladding element 1 13.5, connected to further stabilize the cladding via a releasable locking with the respective adjacent sub-carrier element 203.7.
  • the pressure supply of the pneumatic cladding elements 313.1 to 313.3 and the connecting elements 114 takes place in the present example on both sides of the driver's seat 107 via a respective bearing body 320 which is composed of several coaxially mounted bearing rings 320.1 and is connected in the region of the driver's seat with the front chassis support 103.
  • a separately rotatable bearing ring 320.1 is provided, via which the pressure supply of the
  • Cladding elements 313.2 and 313.3 vented, so that the front part of the panel 313 can be pivoted about the axis of rotation of the bearing rings 320.1 to the rear, as indicated in Figure 11 by the dashed contour 321.
  • the vented cladding elements 313.2 and 313.3 folded bellows as indicated in Figure 12 by the dashed contour 321.1.
  • the cladding elements 3 3.2 and 313.3 are each divided into individual sections 115.8, which each with each other via a
  • Connecting element 314 are connected, which is designed in the manner of a film hinge.
  • the connecting element 314 is formed alternately by the first cover layer 115.1 and the second cover layer 115.2, as can be seen from FIG.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, mit einer Rahmenanordnung (101.1) und einer Außenhauteinrichtung (113), wobei die Rahmenanordnung (101.1) wenigstens ein vorderes Laufrad (105), wenigstens ein hinteres Laufrad (106) sowie wenigstens einen Fahrersitz (107) trägt. Die Außenhauteinrichtung (113) bildet eine Außenhaut des Fahrzeugs und überspannt wenigstens den Fahrersitz (107) in einer Fahrzeuglängsrichtung. Die Außenhauteinrichtung (113) umfasst weiterhin wenigstens ein pneumatisches Außenhautelement (113.1, 113.4 bis 113.13), welches wenigstens einen Teil der Außenhaut definiert. Das pneumatische Außenhautelement (113.1, 113.4 bis 113.13) ist als wenigstens doppelwandiges, druckdichtes Wandungselement ausgebildet, welches eine druckdichte erste Decklage (115.1), eine druckdichte zweite Decklage (115.2) und eine mit der ersten Decklage (115.1) und der zweiten Decklage (115.2) verbundene gasdurchlässige Distanzlage (115.3) umfasst. Die Distanzlage (115.3) ist dazu ausgebildet, die erste Decklage (115.1) und die zweite Decklage (115.2) bei einer Druckbeaufschlagung der Distanzlage (115.3) mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck im Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten.

Description

Fahrzeug mit einer Außenhauteinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, mit einer
Rahmenanordnung und einer Außenhauteinrichtung, wobei die Rahmenanordnung wenigstens ein vorderes Laufrad, wenigstens ein hinteres Laufrad sowie wenigstens einen Fahrersitz trägt, die Außenhauteinrichtung eine Außenhaut des Fahrzeugs bildet und wenigstens den Fahrersitz in einer Fahrzeuglängsrichtung überspannt. Die
Außenhauteinrichtung umfasst weiterhin wenigstens ein pneumatisches Außenhautelement, welches wenigstens einen Teil der Außenhaut definiert. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Außenhauteinrichtung für ein solches Fahrzeug.
Ein derartiges Fahrzeug, bei dem es sich um ein Fahrrad, insbesondere ein so genanntes Liegerad handelt, ist beispielsweise aus der DE 10 2011 051 451 A1 bekannt. Bei diesem Fahrzeug wird unter anderem vorgeschlagen, Teile der Außenhaut einer Verkleidung durch schlauchförmige aufblasbare Streben oder dergleichen auszubilden, zwischen denen Folienelemente verspannt sind und welche mit einem entsprechenden Innendruck beaufschlagt werden, um die Formstabilität der Außenhaut herzustellen. Hierbei besteht allerdings das Problem, dass die aufblasbaren Streben mit vergleichsweise hohem Druck beaufschlagt werden müssen, um eine ausreichende Formstabilität der Außenhaut auch bei höheren aerodynamischen Lasten zu gewährleisten.
Zudem ergibt sich durch die schlauchförmige Gestaltung der aufblasbaren Streben und den dazwischen gespannten Folien in der Regel ein vergleichsweise unregelmäßiger Verlauf der Oberfläche, der unter aerodynamischen Gesichtspunkten von Nachteil ist. Vergleichbares gilt für die aus der DE 942 791 C, der JP 07 112 681 A und der WO 02/081293 A1 bekannten Fahrzeugverkleidungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere bei einfacher Gestaltung und geringem Gewicht gute aerodynamische Eigenschaften der Außenhaut ermöglicht. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man bei einfacher Gestaltung und geringem Gewicht gute aerodynamische Eigenschaften der Außenhaut ermöglicht, wenn man für die Außenhaut wenigstens ein pneumatisches Außenhautelement verwendet, welches als doppelwandiges Wandungselement mit einer gasdurchlässigen Distanzlage zwischen zwei druckdichten Decklagen ausgebildet ist, wobei die Distanzlage so gestaltet ist, dass sie die beiden Decklagen bei einer Druckbeaufschlagung der Distanzlage mit einem Überdruck (gegenüber dem Umgebungsdruck) im Wesentlichen äquidistant zueinander hält.
Durch die Druckbeaufschlagung der Distanzlage des flächigen Außenhautelements bei gleichzeitiger (im Wesentlichen vollständiger) Aufrechterhaltung der Äquidistanz zwischen den beiden Decklagen ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei geringem Gesamtgewicht des Außenhautelements schon mit vergleichsweise geringen Überdrücken in der Distanzlage eine erhebliche Versteifung der Außenhaut zu erzielen. Diese Versteifung bringt ihrerseits eine stabile und auch unter äußeren aerodynamischen Lasten wohl definierte Geometrie der Außenhaut mit sich, welche für die Erzeilung guter aerodynamischer Eigenschaften der Außenhaut von Bedeutung ist.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, mit einer Rahmenanordnung und einem Außenhauteinrichtung, wobei die Rahmenanordnung wenigstens ein vorderes Laufrad, wenigstens ein hinteres Laufrad sowie wenigstens einen Fahrersitz trägt. Die Außenhauteinrichtung bildet eine Außenhaut des Fahrzeugs und überspannt in einem geschlossenen Zustand wenigstens den Fahrersitz in einer Fahrzeuglängsrichtung. Die Außenhauteinrichtung umfasst weiterhin wenigstens ein pneumatisches Außenhautelement, welches wenigstens einen Teil der Außenhaut definiert. Das pneumatische Außenhautelement ist dabei als wenigstens doppelwandiges,
druckdichtes Wandungselement ausgebildet, welches eine druckdichte erste Decklage, eine druckdichte zweite Decktage und eine mit der ersten Decklage und der zweiten Decklage verbundene gasdurchlässige Distanzlage umfasst, Dabei ist die Distanzlage dazu ausgebildet, die erste Decklage und die zweite Decklage bei einer Druckbeaufschlagung der Distanzlage mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck im
Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten. Die Distanzlage kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, welche sicherstellt, dass die beiden Decklagen im Wesentlichen äquidistant zueinander gehalten werden. Vorzugsweise ist die Anzahl der über die Distanzlage erzeugten Stützstellen bzw. Verbindungsstellen zwischen den beiden Decklagen in Abhängigkeit von der Biegesteifigkeit der jeweiligen Decklage gewählt. Je steifer die beiden Decklagen sind, desto geringer fällt deren lokale Deformation (genauer gesagt deren lokale Ausbeulung) durch die
Druckbeaufschlagung der Distanzlage aus. Um die beiden Decklagen im Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten, sind dann entsprechend weniger Stützstellen erforderlich.
Bevorzugt umfasst die Distanzlage eine Vielzahl von Distanzelementen, über welche die erste Decklage und die zweite Decklage miteinander verbunden sind. Die Anzahl der Distanzelemente pro Quadratzentimeter bevorzugt wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 10, weiter vorzugsweise wenigstens 20, beträgt.
Die Distanzelemente können grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein. Vorzugsweise sind die Distanzelemente nach Art von dünnen Stegen oder Filamenten ausgebildet, da sich hiermit besonders einfache und leichte Konfigurationen erzielen lassen. So ist es lediglich erforderlich, dass die Distanzelemente eine entsprechende Zugfestigkeit aufweisen, um die beiden Decklagen unter den im Betrieb auftretenden Lasten, insbesondere bei der
Druckbeaufschlagung der Distanzlage, in ihrer vorgegebenen Position zueinander zu halten.
Bevorzugt umfasst die Distanzlage eine Vielzahl von separaten Distanzelementen, über welche die erste Decklage und die zweite Decklage miteinander verbunden sind. Die
Distanzelemente sind dabei stoffschlüssig und/oder monolithisch mit der ersten Decklage und/oder der zweiten Decklage verbunden, wodurch eine besonders einfache herzustellende und robuste Gestaltung erzielt wird.
Für die Komponenten des Außenhautelements können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden, welche im Betrieb des Fahrzeugs unter den Lasten im normalen Straßenverkehr ausreichende Standzeiten erzielen. Besonders kostengünstige und robuste Konfigurationen können erzielt werden, wenn zumindest die erste Decklage und/oder die zweite Decklage ein Kunststoffmaterial umfasst, da sich derartige Kunststoffmaterialien bei geringem Gewicht und ausreichender Festigkeit besonders einfach und flexibel verarbeiten lassen.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung umfasst zumindest die erste Decklage und/oder die zweite Decklage ein flächiges Gewebematerial. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass sich hierdurch eine einfache Verstärkung der betreffenden Decklage erzielen lässt. Dies ist insbesondere angesichts der zu erwartenden Belastungen der Decklage, die im
Normalbetrieb (aufgrund der Druckbeaufschlagung der Distanzlage) primär als Zugbelastung wirken, von Vorteil.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Distanzelemente Teil eines dreidimensional gewobenen Materials sind, welches sich in die erste Decklage und/oder die zweite Decklage erstreckt und dort insbesondere in einem Matrixmaterial eingebettet ist. Hierdurch lässt sich in besonders einfacher Weise eine leichte und dennoch robuste Gestaltung erzielen.
Bei vorteilhaften, weil besonders einfach gestalteten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement als im Wesentlichen ebenes Wandungselement ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Außenhautelement selbst besonders einfach aus zwei ebenen Decklagen und einer ebenen Distanzlage gestaltet sein kann, da es unter der Druckbeaufschlagung der Distanzlage dann ohnehin von selbst diese Gestalt annimmt.
Eine besonders einfach gestaltete Außenhautkonfiguration ergibt sich, wenn die
Außenhauteinrichtung mehrere pneumatische Außenhautelemente umfasst, die derart ausgebildet und abgewinkelt aneinander angrenzend angeordnet sind, dass die Außenhaut des Fahrzeugs zumindest abschnittsweise nach Art eines Polyeders ausgebildet ist. Eine solche, generell polyedrische Gestaltung hat neben dem einfachen Aufbau auch unter aerodynamischen Gesichtspunkten Vorteile, da sich in einfacher Weise wohl definierte Strömungsabrisskanten an den Übergängen zwischen den Außenhautelementen realisieren lassen. Hierdurch lassen sich in vorteilhafter Weise zum Beispiel der Strömungswiderstand und/oder die Seitenwindempfindlichkeit des Fahrzeugs beeinflussen.
Bei weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement als zumindest abschnittsweise gekrümmtes
Wandungselement ausgebildet. Dabei kann das Außenhautelement als einfach gekrümmte (mithin also beispielsweise zylindrische) Fläche gestaltet sein. Es ist jedoch auch eine abschnittsweise zweifach gekrümmte Gestaltung möglich, wodurch sich nahezu beliebige Außenhautgeometrien realisieren lassen.
Es versteht sich, dass bei bestimmten Varianten der Erfindung natürlich auch beliebige Kombinationen von gekrümmten und im Wesentlichen ebenen Wandungsabschnitten realisiert werden können. Vorzugsweise umfasst zumindest die erste Decklage und/oder die zweite Decklage eine die Krümmung des Wandungselements definierende formbestimmende Lage, die bevorzugt in einem Matrixmaterial der Decklage eingebettet ist, um eine besonders einfache Gestaltung zu erzielen. Die form bestimmende Lage umfasst bevorzugt wenigstens eine Membranlage und/oder eine Gewebelage, die derart ausgebildet ist, dass sie unter im Wesentlichen gleichmäßiger Druckbeaufschlagung ihrer Oberfläche die vorgegebene gekrümmte Kontur des Wandungselements definiert.
Die formbestimmende Eigenschaft der Gewebelage kann auf beliebige geeignete Weise realisiert werden. So können in die Gewebelage beispielsweise entsprechend steife, formgebende Stützelemente eingebettet sein. Vorzugsweise wird die formbestimmende Eigenschaft der Gewebelage durch eine dreidimensionale Webung der Gewebelage und/oder wenigstens eine Raffung der Gewebelage und/oder wenigstens einen Abnäher der Gewebelage erzielt, da hiermit insbesondere in einfacher Weise besonders leichte und robuste Gestaltungen erzielt werden können..
Es versteht sich, dass je nach Gestaltung der Außenhaut ein einziges pneumatisches Außenhautelement ausreichen kann, um die Außenhaut zu bilden. Hierbei ist es je nach Transparenzgrad der Komponenten des Außenhautelements insbesondere möglich, Sichtscheiben in der Außenhaut durch das Außenhautelement auszubilden. Ebenso ist es möglich, das Außenhautelement so zu gestalten, dass im Bereich solcher Sichtscheiben beispielsweise lediglich eine der beiden Decklagen verläuft (welche dann eine entsprechend hohe Transparenz aufweist).
Bei weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs umfasst die
Außenhauteinrichtung jedoch wenigstens zwei, insbesondere pneumatische,
Außenhautelemente, die aneinander angrenzend angeordnet sind. Zwischen den beiden Außenhautelementen ist dann ein Verbindungselement angeordnet, über welches die beiden Außenhautelemente miteinander verbunden sind. Die Steifigkeit bzw. Formstabilität der Außenhaut kann hierbei im Bereich der Verbindung zumindest überwiegend durch wenigstens eines der beiden Außenhautelemente gewährleistet sein.
Bei weiteren Varianten der Erfindung ist das Verbindungselement jedoch zur Versteifung der Außenhauteinrichtung ausgebildet. Dies kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise realisiert sein. So können beispielsweise entsprechende Versteifungselemente bzw.
Versteifungsprofile das Verbindungselement bilden oder in dieses integriert sein. Bei besonders einfach gestalteten und leicht bauenden Varianten der Erfindung weist das Verbindungselement zur Versteifung der Außenhauteinrichtung wenigstens einen mit Druck beaufschlagbaren Versteifungskanal auf. Die Versteifung wird mithin dann also wesentlich über einen Überdruck in dem Versteifungskanal erzeugt.
Die Druckbeaufschlagung der Distanzlage des jeweiligen Außenhautelements kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. So können beispielsweise für jedes
Außenhautelement, gegebenenfalls sogar für bestimmte voneinander pneumatisch getrennte Abschnitte des jeweiligen Außenhautelements, separate Zufuhrleitungen vorgesehen sein, über welche diese mit einer entsprechenden Druckversorgungseinheit verbunden sind. Hierbei versteht es sich, dass die einzelnen Zufuhrleitungen jeweils separat oder zu beliebig großen Gruppen gebündelt über eine Steuereinrichtung angesteuert werden können, um die jeweilige Distanzlage mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlüften.
Besonders kompakte und leicht bauende Gestaltungen lassen sich erzielen, wenn das Verbindungselement zwischen zwei pneumatischen Außenhautelementen wenigstens einen Zufuhrkanal zur Druckbeaufschlagung der Distanzlage wenigstens eines angrenzenden pneumatischen Außenhautelements umfasst.
Das Verbindungselement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. So kann es beispielsweise durch ein entsprechend starres Verbindungselement realisiert sein, welches die beiden Außenhautelemente relativ zueinander hält. Bei besonders einfachen und leicht bauenden Gestaltungen ist das Verbindungselement nach Art eines Folienscharniers ausgebildet. Hierbei kann das Verbindungselement durch wenigstens einen Teil einer der Decklagen gebildet sein, wodurch eine besonders einfache herzustellende Konfiguration erzielt werden kann.
Die Außenhauteinrichtung kann grundsätzlich so gestaltet sein, dass das Sichtfeld des Fahrers durch entsprechende Lücken in der Außenhaut freigegeben ist. Mithin ist es also nicht zwingend erforderlich, dass die Außenhauteinrichtung Sichtscheiben oder dergleichen umfasst. Insbesondere kann die Außenhaut so gestaltet sein, dass die Luftströmung im Betrieb des Fahrzeugs durch entsprechende Strömungsleitabschnitte über derartige Lücken in der Außenhaut geleitet wird, der Fahrer mithin also nicht mit dem Fahrtwind beaufschlagt wird.
Um den Fahrer jedoch unter möglichst allen Bedingungen vor dem Fahrtwind bzw. der Witterung zu schützen, umfasst die Außenhauteinrichtung jedoch typischerweise wenigstens ein transparentes Außenhautelement, welches ein Windschutzscheibenelement der Außenhauteinrichtung bildet. Dieses Windschutzscheibenelement kann wie erwähnt selbst durch ein pneumatisches Außenhautelement gebildet sein. Ebenso kann es ein separates, nicht-pneumatisches Außenhautelement sein. Vorzugsweise ist das transparente
Außenhautelement dann wiederum über ein Verbindungselement mit dem pneumatischen Außenhautelement verbunden.
Die Beaufschlagung der Distanzlage des Außenhautelements mit Überdruck kann grundsätzlich so konzipiert sein, dass diese dauerhaft aufrechterhalten wird und nur gegebenenfalls Leckageverluste durch erneute Druckzufuhr ausgeglichen werden. Mithin kann bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung also auf eine separate bzw. gezielte schnelle Entlüftung der Distanzlage (beispielsweise durch ein entsprechendes Entlüftungsventil) verzichtet werden.
Bei bestimmten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist die
Außenhauteinrichtung jedoch wenigstens eine mit der Distanzlage des pneumatischen Außenhautelements verbundene Entlüftungseinrichtung auf, über welche der Innendruck in der Distanzlage reduzierbar ist. Hiermit ist es zum Beispiel bei einer demontierbaren
Außenhauteinrichtung möglich, das Außenhautelement gezielt zu entlüften, um die
Außenhauteinrichtung platzsparend lagern zu können.
Hierbei kann das pneumatische Außenhautelement derart ausgebildet sein, dass es einen über die Entlüftungseinrichtung entlüfteten Zustand aufweist, in welchem das pneumatische Außenhautelement faltbar ist. Zudem kann die gezielte Entlüftung aber auch im
Zusammenhang mit dem Einstieg in das Fahrzeug bzw. Ausstieg aus dem Fahrzeug genutzt werden. So kann das pneumatische Außenhautelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es zum Öffnen eines Zugangs zu dem Fahrersitz faltbar ist.
Die Außenhauteinrichtung kann grundsätzlich so gestaltet sein, dass sie den Fahrersitz bzw. den Fahrer nur teilweise umschließt. So kann beispielsweise die Unterseite der Außenhaut offen gestaltet sein, um es dem Fahrer bei einem einspurigen Fahrzeug, beispielsweise einem Fahrrad, zu ermöglichen, seine Füße im Stand auf dem Boden abzustellen, um das Fahrzeug zu stützen.
Bei einer den Fahrer bzw. den Fahrersitz im Wesentlichen vollständig umschließenden Gestaltungen der Außenhaut kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass bei einem einspurigen Fahrzeug eine beispielsweise ausfahrbare bzw. ausklappbare Stützvorrichtung vorgesehen ist, welche das Fahrzeug im Stand stützt. Vorzugsweise weist die Außenhauteinrichtung jedoch wenigstens ein Verschlusselement zum Verschließen einer Durchtrittsöffnung für ein das Fahrzeug im Stand abstützendes Bein eines Fahrers umfasst, sodass sich eine solche separate Stützvorrichtung erübrigt. Der Fahrer kann das
Verschlusselement dann einfach beispielsweise mit seinem Bein bzw. Fuß öffnen. Ebenso kann natürlich auch eine automatische Öffnung in Abhängigkeit von der Betätigung einer Steuereinrichtung durch den Fahrer und/oder in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfolgen.
Das Verschlusselement kann dabei nach Art einer gedämpft selbstschließenden Klappe ausgebildet sein, sodass der Fahrer sein Bein wieder ins Innere der Außenhauteinrichtung zurückziehen kann, ohne durch das selbst schließende Verschlusselement hierbei behindert zu werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verschlusselement eine Mehrzahl elastischer Lamellen umfassen, welche durch das Bein bzw. den Fuß des Fahrers verdrängt werden, sobald sich dieser am Boden abstützen will, bei zurückgezogenem Bein die entstandene Öffnung aber wieder verschließen.
Die Außenhauteinrichtung kann grundsätzlich dazu verwendet werden, beliebige weitere Funktionen des Fahrzeugs zu integrieren. So kann die Außenhauteinrichtung zumindest abschnittsweise, insbesondere folienartige, Solarzellen umfassen, um die Energieversorgung des Fahrzeugs zu unterstützen, gegebenenfalls sogar sicherzustellen. Weiterhin kann die Außenhauteinrichtung, insbesondere folienartige, Beleuchtungsabschnitte, insbesondere organische Leuchtdioden (OLED) umfassen. Hiermit lässt sich auf besonders einfache Weise die erforderliche Beleuchtung des Fahrzeugs erzielen.
Insbesondere bei Gestaltungen, bei welchen die Außenhaut den Fahrersitz bzw. den Fahrer im Wesentlichen vollständig umschließt, umfasst die Außenhauteinrichtung bevorzugt wenigstens ein Türelement, über welches der Zugang zum Fahrersitz freigegeben werden kann. Vorzugsweise bildet dabei das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement einen Teil des Türelements.
Das Türelement kann grundsätzlich auf beliebige Weise an dem Fahrzeug angelenkt sein. Vorzugsweise ist das Türelement schwenkbar an einem Fensterholm der Rahmenanordnung angelenkt, da hiermit eine besonders einfache und robuste Gestaltung realisiert werden kann.
Weiterhin kann das Türelement grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst das Türelement ein Seitenfensterelement, um ein möglichst großes Sichtfeld für den Fahrer zu gewährleisten. Hierbei ist es von Vorteil, wenn das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement wenigstens einen Teil eines das Seitenfensterelement tragenden Seitenfensterrahmenelements bildet, da hiermit eine besonders einfache
Gestaltung realisiert werden kann.
Bei bestimmten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist dieses einen
Ruhezustand und einen Nennbetriebszustand mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit auf, wobei der Nennbetriebszustand beispielsweise die maximale Fahrgeschwindigkeit ist, für welche das Fahrzeug ausgelegt bzw. zugelassen ist. Die Außenhauteinrichtung ist dabei in dem Ruhezustand keinen aerodynamischen Lasten unterworfen, während sie in dem
Nennbetriebszustand den aerodynamischen Lasten unterworfen ist, welche aus der längsaxialen Anströmung bei Fahrt mit Nennbetriebsgeschwindigkeit resultieren. Das pneumatische Außenhautelement weist bei Beaufschlagung der Distanzlage mit einem Nennbetriebsdruck in dem Ruhezustand eine vorgegebene Sollgeometrie auf. Zudem ist das pneumatische Außenhautelement derart ausgebildet, dass eine Abweichung der Geometrie des Außenhautelements von der Sollgeometrie in dem Nennbetriebszustand bei
Beaufschlagung der Distanzlage mit dem Nennbetriebsdruck weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter vorzugsweise weniger als 5%, der Sollgeometrie beträgt. Mit anderen Worten ist die Steifigkeit des Außenhautelements in dem Nennbetriebszustand (unter dem Nennbetriebsdruck) so gewählt, dass sich auch bei der
Nennbetriebsgeschwindigkeit nur eine vergleichsweise geringe Verformung der Außenhaut ergibt.
Die Rahmenanordnung des Fahrzeugs kann grundsätzlich auf beliebige Weise gestaltet sein. Insbesondere kann eine einteilige bzw. im Betrieb im Wesentlichen starre Rahmenanordnung vorgesehen sein.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist eine mehrteilige
Rahmenanordnung vorgesehen, die wenigstens einen ersten Träger und einen zweiten Träger umfasst, wobei die Trägeranordnung dazu ausgebildet ist, wenigstens ein vorderes Laufrad, einen Fahrersitz und wenigstens ein hinteres Laufrad zu tragen. Der erste Träger ist dabei ein vorderer Fahrwerksträger, der dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine vordere Laufrad und einen Fahrersitz zu tragen. Weiterhin umfasst der vordere Fahrwerksträger zur Ausbildung einer Sicherheitszelle ein den Fahrersitz in der Fahrzeuglängsrichtung
überspannendes Sicherheitsträgerelement, an welchem eine den Fahrersitz überspannende Außenhauteinrichtung, insbesondere lösbar, angebunden ist. Der vordere Fahrwerksträger ist in einem vorderen Fahrwerksträgergelenk zur Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse schwenkbar an dem zweiten Träger angelenkt. Das Sicherheitsträgerelement umfasst weiterhin zwei in der Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Teilträgerelemente, welche zumindest abschnittsweise einen die Außenhauteinrichtung abstützenden Seitenholm einer Frontscheibeneinheit der
Außenhauteinrichtung bilden. Hiermit lässt sich in besonders günstiger Weise eine zuverlässige Abstützung und Anbindung der Außenhauteinrichtung an der
Rahmenanordnung erzielen.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Übernahme der Funktion der Seitenholme der Frontscheibeneinheit durch die Teilträgerelemente des
Sicherheitsträgerelements einen eigenständig schutzfähigen Erfindungsgedanken darstellt, der von der oben beschriebenen Gestaltung eines pneumatischen Außenhautelements unabhängig ist.
Die Außenhauteinrichtung kann grundsätzlich im Wesentlichen starr mit der
Rahmenanordnung verbunden sein. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist jedoch vorgesehen, dass die Außenhauteinrichtung beweglich an der
Rahmenanordnung, insbesondere an einem Sicherheitsträgerelement der
Rahmenanordnung, angelenkt ist, wobei die Außenhauteinrichtung dann zwischen einer den Fahrersitz überspannenden und einen Zugang zum Fahrersitz versperrenden geschlossenen Stellung und einer einen Zugang zum Fahrersitz freigebenden geöffneten Stellung bewegbar ist.
Die Bewegung beim Öffnen bzw. Verschließen des Zugangs zum Fahrersitz kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein. So können jeweils einzeln oder in beliebiger
Kombination und/oder beliebiger Abfolge translatorische und rotatorische Bewegungen realisiert sein. Der Bewegungsablauf kann dabei über beliebige Getriebe, Kulissenführungen etc. vorgegeben werden. Vorzugsweise ist die Außenhauteinrichtung um wenigstens einen Drehpunkt bezüglich der Rahmenanordnung verschwenkbar, da hiermit besonders einfach zu realisierende Konfigurationen erzielt werden können.
Vorzugsweise ist die Außenhauteinrichtung über wenigstens ein schwenkbar und/oder verschieblich an der Rahmenanordnung angelenktes Koppelelement, insbesondere wenigstens eine Koppelstange, an der Rahmenanordnung angelenkt. Dabei ist die
Außenhauteinrichtung bevorzugt über wenigstens zwei, vorzugsweise vier, schwenkbar und/oder verschieblich an der Rahmenanordnung angelenkte Koppelelemente, an der Rahmenanordnung angelenkt, da hiermit eine besonders stabile, einfach zu handhabende Kinematik realisiert werden kann. Eine besonders einfache Kinematik der Öffnungs- bzw. Schließbewegung ergibt sich, wenn die Außenhauteinrichtung und die Rahmenanordnung mit zwei Koppelelementen ein Gelenkviereck bilden. Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das wenigstens eine Koppelelement eine Gasdruckfeder umfasst, da hiermit
Gestaltungen realisiert werden können, welche sich trotz des Gewichts bzw. der Größe der Außenhauteinrichtung besonders einfach öffnen und schließen lassen.
Bei bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung umfasst die Rahmenanordnung einen vorderen Fahrwerksträger, einen Grundrahmenträger und einem hinteren Fahrwerksträger, wobei der hintere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein hinteres Laufrad zu tragen, der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, wenigstens ein vorderes Laufrad und einen Fahrersitz zu tragen, und der vordere Fahrwerksträger dazu ausgebildet ist, zur Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes um eine Fahrzeugquerachse verschwenkt zu werden. Der vordere Fahrwerksträger ist in einem vorderen Fahrwerksträgergelenk um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse schwenkbar an dem Grundrahmenträger angelenkt ist und der hintere Fahrwerksträger in einem hinteren Fahrwerksträgergelenk um eine hintere Fahrwerksträgergelenkachse schwenkbar an dem Grundrahmenträger angelenkt ist.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich dieses Fahrzeugkonzept hervorragend für Landfahrzeuge eignet. Es versteht sich jedoch, dass es auch für andere Fahrzeugtypen, wie beispielsweise Wasserfahrzeuge, gegebenenfalls aber auch Luftfahrzeuge oder beliebige Kombinationen aus diesen drei Fahrzeugtypen zum Einsatz kommen kann, bei denen zu bestimmten Zeiten bzw. in bestimmten Betriebssituationen eine Verstellung der Sitzposition des Fahrers gewünscht bzw. erforderlich ist.
Die Fahrwerksträgergelenkachsen können grundsätzlich in einem beliebigen Abstand voneinander angeordnet sein. Bevorzugt sind die Fahrwerksträgergelenkachsen jedoch soweit voneinander beabstandet, dass ein Teil des vorderen Fahrwerksträgers, insbesondere der Teil des vorderen Fahrwerksträgers, der den Fahrersitz trägt, einer
Fahrzeughöhenrichtung (also in Richtung einer Hochachse des Fahrzeugs) zwischen die beiden Fahrwerksträgergelenkachsen eintauchen kann. Hierdurch ist es möglich, den Fahrersitz weit abzusenken, wodurch die aerodynamische Angriffsfläche des Fahrzeugs reduziert werden kann und besonders günstige Fahreigenschaften bei höheren
Geschwindigkeiten erzielt werden können.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs definieren das vordere Laufrad und das hintere Laufrad in einer vorgegebenen Betriebsposition einen maximalen Radstand in Richtung einer Fahrzeuglängsachse, wobei die vordere
Fahrwerksträgergelenkachse und die hintere Fahrwerksträgergelenkachse dann in Richtung einer Fahrzeuglängsachse um 30% bis 80% des maximalen Radstands beabstandet sind. Hierdurch lässt sich die oben beschriebene weite Absenkung des Fahrersitzes in besonders günstige Weise realisieren. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den
Fahrwerksträgergelenkachsen 40% bis 70% des maximalen Radstands, weiter vorzugsweise um 50% bis 60% des maximalen Radstands.
Die jeweilige Stelleinrichtung zum Verstellen des Schwenkwinkels des jeweiligen
Fahrwerksträgers bezüglich des Grundrahmenträgers kann grundsätzlich an beliebiger geeigneter Position im Fahrzeug angeordnet sein bzw. angreifen um die gewünschte Stellbewegung zu erzielen. Hierbei können sowohl rotatorisch arbeitende als auch translatorisch arbeitende Stelleinheiten sowie beliebige Kombinationen hieraus zum Einsatz kommen. Diese können zudem nach einem beliebigen Wirkprinzip arbeiten. So können insbesondere Stelleinheiten zum Einsatz kommen, welche nach einem mechanischen Wirkprinzip, einem fluidischen Wirkprinzip, einem elektrischen Wirkprinzip oder einem beliebigen anderen Wirkprinzip arbeiten. Ebenso versteht es sich, dass beliebige
Kombinationen dieser Wirkprinzipien zur Anwendung kommen können.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist daher eine erste
Stelleinrichtung zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers um die vordere
Fahrwerksträgergelenkachse vorgesehen, wobei die Stelleinrichtung unmittelbar zwischen dem Grundrahmenträger und dem vorderen Fahrwerksträger wirkt. Allein hiermit lässt sich bereits die oben beschriebene günstige Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes erzielen. Die Stelleinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens ein fluidisches Stellelement. Hierfür kommen beliebige fluidische Stellelemente in Betracht. So kann beispielsweise ein hydraulisches Stellelement zum Einsatz kommen.
Wegen der besonders einfachen und sauberen Handhabung in Betrieb und Wartung kommen bevorzugt pneumatische Stellelemente zum Einsatz. Diese haben zudem den Vorteil, dass sie die Möglichkeit einer einfachen Einstellung der Federcharakteristik und/oder der Dämpfungscharakteristik des Fahrwerks mit sich bringen.
Das verwendete pneumatische Stellelement kann grundsätzlich eine beliebige geeignete Gestaltung aufweisen. So können beispielsweise Kolben-Zylinder-Anordnungen ebenso zum Einsatz kommen wie Faltenbalge oder anderweitig gestaltete Luftfedern oder dergleichen. Ebenso können natürlich auch beliebige Kombinationen solcher pneumatische Stellelemente zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise umfasst das fluidische Stellelement ein fluidisches Muskelelement, wie es beispielsweise von der Fa. Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, unter der Bezeichnung „pneumatischer Muskel" vertrieben wird. Hierbei handelt es sich um ein im Wesentlichen schlauchförmiges Element, dessen Inneres mit Druck beaufschlagt werden kann. Eine Erhöhung des Innendrucks bewirkt dabei durch eine entsprechende Gestaltung der Wandung des Elements eine Längskontraktion des Elements nach Art eines menschlichen Muskels, welche für den Arbeitshub genutzt werden kann.
Diese Elemente zeichnen sich zum einen durch eine besonders robuste Gestaltung aus, die (mit Ausnahme der erforderlichen Ventile für die Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsfluids) keine beweglichen Teile erfordern, wodurch sich die Verschleißanfälligkeit erheblich reduziert. Zudem lassen sich mit diesen Elementen schon bei vergleichsweise geringen Arbeitsdrücken erhebliche Zugkräfte erzielen, welche problemlos für die vorliegende Anwendung
(Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes, gegebenenfalls mit darauf sitzendem Fahrer) ausreichen.
Es versteht sich, dass es für die gewünschte Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes ausreichen kann, nur den vorderen Fahrwerksträger aktiv verstellen zu können.
Vorzugsweise ist jedoch auch der hintere Fahrwerksträger aktiv verstellbar, um zum einen einen noch größeren Verstellweg des Fahrersitzes realisieren zu können. Zum anderen kann die Verstellung des hinteren Fahrwerksträgers genutzt werden, um die
Fahrwerkscharakteristik des Fahrzeugs anzupassen. Dies kann in vorteilhafter Weise gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Stellposition des vorderen Fahrwerksträgers geschehen, um die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks an die spezifische Konfiguration anzupassen und so ein optimiertes Fahrverhalten für die jeweilige Sitzposition zu erzielen. Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche beide Stelleinrichtungen ansteuert.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist daher eine zweite
Stelleinrichtung zum Verschwenken des hinteren Fahrwerksträgers um die hintere
Fahrwerksträgergelenkachse vorgesehen, wobei die zweite Stelleinrichtung zwischen dem Grundrahmenträger und dem hinteren Fahrwerksträger wirkt. Auch die zweite
Stelleinrichtung kann in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein, wie dies oben im Zusammenhang mit der ersten Stelleinrichtung geschrieben wurde. Vorzugsweise ist wiederum wenigstens ein fluidisches Stellelement, insbesondere ein pneumatisches
Stellelement vorgesehen. Auch hier ist vorzugsweise wiederum wenigstens ein fluidisches Stellelement vorgesehen, welches ein fluidisches Muskelelement der oben beschriebenen Art umfasst.
Sowohl für den vorderen Fahrwerksträger als auch den hinteren Fahrwerksträger kann ein einziges Stellelement ausreichen. Insbesondere im Zusammenhang mit der Anpassung der Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks ist es von Vorteil, wenn die zweite Stelleinrichtung zwei fluidische Muskelelemente umfasst, die nach Art eines Agonisten und eines Antagonisten zusammenwirken.
Um eine günstige Anlenkung und Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger zu erzielen, umfasst der hintere Fahrwerksträger vorzugsweise einen an dem hinteren
Fahrwerksträgergelenk angelenkten Schwingenabschnitt und zwei Hebelabschnitte, an denen jeweils ein Muskelelement angreift. Die Hebelabschnitte sind dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass der jeweilige Angriffspunkt des Muskelelements im Bereich des
Außenumfangs des hinteren Laufrades liegt und/oder in Richtung der Fahrzeuglängsachse im Bereich einer hinteren Hälfte des hinteren Laufrades liegt. Hiermit lässt sich eine besonders günstige, auf die Muskelelemente abgestimmte Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger erzielen.
Die Druckversorgung für das pneumatische Außenhautelement und/oder das fluidische Stellelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Vorzugsweise ist eine Druckversorgungseinrichtung für das wenigstens eine pneumatische
Außenhautelements und/oder das wenigstens eine fluidische Stellelement vorgesehen, die eine Drucksteuerung und einen Kompressor und/oder einen Druckspeicher umfasst. Bei dem Kompressor kann es sich um eine nach einem beliebigen Wirkprinzip arbeitende
Komponente handeln, welche dazu geeignet ist, eine entsprechende Druckerhöhung in dem verwendeten Arbeitsfluid zu erzeugen und dieses in einen gegebenenfalls vorhandenen Druckspeicher oder unmittelbar in das Stellelement zu fördern.
Die Drucksteuerung ist bevorzugt dazu ausgebildet, einen Innendruck in der Distanzlage des pneumatischen Außenhautelements zu erzeugen, um die gewünschte Steifigkeit des
Außenhautelements zu erzielen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
Die Drucksteuerung ist weiterhin bevorzugt dazu ausgebildet, einen Arbeitsdruck in dem wenigstens einen fluidischen Stellelement zur Anpassung des Schwenkwinkels des vorderen Fahrwerksträgers und/oder des hinteren Fahrwerksträgers bezüglich des
Grundrahmenträgers und/oder zur Anpassung einer Federungscharakteristik des Fahrzeugs einzustellen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
Die Energie, welche benötigt wird, um den erforderlichen Arbeitsdruck für das pneumatische Außenhautelements bzw. das fluidische Stellelement aufzubringen, kann auf beliebige geeignete Weise zur Verfügung gestellt werden. So kann sie beispielsweise durch
Muskelkraft des Fahrers aufgebracht werden, indem dieser beispielsweise eine einfache Handpumpe oder dergleichen betätigt. Insbesondere kann im Falle eines muskelgetriebenen Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Fahrrad, vorgesehen sein, dass der Antrieb entgegen der Antriebsrichtung betrieben wird (der Fahrer mithin also rückwärts tritt), um den
Kompressor anzutreiben.
So kann beispielsweise über einen entsprechend gestalteten Freilauf im Antriebsstrang zum angetriebenen Laufrad bei Betätigung in der Antriebsrichtung das Laufrad angetrieben werden, während bei Betätigung entgegen der Antriebsrichtung der Kompressor angetrieben wird. Im einfachsten Fall besteht insoweit eine starre Kopplung. Gegebenenfalls kann aber auch eine zuschaltbare Gestaltung vorgesehen sein, bei welcher die Ankopplung des Kompressors ausgelöst durch eine Betätigung des Fahrers und/oder einen (beispielsweise durch die Steuereinrichtung festgestellten) entsprechenden Druckbedarf im System ausgelöst wird.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die
Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer entgegen einer Antriebsrichtung betriebenen Antriebseinrichtung des Fahrzeugs zu gewinnen.
Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung ist die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer Relativbewegung zwischen einem der Fahrwerksträger und dem Grundrahmenträger zu gewinnen. Mit anderen Worten kann eine ohnehin im Betrieb des Fahrzeugs auftretende Hubbewegung genutzt werden, um den Kompressor anzutreiben. Hierzu können beliebige geeignete Einrichtungen verwendet werden. So kann beispielsweise ein Freilauf vorgesehen sein, über welchen eine entsprechende Pumpbewegung oder dergleichen erzeugt wird.
Zusätzlich oder alternativ kann die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet sein, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors unter Nutzung einer Bremsenergie des Fahrzeugs zu gewinnen. Mit anderen Worten kann ein so genanntes regeneratives Bremsen vorgesehen sein, bei welchem die Last, die durch den (zur
Druckerhöhung im Arbeitsfluid und/oder zur Förderung des Arbeitsfluids) arbeitenden Kompressor repräsentiert wird, genutzt wird, um die geforderte Bremsenergie aufzubringen. Hierzu kann die Steuereinrichtung beispielsweise mit einem durch den Fahrer betätigten Bremshebel oder dergleichen des Fahrzeugs verbunden sein, um eine Bremsanforderung zu erfassen und dann die Last des Kompressors als Bremslast anzulegen.
Die Druckversorgungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs unmittelbar als
Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Druckversorgungseinrichtung dazu ausgebildet ist, mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere über einen generatorisch betriebenen Antriebsmotor des Fahrzeugs, in elektrische Energie zu wandeln und elektrische Energie als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen. Die Nutzung der elektrischen Energie kann dabei unmittelbar erfolgen. Ebenso können aber zunächst entsprechende elektrische Energiespeicher geladen werden, deren Energie dann zu einem späteren Zeitpunkt genutzt wird, um den Kompressor anzutreiben.
Der Grundrahmenträger kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein. So kann es ausreichen, dass es sich lediglich zwischen den beiden Fahrwerksträgergelenken erstreckt. Vorzugsweise weist der Grundrahmenträger ein hinteres Ende aufweist, das sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse oberhalb des hinteren Laufrades erstreckt, wobei ein Stellelement zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers in einem hinteren
Anlenkpunkt an dem Grundrahmenträger angreift, der im Bereich des hinteren Endes des Grundrahmenträgers liegt. Diese Gestaltung eignet sich besonders für die oben erwähnten Muskelelemente, da hierbei dann eine entsprechend großer Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten am Grundrahmenträger und am vorderen Fahrwerksträger realisiert werden kann, welcher für diese Elemente günstig ist, um in einfacher Weise durch ein entsprechend großes, insbesondere langes Muskelelement auch bei geringen Arbeitsdrücken ausreichend hohe Stellkräfte zu erzielen.
Besonders günstige kinematische Verhältnisse ergeben sich, wenn das Stellelement in einem vorderen Anlenkpunkt an dem vorderen Fahrwerksträger angreift, wobei die vordere Fahrwerksträgergelenkachse und die hintere Fahrwerksträgergelenkachse in Richtung der Fahrzeuglängsachse um einen Gelenkachsenabstand beabstandet sind und der vordere Anlenkpunkt in einer Betriebsposition mit tiefster Sitzposition des Fahrersitzes in Richtung einer Fahrzeuglängsachse um 40% bis 70% des Gelenkachsenabstands, vorzugsweise um 50% bis 60% des Gelenkachsenabstands, weiter vorzugsweise um 50% bis 55% des
Gelenkachsenabstands, von der vorderen Fahrwerksträgergelenkachse beabstandet ist.
Der Grundrahmenträger kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die beiden Fahrwerksträger zu halten. So kann er beispielsweise als einfacher einschaliger Körper gestaltet sein. Bei bevorzugten, weil besonders einfach gestalteten und
herzustellenden Varianten der Erfindung umfasst der Grundrahmenträger zwei in Richtung der Fahrzeugquerachse voneinander beabstandete und miteinander verbundene
Halbschalenelemente. Diese können beispielsweise als einfache, im Wesentlichen plattenförmige Elemente gestaltet sein, wodurch sich ihre Herstellung erheblich vereinfacht.
Vorzugsweise sind die Halbschalenelemente über wenigstens ein Querträgerelement, vorzugsweise mehrere Querträgerelemente, verbunden, wodurch eine besonders stabile und tragfähige Struktur entsteht. Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine
Querträgerelement in Richtung einer Fahrzeugquerachse über die Halbschalenelemente hinaus, sodass das Querträgerelement als Konsole bzw. Schnittstelle für die einfache Anbindung von weiteren Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Motoren, Kompressoren, Getrieben, (pneumatischen und/oder elektrischen) Energiespeichem, Steuereinrichtungen, weiteren Fahrwerkstetlen oder sogar weiteren Fahrzeugen (beispielsweise zur Bildung von mehrsitzigen Fahrzeugen). Vorzugsweise weist das wenigstens eine Querträgerelement daher eine Schnittstelleneinrichtung zum seitlichen Anbinden weiterer Komponenten, insbesondere eines weiteren Grundrahmenträgers eines weiteren Fahrzeugs, auf. Zudem kann das über den Grundrahmenträger in Fahrzeugquerrichtung hinaus ragende
Querträgerelement als Schutz für den Fahrer bei Unfällen, insbesondere bei Stürzen, dienen.
Das Querträgerelement kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Insbesondere können beliebige Materialien hierfür verwendet werden. Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Querträgerelement wenigstens eine äußere Decklage aus einem
Verbundmaterial, insbesondere einem Faserverbundmaterial, da hiermit besonders leichte und robuste Komponenten hoher Tragfähigkeit gestaltet werden können. Vorzugsweise umfasst das Verbundmaterial Kohlefasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern, die in einer entsprechenden Matrix, vorzugsweise einem Kunststoff, eingebettet sind.
Die zweischalige Gestaltung des Grundrahmenträgers ermöglicht eine besonders einfache, robuste und Platz sparende Gestaltung, bei welcher der jeweilige Fahrwerksträger im Bereich des Fahrwerksträgergelenks zwischen den beiden Halbschalenelementen verlaufen kann, wodurch sich eine besonders günstige Abstützung der Fahrwerkslasten im
Grundrahmenträger ergibt. Ebenso können auch die verwendeten Stellelemente,
insbesondere die erwähnten Muskelelemente, in dem Zwischenraum zwischen der
Haibschalenelementen angeordnet werden, wodurch trotz deren Länge eine besonders Platz sparende Konfiguration erzielt wird.
Vorzugsweise ist daher der vordere Fahrwerksträger im Bereich des vorderen
Fahrwerksträgergelenks zwischen den Haibschalenelementen angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist ein Stellelement zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers zumindest abschnittsweise zwischen den Halbschalenelementen angeordnet ist. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ der hintere Fahrwerksträger im Bereich des hinteren
Fahrwerksträgergelenks zwischen den Halbschalenelementen angeordnet sein.
Die für die Träger verwendeten Komponenten können grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Lasten aufnehmen zu können. Bei besonders einfach und kostengünstig herzustellenden Varianten des
erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorgesehen, dass der Grundrahmenträger und/oder der vordere Fahrwerksträger und/oder der hintere Fahrwerksträger zumindest abschnittsweise aus einem Kompositwerkstoff mit zwei äußeren Decklagen und wenigstens einer inneren Kern läge aufgebaut ist. Vorzugsweise umfasst wenigstens eine der Decklagen insbesondere ein Blechmaterial, vorzugsweise Aluminiumblech, umfasst. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Kernlage insbesondere ein aussteifendes Leichtmaterial, insbesondere ein
Wabenmaterial. Vorzugsweise umfasst die Kernlage ein Kernmaterial aus Aluminium und/oder Balsaholz und/oder Kunststoffschaum.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs umfasst der vordere
Fahrwerksträger zur Bildung einer Sicherheitszelle wenigstens ein den Fahrersitz in der Richtung einer Fahrzeuglängsachse überspannendes Sicherheitsträgerelement und/oder ein Energieverzehrelement. Hierdurch lassen sich in einfacher und vorteilhafter Weise besonders sichere Fahrzeuge realisieren. Vorzugsweise ist das Sicherheitsträgerelement lösbar mit einem Sitzträgerabschnitt des vorderen Fahrwerksträgers verbunden. Dies erleichtert nicht zuletzt den Transport des Fahrzeugs, der dieses dann in handlichere Teile zerlegt werden kann. Zudem ist ein einfacher Austausch im Falle einer Beschädigung möglich.
Das Sicherheitsträgerelement kann nach Art eines einteiligen Sicherheitsbügels oder Überrollbügels gestaltet sein, der sich in der Fahrzeuglängsrichtung über den Fahrer hinweg erstreckt und diesen bei Überschlägen schützt. Bei weiteren bevorzugten Varianten weist das Sicherheitsträgerelement zwei Teilträgerelemente auf, die zur Ausbildung eines vorderen Sichtfensters zumindest abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugquerachse zueinander beabstandet angeordnet sind. Hierbei kann eine dauerhaft starre Gestaltung vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die beiden Teilträgerelemente jedoch in die beabstandete Position klappbar, um beispielsweise den Einstieg in das Fahrzeug zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Teilträgerelemente dann in der beanstandeten Position verriegelt werden können, um eine möglichst optimale Schutzfunktion zu gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Außenhauteinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, welche die oben beschriebenen Merkmale der
Außenhauteinrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs aufweist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Außenhauteinrichtung in einem ersten Betriebszustand mit maximalem Radstand und niedrigster Sitzposition;
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug aus Figur 1;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs aus Figur 1 in einem zweiten
Betriebszustand mit erhöhter Sitzposition;
Figur 4 eine schematische Frontansicht des Fahrzeugs aus Figur 1 ;
Figur 5 eine schematische perspektivische Ansicht des Fahrzeugs aus Figur 1 ;
Figur 6 eine schematische Schnittansicht des Details VI aus Figur 5;
Figur 7 eine schematische Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Außenhauteinrichtung;
Figur 8 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug aus Figur 7; Figur 9 eine schematische Draufsicht auf die Außenhauteinrichtung des Fahrzeugs aus Figur 7;
Figur 10 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs aus Figur 7 mit der
Außenhauteinrichtung in geöffneter Stellung;
Figur 1 1 eine schematische Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Außenhauteinrichtung;
Figur 12 eine schematische Schnittansicht des Details XII aus Figur 11.
Erstes Ausführunqsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Fahrrads 101 beschrieben.
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein Fahrzeug-Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Fahrzeugs 101 , die y-Koordinate die Querrichtung des Fahrzeugs 101 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Fahrzeugs 101 bezeichnen.
Das Fahrzeug 101 umfasst eine Rahmenanordnung 101.1 mit einem Grundrahmenträger 102, einem vorderen Fahrwerksträger 103 und einem hinteren Fahrwerksträger 104, die jeweils als im Wesentlichen starre Trägerelemente gestaltet sind. Das Fahrzeug 101 ist ein einspuriges Fahrzeug, wobei der vordere Fahrwerksträger 103 ein vorderes Laufrad 105 trägt, während der hintere Fahrwerksträger 104 ein hinteres Laufrad 106 trägt. An dem vorderen Fahrwerksträger 103 ist weiterhin einen Fahrersitz 107 des Fahrzeugs befestigt.
Der vordere Fahrwerksträger 103 ist über einem vorderes Fahrwerksträgergelenk 103.1 um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 schwenkbar an dem Grundrahmenträger 102 angelenkt, während der hintere Fahrwerksträger 104 in einem hinteren
Fahrwerksträgergelenk 104.1 um eine hintere Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 schwenkbar an dem Grundrahmenträger 102 angelenkt ist. Hiermit diese ergibt sich eine besonders einfache, dreiteilige Rahmengeometrie, wobei die Rahmenteile 102, 103 und 104 der Rahmenanordnung 101.1 lediglich über zwei einfache Schwenkgelenke 103.1 , 104.1 miteinander verbunden sind.
Das vordere Laufrad 105 ist in herkömmlicher Weise über eine lenkbare Radgabel 105.1 an dem vorderen Fahrwerksträger 103 angebunden. Bei der Radgabel 105.1 kann es sich um eine herkömmliche Radgabel, gegebenenfalls um eine herkömmliche Federgabel handeln. Die Lagerung der Radgabel 105.1 erfolgt über ein herkömmliches, am vorderen
Fahrwerksträger 103 angebundenes Steuerkopflager. Die Lenkung erfolgt über eine kardanisch angebundene Lenkstange 105.2 mit einem Lenker 105.3. Dabei kann eine Längenverstellbarkeit und/oder eine teleskopartige Gestaltung der Lenkstange 105.2 vorgesehen sein, um eine Einstellung für unterschiedliche Sitzpositionen und/oder unterschiedliche Fahrer zu ermöglichen.
Wie insbesondere Figur 3 zu entnehmen ist, kann der vordere Fahrwerksträger 103 in dem vorderen Fahrwerksträgergelenk 103.1 um die vordere Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 (und damit um eine Fahrzeugquerachse) bezüglich des Grundrahmenträgers 102 verschwenkt werden. Durch dieses Verschwenken ergibt sich in dem in Figur 3 dargestellten zweiten Betriebszustand gegenüber dem in Figur 1 dargestellten ersten Betriebszustand mit tiefster Sitzposition und damit geringster Sitzhöhe S1 in der Fahrzeughöhenrichtung (z- Richtung) eine Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes 107 auf eine zweite Sitzhöhe S2.
Dies führt gegenüber der Augenhöhe H1 des Fahrers 108 im ersten Betriebszustand (Figur 1 ) zu einer erheblich erhöhten Augenhöhe H2 des Fahrers 108 in diesem zweiten
Betriebszustand. Der Unterschied DH zwischen der ersten Augenhöhe H1 und der zweiten Augenhöhe H2 bzw. der Unterschied DS zwischen der ersten Sitzhöhe S1 und zweiten Sitzhöhe S2 beträgt dabei im vorliegenden Beispiel ca. 50 cm.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Höhenunterschiede gewählt sein können. Ebenso versteht es sich, dass Zwischenpositionen zwischen den beiden in Figur 1 und 3 dargestellten Extrempositionen eingenommen werden können. Ebenso versteht es sich, dass bei weiteren Varianten der Erfindung der vordere Fahrwerksträger gegenüber der in Figur 3 dargestellten Position noch weiter verschwenkt werden kann, um eine weitere Erhöhung der Sitzposition zu realisieren.
In dem in Figur 1 dargestellten Betriebszustand mit der niedrigsten Sitzposition weist das Fahrzeug 101 einen maximalen Radstand Rmax auf. Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, verringert sich der Radstand beim Verschwenken des jeweiligen Fahrwerksträgers 103 bzw. 104. Zudem verringert sich der Nachlauf im Bereich des gelenkten vorderen Laufrades 105, sodass das Fahrzeug in diesem Zustand neben einer erhöhten Sitzposition einen verkürzten Radstand und eine feinfühliger reagierende Lenkung erhält, mithin also auch wendiger wird, wie dies insbesondere im Stadtverkehr von Vorteil ist. Zudem ergibt sich eine Absenkung des Kurbeltriebs 1 12.1 , was ebenfalls in solchen Stadtverkehrssituationen von Vorteil ist.
Die Fahrwerksträgergelenkachsen 103.2 und 104.2 sind im vorliegenden Beispiel um etwa 50% des maximalen Radstands Rma beabstandet, sodass ein Teil des vorderen
Fahrwerksträgers 103 (nämlich der Teil des vorderen Fahrwerksträgers 103, der den Fahrersitz 107 trägt) in der Fahrzeughöhenrichtung (z-Achse) zwischen die beiden
Fahrwerksträgergelenkachsen 103.2, 104.2 eintaucht. Hiermit ist es möglich, den Fahrersitz weit abzusenken, wodurch die aerodynamische Angriffsfläche des Fahrzeugs reduziert werden kann und besonders günstige Fahreigenschaften bei höheren Geschwindigkeiten erzielt werden können.
Um den Schwenkwinkel des vorderen Fahrwerksträgers 103 um die vordere
Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 zu verstellen ist eine erste Stelleinrichtung 109 vorgesehen, die unmittelbar zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem vorderen Fahrwerksträger 103 wirkt. Die Stelleinrichtung 109 umfasst im vorliegenden Beispiel ein fluidisches Stellelement in Form eines pneumatischen Muskelelements, wie es in Figur 1 und 3 durch die strichpunktierte Linie 109.1 angedeutet ist. Ein solches Muskelelement wird beispielsweise von der Fa. Festo AG & Co. KG, 73734 Esslingen, DE, unter der Bezeichnung „pneumatischer Muskel" vertrieben.
Das Muskelelement 109.1 ist ein im Wesentlichen schlauchförmiges Element, dessen Inneres mit Druck beaufschlagt werden kann. Eine Erhöhung des Innendrucks bewirkt dabei durch eine entsprechende Gestaltung der Wandung des Elements 109.1 eine
Längskontraktion des Elements entlang seiner (mit der Linie 109.1 zusammenfallenden) Längsachse nach Art eines menschlichen Muskels, welche für den Arbeitshub am vorderen Fahrwerksträger 103 genutzt werden kann. Das Muskelelement 109.1 kann schon bei vergleichsweise geringen Arbeitsdrücken (unterhalb von 10 bar) erhebliche Zugkräfte erzielen, welche problemlos für die vorliegende Anwendung zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers 103 und damit der Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 (gegebenenfalls mit darauf sitzendem Fahrer 108) ausreichen.
Um eine Federung und Dämpfung des Fahrersitzes 107 weiter einstellen zu können, ist im vorliegenden Beispiel zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem vorderen Fahrwerksträger 103 zudem eine Feder-Dämpfer-Einheit 109.2 vorgesehen, welche als Antagonist zum Muskelelement 109.1 wirkt.
Es versteht sich, dass es für die gewünschte Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 ausreichen kann, nur den vorderen Fahrwerksträger 103 aktiv verstellen zu können. Die ausreichende Verstellung der Sitzhöhe des Fahrersitzes 107 alleine über die Verstellung des vorderen Fahrwerksträgers 103 hat zudem den Vorteil, dass die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 anders als bei herkömmlichen Gestaltungen unverändert bleibt.
Im vorliegenden Beispiel ist jedoch auch der hintere Fahrwerksträger 104 über eine zweite Stelleinrichtung 1 10 aktiv verstellbar. Hierdurch kann zum einen ein noch größerer
Verstellweg des Fahrersitzes 107 realisiert werden. Zum anderen kann die Verstellung des hinteren Fahrwerksträgers 104 genutzt werden, um die Fahrwerkscharakteristik des
Fahrzeugs 101 unabhängig von der Verstellung der Sitzhöhe anzupassen. Die Abstimmung der Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 kann in vorteilhafter Weise gegebenenfalls abgestimmt auf die Stellposition des vorderen Fahrwerksträgers 103 geschehen, um die Fahrwerkscharakteristik im Bereich des hinteren Fahrwerks 104, 106 an die spezifische Konfiguration anzupassen und so ein optimiertes Fahrverhalten für die jeweilige Sitzposition zu erzielen. Hierzu ist eine entsprechende Steuereinrichtung 111.1 einer Druckversorgungseinrichtung 111 vorgesehen, welche beide Stelleinrichtungen 109 und 110 ansteuert.
Die zweite Stelleinrichtung 110 zum Verschwenken des hinteren Fahrwerksträgers 104 um die hintere Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 wirkt zwischen dem Grundrahmenträger 102 und dem hinteren Fahrwerksträger 104. Auch die zweite Stelleinrichtung umfasst zwei fluidische Stellelemente in Form zweier fluidischer Muskelelemente 110.1 und 110.2 der oben beschriebenen Art, die nach Art eines Agonisten und eines Antagonisten
zusammenwirken.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs auch lediglich ein einziges aktives Stellelement in der Rolle des Agonisten vorgesehen sein kann, während der Antagonist als passives Element (beispielsweise als entsprechend abgestimmtes Feder-Dämpfer-Element) gestaltet ist.
Um eine günstige Anlenkung und Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger 104 zu erzielen, umfasst der hintere Fahrwerksträger 04 im vorliegenden Beispiel einen an dem hinteren Fahrwerksträgergelenk 104.1 angelenkten Schwingenabschnitt 104.3 und zwei Hebelabschnitte, nämlich einen oberen Hebelabschnitt 104.4 und einen unteren
Hebelabschnitt 104.5, an denen jeweils ein Muskelelement 110.1 bzw. 1 10.2 angreift.
Die Hebelabschnitte 104.4 und 104.5 sind dabei derart ausgebildet, dass der jeweilige Angriffspunkt des Muskelelements 1 10.1 bzw. 110.2 im Bereich des Außenumfangs des hinteren Laufrades 106 liegt und in Richtung der Fahrzeuglängsachse (x-Achse) im Bereich einer hinteren Hälfte des hinteren Laufrades 106 liegt. Hiermit lässt sich eine besonders günstige, auf die spezifischen Eigenschaften der Muskelelemente 110.1 und 1 10.2 abgestimmte Krafteinleitung in den hinteren Fahrwerksträger 103 erzielen. Die Druckversorgung für die pneumatischen Muskelelemente 109.1 , 110.1 und 1 10.2 erfolgt über die Druckversorgungseinrichtung 111 , welche die Drucksteuerung 1 11.1 und einen Druckversorgungseinheit 11 1.2 mit einem Kompressor und einem Druckspeicher umfasst. Die Drucksteuerung 1 11.1 stellt dabei (unter anderem über nicht näher dargestellte Ventile) den Arbeitsdruck in den Muskelelementen 109.1 , 110.1 und 110.2 ein, um den
Schwenkwinkel des vorderen Fahrwerksträgers 103 und des hinteren Fahrwerksträgers 104 bezüglich des Grundrahmenträgers 102 und gegebenenfalls auch die
Federungscharakteristik des Fahrzeugs 101 (insbesondere über die zweite Stelleinrichtung 1 10) einzustellen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.
Die Energie, welche benötigt wird, um den erforderlichen Arbeitsdruck für die
Muskelelemente 109.1 , 110.1 und 110.2 aufzubringen, kann im vorliegenden Beispiel auf mehreren Wegen zur Verfügung gestellt werden.
So kann sie zum einen durch die Muskelkraft des Fahrers aufgebracht werden, indem dieser einen (nicht näher dargestellten) Hebel an dem Kompressor der Druckversorgungseinheit 1 11.2 betätigt und so Luft in den Druckspeicher der Druckversorgungseinheit 111.2 fördert und so für einen entsprechenden Druckaufbau sorgt.
Zudem ist im vorliegenden Beispiel eines muskelgetriebenen Fahrzeugs vorgesehen, dass der Antriebsstrang entgegen der Antriebsrichtung für das Fahrzeug 101 betrieben wird, um den Kompressor anzutreiben. Hierzu wird der (längsverstellbar) im vorderen Fahrwerksträger 103 oberhalb des vorderen Laufrades 105 gelagerte Kurbetrieb 112.1 des (in den Figuren 1 und 3 durch die strich-zweipunktierte Linie angedeutete) Antriebsstrangs 112 zum
angetriebenen hinteren Laufrad 106 und damit der Antriebsstrang 112 entgegen der Antriebsrichtung für das Fahrzeug betrieben. In anderen Worten tritt der Fahrer 108 rückwärts.
Über einen entsprechend gestalteten Freilauf im Bereich eines Getriebes 112.2 des
Antriebsstrangs 1 12 kann somit bei Betätigung entgegen der Antriebsrichtung der
Kompressor der Druckversorgungseinheit 11 1.2 angetrieben werden, während bei
Betätigung in der Antriebsrichtung das hintere Laufrad 106 angetrieben wird. Im einfachsten Fall besteht insoweit eine starre Kopplung, sodass der Kompressor stets angetrieben wird, wenn der Fahrer 108 rückwärts tritt. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch eine zuschaltbare Gestaltung vorgesehen, bei welcher die Ankopplung des Kompressors an den Antriebsstrang 1 12 ausgelöst durch eine Betätigung des Fahrers oder einen Steuereinrichtung 1 11.1 festgestellten Druckbedarf im System, insbesondere im Druckspeicher der
Druckversorgungseinheit 1 11.2, erfolgt.
Weiterhin ist die Druckversorgungseinrichtung 11 1 im vorliegenden Beispiel dazu
ausgebildet, einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer Relativbewegung zwischen dem hinteren Fahrwerksträger 104 und dem Grundrahmenträger 102 zu gewinnen. Hierzu ist der oben erwähnte durch den Fahrer betätig bare Hebel am Kompressor der Druckversorgungseinheit 111.2 in einer Betriebsstellung (schwenkbar und längsverschieblich) mit dem hinteren Fahrwerksträger 104 verbunden, sodass die
Relativbewegung zwischen dem hinteren Fahrwerksträger 104 und dem Grundrahmenträger 102 in eine entsprechende Pumpbewegung umgesetzt wird.
Zusätzlich ist die Druckversorgungseinrichtung 111 dazu ausgebildet, ein so genanntes regeneratives Bremsen durchzuführen, bei welchem die Last des arbeitenden Kompressors der Druckversorgungseinheit 1 11.2 repräsentierte Last dazu genutzt wird, die geforderte Bremsenergie aufzubringen. Hierzu ist die Steuereinrichtung 1 11.1 im vorliegenden Beispiel mit einem durch den Fahrer 08 betätigten Bremshebel am Lenker 105.3 verbunden, um eine Bremsanforderung des Fahrers 108 zu erfassen und dann die Last des Kompressors über das Getriebe 1 12.2 als Bremslast anzulegen.
Die Druckversorgungseinrichtung 1 11 kann im vorliegenden Beispiel zusätzlich dazu ausgebildet sein, einen (über eine entsprechende Schaltung im Getriebe 112.2)
generatorisch betriebenen Antriebsmotor 112.3 des Antriebsstrangs 112 als Bremslast zu nutzen und so die Bremsenergie in elektrische Energie zu wandeln. Die elektrische Energie kann dann unmittelbar als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors genutzt werden. Sie kann aber auch über zunächst in einen elektrischen Energiespeicher geladen werden, dessen Energie dann zu einem späteren Zeitpunkt genutzt wird, um den Kompressor anzutreiben.
Ebenso kann diese aus dem regenerativen Bremsen gewonnene elektrische Energie natürlich auch in vorteilhafter Weise genutzt werden, um das Fahrzeug über den
Antriebsmotor 112.3 (gegebenenfalls alleine oder unterstützend zur Muskelkraft des Fahrers 108) anzutreiben.
Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Druckerzeugung bei anderen Varianten der Erfindung einzelner oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen können. Ebenso kann es natürlich ausreichen, lediglich ein entsprechendes Druckreservoir vorzusehen, welches dann von Zeit zu Zeit befüllt werden muss.
Im Zusammenhang mit der Energieversorgung und dem Antrieb des Fahrzeugs 101 versteht es sich, dass das Fahrzeug 101 bei bestimmten Varianten der Erfindung auch grundsätzlich nur über einen oder mehrere Antriebsmotoren, wie beispielsweise den Antriebsmotor 112.3, angetrieben sein kann. Hierbei kann natürlich eine beliebige geeignete elektrische
Energieversorgung vorgesehen sein. So können beispielsweise herkömmliche Batterien aber auch Brennstoffzellen etc. zum Einsatz kommen.
Der Grundrahmenträger 102 ist im vorliegenden Beispiel so gestaltet, dass er ein hinteres Ende 02.1 aufweist, das sich in Richtung der Fahrzeuglängsachse (x-Richtung) oberhalb des hinteren Laufrades 106 erstreckt. Hierdurch ist es möglich, das Muskelelement 109.1 zum Verschwenken des vorderen Fahrwerksträgers 103 an einem hinteren Anlenkpunkt an dem Grundrahmenträger 102 angreifen zu lassen, der im Bereich des hinteren Endes des Grundrahmenträgers liegt und damit weit nach hinten versetzt ist. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhaft auf die Eigenheiten der verwendeten Muskelelemente 109.1 abgestimmte
Gestaltung, da hiermit ein entsprechend großer Abstand zwischen den beiden
Anlenkpunkten des Muskelelements 09.1 am Grundrahmenträger 102 und am vorderen Fahrwerksträger 103 realisiert werden kann. Dies ist insoweit günstig, als hiermit ein entsprechend großes, insbesondere langes Muskelelement 109.1 eingesetzt werden kann, welches auch bei geringen Arbeitsdrücken ausreichend hohe Stellkräfte erzielen kann.
Im vorliegenden Beispiel werden zudem besonders günstige, insbesondere auf die
Eigenschaften des Muskelelements 109.1 abgestimmte, Hebelverhältnisse erzielt, indem das Muskelelement 109.1 in einem vorderen Anlenkpunkt an dem vorderen Fahrwerksträger 103 angreift, der in dem in Figur 1 dargestellten Zustand mit minimaler Sitzhöhe in der Fahrzeuglängsrichtung in einem Abstand DA von der vorderen Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 liegt, der etwa 54% des Gelenkachsenabstands GA zwischen der vorderen
Fahrwerksträgergelenkachse 103.2 und der hinteren Fahrwerksträgergelenkachse 104.2 liegt.
Der Grundrahmenträger 102 ist im vorliegenden Beispiel weiterhin als einfaches
zweischaliges Bauteil gestaltet. Wie insbesondere Figur 2 zu entnehmen ist, umfasst der Grundrahmenträger 102 hierzu zwei in Richtung der Fahrzeugquerachse voneinander beabstandete und miteinander verbundene Halbschalenelemente 102.2, die als einfach herzustellende, im Wesentlichen plattenförmige Elemente gestaltet sind.
Die Halbschalenelemente sind über mehrere Querträgerelemente 102.3 verbunden, sodass eine besonders stabile und tragfähige Struktur entsteht. Die Querträgerelemente 102.3 erstrecken sich in Richtung der Fahrzeugquerachse über die Halbschalenelemente 102.2 hinaus, sodass die Querträgerelemente als Konsolen bzw. Schnittstelle für die einfache Anbindung von weiteren Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise den Motor 1 12.3, die Druckversorgungseinheit 111.2 und die Steuereinheit 1 11.1 sowie weiteren Fahrwerksteilen oder sogar weiteren Fahrzeugen (beispielsweise zur Bildung von mehrsitzigen Fahrzeugen) dienen können. Zudem dienen die über den Grundrahmenträger in Fahrzeugquerrichtung hinaus ragenden Querträgerelemente 112.3 als Schutz für den Fahrer bei Unfällen, insbesondere bei Stürzen.
Das jeweilige Querträgerelement 1 12.3 ist im vorliegenden Beispiel als Leichtbauelement mit einem Leichtbaukern und einer äußeren Decklage aus einem Faserverbundmaterial aufgebaut, sodass besonders leichte und robuste Komponenten hoher Tragfähigkeit gebildet werden. Das Verbundmaterial kann Kohlefasern und/oder Aramidfasern und/oder
Basaltfasern, die in einer entsprechenden Matrix, vorzugsweise einem Kunststoff, eingebettet sind.
Die zweischalige Gestaltung des Grundrahmenträgers 102 ermöglicht eine besonders einfache, robuste und Platz sparende Gestaltung, bei welcher der jeweilige Fahrwerksträger 103 und 104 im Bereich des Fahrwerksträgergelenks 103.1 bzw. 104.1 zwischen den beiden Halbschalenelementen 102.2 verlaufen. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Abstützung der Fahrwerkslasten im Grundrahmenträger 102. Weiterhin ist auch das erste Muskelelement 109.1 in dem Zwischenraum zwischen den Halbschalenelementen 102.2 angeordnet, wodurch trotz der Länge des Muskelelement 109.1 eine besonders Platz sparende Konfiguration erzielt wird. Die beschriebene Gestaltung hat zudem den Vorteil, dass sowohl der vordere Fahrwerksträger 103 als auch der hintere Fahrwerksträger 104 bis zu einem gewissen Grad in den Zwischenraum zwischen den Halbschalenelementen eintauchen können, sodass ein weites Absenken der Sitzposition des Fahrers möglich ist. Zudem ergibt sich durch den Fahrersitz und einen {nicht näher dargestellten) Anschlagelement für den hinteren
Fahrwerksträger 104 jeweils ein Anschlag, der im Falle eines Versagens eines der
Muskelelemente 109.1 , 1 10.1 und 1 10.2 dafür sorgt, dass das Fahrzeug 101 (unter der Last des Fahrers 108) seine grundsätzliche Geometrie und damit seine Fahrfähigkeit auch in dieser Ausfallsituation beibehält. Dies ist unter Sicherheitsaspekten besonders günstig.
Im vorliegenden Beispiel sind der Grundrahmenträger 102, der vordere Fahrwerksträger 103 und der hintere Fahrwerksträger 104 jeweils aus einem Kompositwerkstoff mit zwei äußeren Decklagen und wenigstens einer inneren Kernlage aufgebaut. Die Decklagen umfassen hierbei ein Blechmaterial aus Aluminium, während die Kernlage ein aussteifendes
Leichtmaterial, nämlich ein Wabenmaterial aus Aluminium umfasst. Hierdurch werden besonders leichte, einfach herzustellende und kostengünstige Träger erzielt, welche ausreichende Steifigkeit aufweisen, um die im Betrieb des Fahrzeugs 101 auftretenden Lasten zu tragen.
Der vordere Fahrwerksträger 103 umfasst weiterhin ein den Fahrersitz 107 in der Richtung der Fahrzeuglängsachse überspannendes Sicherheitsträgerelement 103.3 sowie gegebenenfalls ein an seinem vorderen Ende angeordnetes Energieverzehrelement 103.4 zur Aufnahme von Stoßenergie, beispielsweise bei einem Zusammenstoß.
Durch das lösbar mit einem Sitzträgerabschnitt 103.5 des vorderen Fahrwerksträgers 103 verbundene Sicherheitsträgerelement 103.3 wird eine Sicherheitszelle 103.6 des Fahrzeugs gebildet, welche den Fahrer 08 bei Unfällen schützt.
Das Sicherheitsträgerelement 103.3 umfasst im vorliegenden Beispiel zwei
Teilträgerelemente 103.7, die zur Ausbildung eines vorderen Sichtfensters 103.8 abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugquerachse zueinander beabstandet angeordnet sind (siehe Figur 2 und 4). Im vorliegenden Beispiel ist eine dauerhaft starre Gestaltung vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass die beiden Teilträgerelemente 103.7 bei anderen Varianten der Erfindung auch in die (in Figur 2 und 4 dargestellte) beabstandete Position klappbar gestaltet sein können, um beispielsweise den Einstieg in das Fahrzeug 101 zu erleichtern. Es versteht sich, dass die Teilträgerelemente 103.7 dann in der beabstandeten Position verriegelt werden können, um eine möglichst optimale Schutzfunktion zu
gewährleisten.
Im vorliegenden Beispiel ist zudem vorgesehen, dass die beiden Teilträgerelemente 103.7 des Sicherheitsträgerelements 103.3 als Schnittstelle zur Anbindung einer den Fahrerbereich überdeckenden erfindungsgemäßen Außenhauteinrichtung in Form einer Verkleidung 113 ausgebildet sind, wodurch sowohl ein Witterungsschutz für den Fahrer 108 als auch eine Reduktion des aerodynamischen Widerstands des Fahrzeugs 101 erzielt werden kann.
Die Verkleidung 113 ist im vorliegenden Beispiel aus mehreren Außenhautelementen in Form von Verkleidungselementen 1 13.1 bis 1 13.13 aufgebaut, welche die Außenhaut der
Verkleidung 113 definieren und in ihrem jeweiligen Stoßbereich unter anderem über
Verbindungselemente 114 (siehe Figur 6) miteinander verbunden sind.
Die Verkleidungselemente 113.1 und 113.4 bis 113.13 sind dabei als pneumatische
Verkleidungselemente bzw. Außenhautelemente ausgebildet. Wie insbesondere der Figur 6 am Beispiel der Verkleidungselemente 113.7 und 113.12 zu entnehmen ist, ist das betreffende Verkleidungselement ganz (Verkleidungselement 1 13.12) oder teilweise
(Verkleidungselement 113.7) als doppelwandiges, druckdichtes Wandungselement ausgebildet, welches eine druckdichte erste Decklage 1 15.1 , eine druckdichte zweite
Decklage 115.2 und eine mit der ersten Decklage 115.1 und der zweiten Decklage 1 15.2 verbundene gasdurchlässige Distanzlage 115.3 umfasst. Die Distanzlage 115.3 ist hierbei dazu ausgebildet, die erste Decklage 115.1 und die zweite Decklage 115.2 bei einer Druckbeaufschlagung der Distanzlage 1 15.3 mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck im Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten.
Die Distanzlage 115.3 erzeugt über eine Vielzahl von Distanzelementen 115.4
entsprechende Stützstellen bzw. Verbindungsstellen zwischen den beiden Decklagen 115.1 , 115.2. Die Anzahl der Distanzelemente 1 15.4 ist in Abhängigkeit von der Biegesteifigkeit der jeweiligen Decklage 1 15.1 , 115.2 gewählt. Je steifer die beiden Deckiagen 115.1 , 115.2 sind, desto geringer fällt deren lokale Deformation (genauer gesagt deren lokale Ausbeulung) durch die Druckbeaufschlagung der Distanzlage 1 15.3 aus. Um die beiden Decklagen 115.1 , 115.2 im Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten, sind dann entsprechend weniger Distanzelemente 115.4 erforderlich. Die Distanzelemente 115.4 sind im vorliegenden Beispiel fadenartige Filamente, die Teil eines dreidimensionalen Gewebes 115.5 sind. Das Gewebe 115.5 umfasst zwei flächige Gewebelagen 115.6 und 115.7, welche über die Distanzelemente 1 15.4 verbunden sind. Die Gewebelagen 115.6 und 115.7 sind in ein Matrixmaterial der ersten Decklage 115.1 bzw. der zweiten Decklage 115.2 eingebettet, sodass eine form- und gegebenenfalls auch
stoffschlüssige Verbindung zwischen den Distanzelementen 115.4 und der jeweiligen Decklage 115.1 bzw. 115.2 gebildet ist. Ein solcher Aufbau ist grundsätzlich aus den unter der Bezeichnung„HEYTex® double-wall" vertrieben pneumatischen Wandelementen der Heytex Bramsche GmbH, 49565 Bramsche, DE, bekannt.
Die Distanzelemente 1 15.4 weisen hierbei eine entsprechende Zugfestigkeit auf, die ausreicht, um die beiden Decklagen 115.1 , 115.2 unter den im Betrieb auftretenden Lasten, insbesondere bei der Druckbeaufschlagung der Distanzlage 115.3, in ihrer vorgegebenen Position zueinander zu halten.
Die Anzahl der Distanzelemente 115.4 pro Quadratzentimeter beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 25. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, insbesondere in Abhängigkeit von der Steifigkeit der beiden Decklagen 1 15.1 , 115.2 auch eine abweichende Distanzelementdichte gewählt sein kann. Bevorzugt sind wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 10, weiter vorzugsweise wenigstens 20, Distanzelemente pro Quadratzentimeter vorgesehen. Typischerweise liegt die Anzahl der Distanzelemente 115.4 pro Quadratzentimeter bei 10 bis 30.
Um auf einfache Weise die Druckdichtigkeit der pneumatischen Verkleidungselemente 113.1 und 113.4 bis 113.13 zu gewährleisten, umfassen die beiden Decklagen 115.1 , 115.2 jeweils mindestens eine Kunststoffschicht. Hierbei versteht es sich, dass die beiden Decklagen 1 15.1 , 1 15.2 gegebenenfalls jeweils aus mehreren Schichten aufgebaut sein können, welche unterschiedliche Funktionen erfüllen. Hierbei können grundsätzlich beliebige geeignete Materialien verwendet werden, welche im Betrieb des Fahrzeugs unter den Lasten im normalen Straßenverkehr ausreichende Standzeiten erzielen.
Wie insbesondere der Figur 5 zu entnehmen ist, sind die Verkleidungselemente 113.1 bis 113.13 als im Wesentlichen ebene Wandungselemente ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das jeweilige pneumatische Verkleidungselement 1 13.1 und 113.4 bis 1 13.13, insbesondere dessen Decklagen 115.1 und 115.2, besonders einfach als im Wesentlichen ebene Komponenten gestaltet sein können, da sie unter der Druckbeaufschlagung der Distanzlage 115.3 dann ohnehin von selbst diese im Wesentlichen ebene Gestalt annehmen. Wie insbesondere der Figur 6 zu entnehmen ist, erfolgt die Druckbeaufschlagung der Distanzlage 115.3 im vorliegenden Beispiel jeweils über die Verbindungselemente 14. Die Verbindungselemente 114 weisen hierzu Druckversorgungskanäle 114.1 auf, welche über entsprechende Mündungsöffnungen 114.2 in die jeweilige Distanzlage 115.3 des
angrenzenden pneumatischen Verkleidungselements 1 13.7 bzw. 113.12 münden.
Die Druckbeaufschlagung der jeweiligen Distanzlage 115.3 des jeweiligen
Verkleidungselements 113.1 bis 113.13 kann beispielsweise derart erfolgen, dass für jedes Verkleidungselement 113.1 bis 1 13.13, gegebenenfalls sogar für bestimmte voneinander pneumatisch getrennte Abschnitte des jeweiligen Verkleidungselements, separate
Zufuhrleitungen 1 14.1 vorgesehen sind, über welche diese mit der oben beschriebenen Druckversorgungseinheit 11 1 verbunden sind. Hierbei versteht es sich, dass die einzelnen Zufuhrleitungen 114.1 jeweils separat oder zu beliebig großen Gruppen gebündelt über die oben beschriebene Steuereinrichtung 111.1 angesteuert werden können, um die jeweilige Distanzlage 115.3 mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlüften.
Es versteht sich, dass die Beaufschlagung der Distanzlage 115.3 mit Überdruck
grundsätzlich so konzipiert sein kann, dass diese dauerhaft aufrechterhalten wird und nur gegebenenfalls Leckageverluste durch erneute Druckzufuhr ausgeglichen werden. Mithin kann bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung also auf eine separate bzw. gezielte schnelle Entlüftung der Distanzlage 1 15.3 (beispielsweise durch ein entsprechendes Entlüftungsventil) verzichtet werden. Im vorliegenden Beispiel ist es jedoch über die
Steuereinrichtung 11 1.1 möglich, die Verkleidung ganz oder teilweise gezielt zu entlüften, um die Verkleidung 1 13 im Fall einer Demontage beispielsweise platzsparend lagern zu können.
Im vorliegenden Beispiel umfassen die Verbindungselemente 114 weiterhin zur Versteifung der Verkleidung 113 mehrere (über die Druckversorgungseinheit 111 und die
Steuereinrichtung 1 11.1) mit Druck beaufschlag bare Versteifungskanäle 114.3. Die
Versteifung der Verkleidung 113 wird (neben der Eigensteifigkeit der mit erhöhtem
Innendruck beaufschlagten pneumatischen Verkleidungselemente 113.1 und 1 13.4 bis 113.13) mithin dann also in nennenswertem Umfang auch über einen Überdruck in dem jeweiligen Versteifungskanal 114.3 erzeugt.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zur Versteifung der Verkleidung 113 zusätzlich oder alternativ zu den Versteifungskanälen 114.3 auch entsprechende rein mechanisch wirkende Versteifungselemente bzw. Versteifungsprofile vorgesehen sein können, welche mit dem Verbindungselement 114 verbunden sind oder in dieses integriert sind.
Im vorliegenden Beispiel umfassen die Verbindungselemente 14 weiterhin Funktionskanäle 114.4, in welche weitere Funktionselemente des Fahrzeugs eingebracht sein können. So können dort beispielsweise Leitungen einer elektrischen Verkabelung des Fahrzeugs verlegt sein.
Ebenso können in diesen Funktionskanälen 114.4 Beleuchtungselemente, wie Leuchtdioden oder dergleichen, verlegt sein, welche zur Beleuchtung des Innenraums oder der Außenhaut des Fahrzeugs dienen. So können beispielsweise sämtliche Verbindungselemente 114 ihrer Länge nach mit einer Reihe von Leuchtdioden versehen sein, sodass eine vollständige Beleuchtung der Außenkonturen des Fahrzeugs 101 möglich ist. Bestimmte Abschnitte dieser Leuchtdiodenreihen können hierbei separat angesteuert werden, wobei
gegebenenfalls ihre Farbe wechseln kann, so dass sie beispielsweise spezielle
Beleuchtungsfunktionen wie Fahrtrichtungsanzeige, Fahrlicht, Rücklicht, Bremslicht etc. übernehmen können.
Das Verbindungselement 114 kann weiterhin Schnittstellenelemente umfassen, wie sie in der Figur 6 durch die gestrichelte Kontur 114.5 angedeutet sind. Im vorliegenden Beispiel sind derartige Schnittstellenelemente 114.5 an den Verbindungselementen 1 14 vorgesehen, welche entlang der beiden Teilträgerelemente 103.7 verlaufen. Über diese
Schnittstellenelemente 114.5 wird eine feste aber lösbare Verbindung zwischen den
Teilträgerelementen 103.7 und den betreffenden Verbindungselementen 114 hergestellt, sodass die Teilträgerelemente 103.7 die beiden Seitenholme des vorderen Sichtfensters 103.8 bilden (welches seinerseits durch die Verkleidungselemente 113.2 und 113.3 gebildet ist).
Die lösbare Verbindung zwischen den Teilträgerelementen 103.7 und den
Verbindungselementen 114 kann auf beliebige geeignete Weise hergestellt werden. So kann beispielsweise die durch die Kontur 114.5 angedeutete Gestalt nach Art einer C-Schiene verwendet werden, welche auf entsprechend T-förmige Vorsprünge an den
Teilträgerelementen 103.7 aufgeschoben und dann entsprechend verriegelt wird. Es versteht sich jedoch, dass auch beliebige andere Varianten einer lösbaren Verbindung realisiert werden können. Im vorliegenden Beispiel bilden die Verkleidungselemente 113.2, 1 13.3, 113.6 und 1 13.7 jeweils Sichtscheiben 1 16 in der Außenhaut der Verkleidung 113 aus. Bei den
Verkleidungselementen 113.6 und 1 13.7 ist hierzu jeweils ein umlaufender
Scheibenrandbereich 116.1 vorgesehen, in dem die oben beschriebene doppelwandige Gestaltung (Decklagen 115.1 , 1 15.2 und Distanzlage 1 15.3) realisiert ist, während im Bereich der Sichtscheibe 116 jeweils nur die erste Decklage 115.1 vorhanden ist (siehe Figur 6), welche dann natürlich entsprechend transparent ausgebildet ist.
Im Bereich der Verkleidungselements 113.2 und 113.3 ist im vorliegenden Beispiel jedoch kein solcher Scheibenrandbereich 116.1 vorgesehen, sondern es wird lediglich die
Sichtscheibe 116 durch die über das Verbindungselement 114 hinaus fortlaufende erste Decklage 115.1 des angrenzenden pneumatischen Verkleidungselements 113.6 bzw. 113.7 gebildet. Mithin sind die Verkleidungselemente 113.2 und 113.3 also nicht als pneumatische Verkleidungselemente ausgebildet.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch eine andere Gestaltung gewählt sein kann. Insbesondere kann die jeweilige Sichtscheibe 116 nicht durch die erste Decklage 115.1 , sondern durch ein separates Scheibenelement gebildet sein.
Wie insbesondere der Figur 6 zu entnehmen ist, sind die Verkleidungselemente 113.1 bis 113.13 im vorliegenden Beispiel derart abgewinkelt aneinander angrenzend angeordnet, dass die Außenhaut der Verkleidung 1 13 nach Art eines Polyeders ausgebildet ist. Eine solche, generell polyedrische Gestaltung hat neben dem einfachen Aufbau auch unter aerodynamischen Gesichtspunkten Vorteile, da sich in einfacher Weise wohl definierte Strömungsabrisskanten an den Übergängen zwischen den Verkleidungselementen realisieren lassen. Hierdurch lassen sich in vorteilhafter Weise zum Beispiel der
Strömungswiderstand sowie die Seitenwindempfindlichkeit des Fahrzeugs 101 beeinflussen.
Insbesondere im Hinblick auf die Seitenwindempfindlichkeit ist hierbei die scharf
abknickende, insbesondere um einen Winkel von mehr als 30° (bezüglich der Ebene der Verkleidungselemente 113.2 bzw. 113.3) abfallende Anordnung der Verkleidungselemente 113.6 bzw. 113.7 von Vorteil, welche bei seitlicher Anströmung zu einem frühzeitigen Ablösen der Strömung in diesem Bereich und damit zu einer Reduktion des auf das
Fahrzeug 101 wirkenden Rollmoments um die Längsachse (x-Achse) führt.
Ein weiterer Vorteil der generell polyedrischen Gestaltung liegt in der stabilisierenden Wirkung der zahlreichen Knickstellen zwischen den Verkleidungselementen 113.1 bis 113.13 für die Verkleidung 113 als Ganzes. Insgesamt kann mit der vorliegenden Gestaltung schon mit vergleichsweise geringen Überdrücken in den Distanzlagen 115.3 sowie den
Versteifungskanälen 114.3 eine in sich ausreichend steife Verkleidung 113 erzielt werden.
Im vorliegenden Beispiel kann bereits mit einem Nennbetriebsdruck (in den Distanzlagen 115.3 sowie den Versteifungskanälen 114.3) von 1 ,5 bar bis 2 bar eine im Betrieb des Fahrzeugs 101 ausreichende Stabilisierung der Verkleidung 113 erzielt werden.
Insbesondere kann hiermit erreicht werden, dass die Geometrie der Verkleidung 1 13 unter den aerodynamischen Belastungen bei Nennbetriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 101 von 50 km/h (ohne Seitenwind) eine Abweichung von der Sollgeometrie (im Ruhezustand bei stehendem Fahrzeug) weniger als 5% beträgt. Mit anderen Worten ist die Steifigkeit der Verkleidung 113 in dem Nennbetriebszustand (unter dem Nennbetriebsdruck in den
Distanzlagen 115.3 sowie den Versteifungskanälen 114.3) so gewählt, dass sich auch bei der Nennbetriebsgeschwindigkeit nur eine vergleichsweise geringe Verformung der Außenhaut ergibt.
Wie insbesondere der Figur 6 am Beispiel der Verkleidungselemente 113.7 und 113.12 zu entnehmen ist, wird die abgewinkelte Verbindung der angrenzenden Verkleidungselements 13.7 und 113.12 über die Verbindungselemente 114 derart hergestellt, dass die äußere Decklage 115.1 des Verkleidungselements 113.7 fortgeführt wird, das Verbindungselement 114 umschlingt und auch die äußere Decklage 115.1 des Verkleidungselements 1 13.12 ausbildet. Hierdurch kann eine besonders stabile und robuste Verbindung erzielt werden. Dabei kann insbesondere eine entsprechende stoffschlüssige und dichtende Verbindung zwischen dem Verbindungselement 114 und der Decklage 1 15.1 vorgesehen sein. Jedenfalls ist eine entsprechend abgedichtete Verbindung zwischen dem Verbindungselement 1 14 und der jeweiligen inneren Decklage 115.2 der Verkleidungselemente 113.7 und 113.12 vorgesehen.
Wie insbesondere der Figur 6 zu entnehmen ist, ist die Verkleidung 13 im vorliegenden Beispiel weiterhin so gestaltet, dass sie den Fahrer 108 bzw. den Fahrersitz 107 im
Wesentlichen vollständig umschließt. Um es dem Fahrer 108 zu ermöglichen, sich im Stand des Fahrzeugs 101 mit seinen Füßen am Boden abzustützen, weist die Verkleidung 113 auf jeder Seite zwei Verschlusselemente 113.14 zum Verschließen einer Durchtrittsöffnung für ein Bein eines Fahrers 108 auf (wie dies in Figur 4 durch die gestrichelten Konturen 117 angedeutet ist). Der Fahrer 108 kann das Verschlusselement 1 13.14 dann einfach beispielsweise mit seinem Bein bzw. Fuß öffnen. Ebenso kann natürlich auch eine automatische Öffnung in
Abhängigkeit von der Betätigung einer Steuereinrichtung durch den Fahrer 108 und/oder in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 101 erfolgen.
Das Verschlusselement 113.14 ist im vorliegenden Beispiel nach Art einer gedämpft selbstschließenden Klappe ausgebildet, sodass der Fahrer 08 sein Bein wieder ins Innere der Verkleidung 113 zurückziehen kann, ohne durch das selbst schließende
Verschlusselement 1 13.14 hierbei behindert zu werden.
Um dem Fahrer 108 im vorliegenden Beispiel den Zugang zum Fahrersitz 107 zu
ermöglichen, sind die beiden Verkleidungselemente 13.7 und 113.12 als Türelement 118 gestaltet. Das Türelement 1 18 ist dabei schwenkbar an dem Teilträgerelement 103.7 angelenkt (welches wie erwähnt einen Fensterholm bildet). Um das Öffnen bzw. das
Geöffnethalten des Türelements 118 zu erleichtern, können in herkömmlicher Weise
Gasdruckfedern oder dergleichen vorgesehen sein.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Türelement 118 zum Öffnen ganz oder teilweise entlüftet wird, um ein Falten des Türeiements 118 zu ermöglichen, wie dies in Figur 4 durch die gestrichelte Kontur 118.1 angedeutet ist. Hierzu kann beispielsweise gezielt das untere Verkleidungselements 113.12 ganz oder teilweise entlüftet werden.
Um das Türelement 1 18 im geschlossenen Zustand sicher und insbesondere ausreichend dichtend zu verschließen, können entsprechende Verriegelungselemente vorgesehen sein. Die Verriegelungselemente können grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Im vorliegenden Beispiel sind entlang der Anschlusskanten zu den angrenzenden Verkleidungselementen 113.6, 113.8, 113.11 und 13.13 jeweils magnetische Elemente vorgesehen, welche mit entsprechenden Gegenelementen am Türelement 18 zusammenwirken, um das Türelement 118 zuverlässig und dichtend geschlossen zu halten.
Die Verkleidung 113 übernimmt im vorliegenden Beispiel neben dem Wetterschutz und der aerodynamischen Verkleidung des Fahrzeugs weitere Funktionen. So sind abschnittsweise folienartige Solarzellen vorgesehen, um zumindest einen Teil der elektrischen
Energieversorgung des Fahrzeugs zu decken. Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 10 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 201 beschrieben. Das Fahrzeug 201 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 101 , sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in Figur 7 bis 10 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 201 zu dem Fahrzeug 101 besteht in der Gestaltung der Verkleidung 213 sowie der daran angepassten Gestaltung des Sicherheitsträgers 203.3. Im Übrigen ist insbesondere die Gestaltung der Rahmenanordnung 101.1 sowie der übrigen Fahrzeugkomponenten identisch.
Im vorliegenden Beispiel ist die Verkleidung 213 derart gestaltet, dass sie den Fahrersitz 107 bzw. den Fahrer 108 nur teilweise umschließt. Hierzu ist sie wiederum aus einer Mehrzahl von Verkleidungselementen 213.1 bis 213.5 gebildet, die wiederum über
Verbindungselemente 114 in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden sind. Von den Verkleidungselementen 213.1 bis 213.5 sind lediglich die Verkleidungselemente 213.1 bis 213.3 als pneumatische Verkleidungselemente ausgebildet. Die beiden anderen Verkleidungselemente 213.4 und 213.5, welche die Sichtscheiben 216 der Verkleidung 213 ausbilden, sind als nicht-pneumatische Verkleidungselemente gestaltet.
Die Gestaltung der pneumatischen Verkleidungselemente 213.1 bis 213.3 entspricht in ihrem grundlegenden Aufbau aus den beiden Decklagen 115.1 und 115.2 sowie der Distanzlage 115.3 der Gestaltung aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Verkleidungselemente 213.1 bis 213.3 nicht als im Wesentlichen ebene Elemente gestaltet sind, sondern abschnittsweise eine dreidimensionale Geometrie mit einfacher und zweifacher Krümmung aufweisen.
Um diese gekrümmte dreidimensionale Geometrie (bei im Wesentlichen gleichmäßiger Druckbeaufschlagung der Distanzlage 115.3) zu erzielen, ist in den beiden Decklagen 115.1 und 115.2 jeweils eine die Krümmung des Verkleidungselements 213.1 bis 213.3
definierende form bestimmende Lage in einem Matrixmaterial der Decklage 1 15.1 bzw. 115.2 eingebettet. Im vorliegenden Beispiel wird die Form bestimmende Lage durch die
Gewebelagen 1 15.6 und 1 15.7 des dreidimensionalen Gewebes 1 15.5 gebildet.
Hierzu sind in die jeweilige Gewebelage 115.6 und 115.7 entsprechende Raffungen, Faltungen und/oder Abnäher eingebracht, wodurch die dreidimensionale Geometrie der jeweiligen Decklage 115.1 bzw. 115.2 definiert wird. Es versteht sich, dass hierfür gegebenenfalls bestimmte Bereiche aus dem Gewebe 115.5 ausgeschnitten worden sein können und dann das Gewebe 115.5 entlang der Schnittkanten wieder verbunden, beispielsweise vernäht worden sein kann. Ebenso ist es natürlich auch möglich, das Gewebe 115.5 bereits von vornherein in einer solchen dreidimensionalen Gestaltung zu erzeugen.
Die beiden nicht-pneumatischen Verkleidungselemente 213.4 und 213.5 sind im
vorliegenden Beispiel als ausreichend formstabile, dreidimensional geformte
Kunststoffscheiben gestaltet, welche über die Verbindungselemente 114 miteinander bzw. mit den angrenzenden pneumatischen Verkleidungselementen 213.1 bis 213.3 verbunden sind.
Wie insbesondere der Figur 8 zu entnehmen ist, weist das Sicherheitsträgerelement 203.3 wiederum zwei Teilträgerelemente 203.7 auf, welche starr mit dem Vorderradträger 103 verbunden sind. Die Verkleidung 213 ist dabei im Bereich des Verbindungselements 114 zwischen den Verkleidungselementen 213.4 und 213.5 jeweils in dem in Figur 7 dargestellten geschlossenen Zustand über eine entsprechende Verriegelung fest mit dem zugehörigen Teilträgerelement 203.7 verbunden, sodass dieses jeweils einen Fensterholm der
Frontscheibe bildet.
Diese Verriegelung kann im vorliegenden Beispiel jedoch gelöst werden, sodass die
Verkleidung 213 in eine geöffnete Stellung verbracht werden kann, wie sie in der Figur 10 dargestellt ist. Hierzu ist die Verkleidung 213 an jedem Teilträgerelemente 203.7 über zwei schwenkbare Koppelelemente 219 (insgesamt also über vier Koppelelemente 219) angelenkt, sodass die Verkleidung 213, das jeweilige Teilträgerelement 203.7 und die beiden Koppelelemente 219 ein Gelenkviereck bilden.
Im vorliegenden Beispiel sind die Koppelelemente 219 als einfache starre Koppelstange gestaltet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch vorgesehen sein kann, dass das Koppelelement eine Gasdruckfeder umfasst, da hiermit Gestaltungen realisiert werden können, welche sich trotz des Gewichts bzw. der Größe der Verkleidung besonders einfach öffnen und schließen lassen. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Bewegung der Verkleidung 213 beim Öffnen bzw. Verschließen des Zugangs zum Fahrersitz 07 vorgesehen sein kann. So können jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination und/oder beliebiger Abfolge translatorische und rotatorische Bewegungen realisiert sein. Der Bewegungsablauf kann dabei über beliebige Getriebe, Kulissenführungen etc. vorgegeben werden.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass anstelle des dreidimensionalen Gewebes 115.5 auch anderweitige Körper 1 15.5 verwendet werden können, welche ausreichend zugfeste
Stützstellen bzw. Verbindungsstellen zwischen den beiden Decklagen 115.1 und 115.2 erzeugen. So kann beispielsweise eine über ein 3D-Druckverfahren, beispielsweise aus einem ausreichend zugfesten Kunststoff, erzeugte Struktur verwendet werden, welche entsprechende Verbindungselemente 115.4 aufweist, die zwei Lagen 1 15.6 und 1 15.7 verbinden, welche dann mit den Decklagen 115.1 bzw. 1 15.2 verbunden werden können, indem sie beispielsweise in diese eingebettet oder auf andere Weise, beispielsweise stoffschlüssig, angebunden werden. Ein solches 3D-Druckverfahren hat insbesondere bei einer gekrümmten Geometrie des Verkleidungselements den Vorteil, dass der Körper 115.5 in einfacher Weise bereits bei seiner Herstellung die entsprechende, für das
Verkleidungselement formbestimmende Geometrie erhalten kann.
Drittes Ausführunqsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 11 und 12 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 301 beschrieben. Das Fahrzeug 301 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Fahrzeug 101 , sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind in Figur 1 und 12 identische Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen, während gleichartige Bauteile mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern im Folgenden keine abweichenden Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der einzige Unterschied des Fahrzeugs 301 zu dem Fahrzeug 101 besteht wiederum in der Gestaltung der Verkleidung 313 sowie der daran angepassten Gestaltung des
Sicherheitsträgers 303.3 (wobei der Sicherheitsträger 303 im vorliegenden Beispiel identisch zu dem Sicherheitsträger 203 des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist). Im Übrigen ist insbesondere die Gestaltung der Rahmenanordnung 101.1 sowie der übrigen
Fahrzeugkomponenten identisch. Im vorliegenden Beispiel ist die Verkleidung 313 derart gestaltet, dass sie den Fahrersitz 107 bzw. den Fahrer 108 nur teilweise umschließt. Hierzu ist sie wiederum aus einer Mehrzahl von Verkleidungselementen 313.1 bis 313.6 gebildet ist, die wiederum über
Verbindungselemente 1 14 in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden sind. Von den Verkleidungselementen 313.1 bis 313.6 sind lediglich die Verkleidungselemente 313.1 bis 313.3 als pneumatische Verkleidungselemente ausgebildet. Die übrigen
Verkleidungselemente 313.4 bis 313.6, welche die Sichtscheiben 316 der Verkleidung 313 ausbilden, sind als nicht-pneumatische Verkleidungselemente gestaltet.
Die Gestaltung der pneumatischen Verkleidungselemente 313.1 bis 313.3 entspricht in ihrem grundlegenden Aufbau aus den beiden Decklagen 1 15.1 und 1 15.2 sowie der Distanzlage 115.3 der Gestaltung aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Unterschied besteht darin, dass das Verkleidungselement 313.1 nicht als im Wesentlichen ebenes Element gestaltet ist, sondern abschnittsweise eine dreidimensionale Geometrie mit einfacher Krümmung aufweist.
Um diese gekrümmte dreidimensionale Geometrie (bei im Wesentlichen gleichmäßiger Druckbeaufschlagung der Distanzlage 115.3) zu erzielen, ist in den beiden Decklagen 1 15.1 und 1 15.2 jeweils eine die Krümmung des Verkleidungselements 313.1 definierende formbestimmende Lage in einem Matrixmaterial der Decklage 1 15.1 bzw. 1 15.2 eingebettet. Im vorliegenden Beispiel wird die Form bestimmende Lage durch die Gewebelagen 1 15.6 und 115.7 des dreidimensionalen Gewebes 1 5.5 gebildet, wie dies schon ausführlich im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sodass insoweit explizit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Die drei nicht-pneumatischen Verkleidungselemente 313.4 bis 313.6 sind im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen zylinderförmig zwischen den angrenzenden
Verbindungselementen 114 aufgespannte Sichtscheiben 316 aus einer Kunststofffolie gestaltet. Die angrenzenden Verbindungselemente 1 14 sind hierzu als im Wesentlichen U-förmige Bögen gestaltet, zwischen denen die Verkleidungselemente 313.4 bis 313.6 in dem in Figur 11 dargestellten geschlossenen Zustand (im Wesentlichen faltenfrei) gespannt sind. Die Spannung wird dabei wesentlich durch die mit Druck beaufschlagten
pneumatischen Verkleidungselemente 313.1 bis 313.3 und die Verbindungselemente 1 14 aufgebaut. Weiterhin sind die beiden bogenförmigen Verbindungselemente 114, welche das Verkleidungselement 1 13.5 begrenzen, zur weiteren Stabilisierung der Verkleidung über eine lösbare Verriegelung mit dem jeweils angrenzenden Teilträgerelement 203.7 verbunden. Die Druckversorgung der pneumatischen Verkleidungselemente 313.1 bis 313.3 sowie der Verbindungselemente 114 erfolgt im vorliegenden Beispiel zu beiden Seiten des Fahrersitzes 107 über jeweils einen Lagerkörper 320, der aus mehreren koaxial gelagerten Lagerringen 320.1 aufgebaut ist und im Bereich des Fahrersitzes mit dem vorderen Fahrwerksträger 103 verbunden ist. Für jedes bogenförmige Verbindungselement 1 14 ist dabei ein separat drehbarer Lagerring 320.1 vorgesehen, über welchen die Druckversorgung des
zugeordneten Verbindungselements 1 14 erfolgt.
Zum öffnen des Zugangs zum Fahrersitz 107 werden die pneumatischen
Verkleidungselemente 313.2 und 313.3 entlüftet, sodass der vordere Teil der Verkleidung 313 um die Drehachse der Lagerringe 320.1 nach hinten verschwenkt werden kann, wie dies in Figur 11 durch die gestrichelte Kontur 321 angedeutet ist.
Hierbei werden die entlüfteten Verkleidungselemente 313.2 und 313.3 faltenbalgartig zusammengefaltet, wie dies in Figur 12 durch die gestrichelte Kontur 321.1 angedeutet ist. Um eine definierte Faltung zu erzielen, sind die Verkleidungselemente 3 3.2 und 313.3 jeweils in einzelne Sektionen 115.8 unterteilt, welche untereinander jeweils über ein
Verbindungselement 314 verbunden sind, welches nach Art eines Filmscharniers ausgebildet ist. Dabei wird das Verbindungselement 314 alternierend von der ersten Decklage 115.1 und der zweiten Decklage 115.2 ausgebildet, wie dies der Figur 12 zu entnehmen ist.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von primär
muskelgetriebenen Fahrzeugen geschrieben. Es versteht sich jedoch, dass sie auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Antriebskonzepten, die einzelnen oder in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen, Verwendung finden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, mit
- einer Rahmenanordnung (101.1) und
- einer Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313), wobei
- die Rahmenanordnung (101.1) wenigstens ein vorderes Laufrad (105), wenigstens ein hinteres Laufrad (106) sowie wenigstens einen Fahrersitz (107) trägt,
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) eine Außenhaut des Fahrzeugs bildet, wenigstens den Fahrersitz (107) in einer Fahrzeuglängsrichtung überspannt und
- die Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) wenigstens ein pneumatisches
Außenhautelement (113.1 , 1 13.4 bis 113.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) umfasst, welches wenigstens einen Teil der Außenhaut definiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das pneumatische Außenhautelement (113.1 , 113.4 bis 113.13; 213.1 bis 213.3;
313.1 bis 313.3) als wenigstens doppelwandiges, druckdichtes Wandungselement ausgebildet ist, welches eine druckdichte erste Decklage (115.1), eine druckdichte zweite Decklage (115.2) und eine mit der ersten Decklage (1 15.1) und der zweiten Decklage (1 15.2) verbundene gasdurchlässige Distanzlage (115.3) umfasst, wobei
- die Distanzlage (115.3) dazu ausgebildet ist, die erste Decklage (115.1) und die zweite Decklage (1 15.2) bei einer Druckbeaufschlagung der Distanzlage (115.3) mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck im
Wesentlichen äquidistant zueinander zu halten.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Distanzlage (115.3) eine Vielzahl von Distanzelementen (115.4) umfasst, über welche die erste Decklage (115.1) und die zweite Decklage ( 15.2) miteinander, wobei
- die Anzahl der Distanzelemente (1 15.4) pro Quadratzentimeter insbesondere wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 10, weiter vorzugsweise wenigstens 20, beträgt
und/oder - die Distanzelemente (1 15.4) insbesondere nach Art von Stegen oder Filamenten ausgebildet sind.
3. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Distanzlage (1 15.3) eine Vielzahl von separaten Distanzelementen (1 15.4) umfasst, über welche die erste Decklage (1 15.1 ) und die zweite Decklage (115.2) miteinander verbunden sind, wobei
- die Distanzelemente (1 15.4) stoffschlüssig und/oder monolithisch mit der ersten Decklage (1 15.1) und/oder der zweiten Decklage (115.2) verbunden sind.
4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest die erste Decklage (1 15.1) und/oder die zweite Decklage (1 15.2) ein Kunststoffmaterial umfasst
und/oder
- zumindest die erste Decklage (1 15.1 ) und/oder die zweite Decklage (115.2) ein flächiges Gewebematerial (115.5) umfasst
und/oder
- die Distanzelemente (1 15.4) Teil eines dreidimensional gewobenen Materials (1 15.5) sind, welches sich in die erste Decklage (1 15.1) und/oder die zweite Decklage (1 15.2) erstreckt und dort insbesondere in einem Matrixmaterial eingebettet ist.
5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement (1 13.1 , 1 13.4 bis 113.13;
313.2, 313.3) als im Wesentlichen ebenes Wandungselement ausgebildet ist, wobei
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) insbesondere mehrere pneumatische Außenhautelemente (113.1 , 1 13.4 bis 113.13) umfasst, die derart ausgebildet und abgewinkelt aneinander angrenzend angeordnet sind, dass die Außenhaut des Fahrzeugs zumindest abschnittsweise nach Art eines Polyeders ausgebildet ist. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement (213.1 bis 213.3; 313.1) als zumindest abschnittsweise gekrümmtes Wandungselement, insbesondere zumindest abschnittsweise zweifach gekrümmtes Wandungselement, ausgebildet ist, wobei
- zumindest die erste Decklage (115.1) und/oder die zweite Decklage (1 5.2) eine die Krümmung des Wandungselements definierende formbestimmende Lage
(1 15.6, 1 15.7) umfasst, die insbesondere in einem Matrixmaterial der Decklage (1 15.1) eingebettet ist, wobei
- die form bestimmende Lage insbesondere wenigstens eine Membranlage und/oder eine Gewebelage (115.6, 115.7) umfasst, die derart ausgebildet ist, dass sie unter im Wesentlichen gleichmäßiger Druckbeaufschlagung ihrer Oberfläche die gekrümmte Kontur des Wandungselements definiert, wobei
- die formbestimmende Eigenschaft der Gewebelage (115.6, 115.7) insbesondere durch eine dreidimensionale Webung der Gewebelage (1 15.6, 115.7) und/oder wenigstens eine Raffung der Gewebelage (115.6, 115.7) und/oder wenigstens einen Abnäher der Gewebelage (1 5.6, 1 15.7) erzielt ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) wenigstens zwei, insbesondere
pneumatische, Außenhautelemente (113.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) umfasst, die aneinander angrenzend angeordnet sind, und
- zwischen den beiden Außenhautelementen (113.1 , 113.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) ein Verbindungselement (114; 314) angeordnet ist, wobei
- das Verbindungselement (114) insbesondere zur Versteifung der
Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) ausgebildet ist
und/oder
- das Verbindungselement (1 14) zur Versteifung der Außenhauteinrichtung (113;
213; 313) insbesondere wenigstens einen mit Druck beaufschlagbaren
Versteifungskanal (1 14.3) aufweist
und/oder - das Verbindungselement (114) insbesondere wenigstens einen Zufuhrkanal (1 14.1 , 1 14.2) zur Druckbeaufschlagung der Distanzlage (1 15.3) wenigstens eines angrenzenden pneumatischen Außenhautelements (1 13.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) umfasst.
und/oder
- das Verbindungselement (314) insbesondere nach Art eines Folienschamiers ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement (314) insbesondere durch wenigstens einen Teil einer der Decklagen (1 15.1 , 1 15.2) gebildet ist.
8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) wenigstens ein transparentes
Außenhautelement (1 3.2, 113.3, 1 3.6, 1 13.7; 213.4, 213.5; 313.4 bis 313.6) umfasst, wobei
- das transparente Außenhautelement (1 13.2, 1 13.3, 113.6, 13.7; 213.4, 213.5;
313.4 bis 313.6) ein Windschutzscheibenelement der Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) bildet
und/oder
- das transparente Außenhautelement (1 13.2, 1 13.3, 113.6, 1 13.7; 213.4, 213.5;
313.4 bis 313.6) über ein Verbindungselement (1 14) mit dem pneumatischen Außenhautelement (113.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) verbunden ist.
9. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) wenigstens eine mit der Distanzlage (115.3) des pneumatischen Außenhautelements (1 13.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) verbundene Entlüftungseinrichtung (111.1) aufweist, über welche der Innendruck in der Distanzlage (115.3) reduzierbar ist, wobei
- das pneumatische Außenhautelement (1 13.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3;
313.1 bis 313.3) derart ausgebildet ist, dass es einen über die
Entlüftungseinrichtung (1 1 1.1) entlüfteten Zustand aufweist, in welchem das pneumatische Außenhautelement (1 3.1 , 113.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) faltbar ist, wobei - das pneumatische Außenhautelement (313.3, 313.3) insbesondere derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es zum Öffnen eines Zugangs zu dem Fahrersitz (107) faltbar ist.
10. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (1 13) wenigstens ein Verschlusselement (1 13.14) zum Verschließen einer Durchtrittsöffnung für ein das Fahrzeug im Stand abstützendes Bein eines Fahrers umfasst, wobei das Verschlusselement (1 13.14) insbesondere nach Art einer gedämpft selbstschließenden Klappe ausgebildet ist und/oder das Verschlusselement insbesondere eine Mehrzahl elastischer Lamellen umfasst, und/oder
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) zumindest abschnittsweise,
insbesondere folienartige, Solarzellen umfasst
und/oder
- die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) insbesondere folienartige,
Beleuchtungsabschnitte, insbesondere organische Leuchtdioden (OLED) umfasst.
11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (113) wenigstens ein Türelement (118) umfasst, wobei
- das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement (113.7, 113.12) einen Teil des Türelements (1 18) bildet, wobei
- das Türelement (1 18) insbesondere schwenkbar an einem Fensterholm (103.7) der Rahmenanordnung (101.1) angelenkt ist
und/oder
- das Türelement (118) insbesondere ein Seitenfensterelement (116) umfasst, wobei das wenigstens eine pneumatische Außenhautelement (1 13.7)
insbesondere wenigstens einen Teil eines das Seitenfensterelement (1 16) tragenden Seitenfensterrahmenelements (1 16.1 ) bildet. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- es einen Ruhezustand und einen Nennbetriebszustand mit einer
Nennbetriebsgeschwindigkeit aufweist, wobei
- die Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) in dem Ruhezustand keinen
aerodynamischen Lasten unterworfen ist,
- die Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) in dem Nennbetriebszustand den aerodynamischen Lasten unterworfen ist, welche aus der längsaxialen
Anströmung bei Fahrt mit Nennbetriebsgeschwindigkeit resultieren,
- das pneumatische Außenhautelement (113.1 , 1 13.4 bis 1 13.13; 213.1 bis 213.3;
313.1 bis 313.3) bei Beaufschlagung der Distanzlage (1 15.3) mit einem
Nennbetriebsdruck in dem Ruhezustand eine vorgegebene Sollgeometrie aufweist und
- das pneumatische Außenhautelement (113.1, 113.4 bis 113.13; 213.1 bis 213.3;
313.1 bis 313.3) derart ausgebildet ist, dass eine Abweichung der Geometrie des Außenhautelements (113.1 , 1 13.4 bis 113.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) vom der Sollgeometrie in dem Nennbetriebszustand bei Beaufschlagung der Distanzlage (115.3) mit dem Nennbetriebsdruck weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter vorzugsweise weniger als 5%, der Sollgeometrie beträgt.
Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine mehrteilige Rahmenanordnung (101.1) vorgesehen ist, die wenigstens einen ersten Träger (103) und einen zweiten Träger (102) umfasst, wobei
- die Rahmenanordnung (101.1 ) dazu ausgebildet ist, wenigstens ein vorderes
Laufrad (105), einen Fahrersitz (107) und wenigstens ein hinteres Laufrad (106) zu tragen,
- der erste Träger (103) ein vorderer Fahrwerksträger ( 03) ist, der dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine vordere Laufrad (105) und einen Fahrersitz (107) zu tragen,
- der vorderer Fahrwerksträger (103) zur Ausbildung einer Sicherheitszelle (103.6) ein den Fahrersitz (107) in der Fahrzeuglängsrichtung überspannendes
Sicherheitsträgerelement (103.3) aufweist, an welchem eine den Fahrersitz (107) überspannende Außenhauteinrichtung (113; 213; 313), insbesondere lösbar, angebunden ist,
- der vordere Fahrwerksträger (103) in einem vorderen Fahrwerksträgergelenk
(103.1 ) zur Erhöhung der Sitzposition des Fahrersitzes (107) um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse (103.2) schwenkbar an dem zweiten Träger (102) angelenkt ist,
- das Sicherheitsträgerelement (103.3) zwei in der Fahrzeugquerrichtung
voneinander beabstandete Teilträgerelemente (103.7) aufweist, welche zumindest abschnittsweise einen die Außenhauteinrichtung (1 13; 213; 313) abstützenden Seitenholm einer Frontscheibeneinheit der Außenhauteinrichtung (113; 213; 3 3) bilden.
4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (213; 313) beweglich an der Rahmenanordnung (101.1 ), insbesondere beweglich an einem Sicherheitsträgerelement der
Rahmenanordnung (101.1 ), angelenkt ist, wobei
- die Außenhauteinrichtung (213; 313) zwischen einer den Fahrersitz
überspannenden und einen Zugang zum Fahrersitz versperrenden geschlossenen Stellung und einer einen Zugang zum Fahrersitz freigebenden geöffneten Stellung bewegbar ist, wobei
- die Außenhauteinrichtung (213; 313) insbesondere um wenigstens einen
Drehpunkt bezüglich der Rahmenanordnung (101.1 ) verschwenkbar ist.
5. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Außenhauteinrichtung (213; 3 3) über wenigstens ein schwenkbar und/oder verschieblich an der Rahmenanordnung (101.1 ) angelenktes Koppelelement (219; 320.1 ), insbesondere wenigstens eine Koppelstange, an der Rahmenanordnung (101 .1 ) angelenkt ist, wobei
- die Außenhauteinrichtung (213; 313) insbesondere über wenigstens zwei,
vorzugsweise vier, schwenkbar und/oder verschieblich an der Rahmenanordnung (101.1) angelenkte Koppelelemente (219; 320.1 ), an der Rahmenanordnung (101.1 ) angelenkt ist, wobei - insbesondere die Außenhauteinrichtung (213) und die Rahmenanordnung (101.1) mit zwei Koppelelementen (219) ein Gelenkviereck bilden
und/oder
- das wenigstens eine Koppelelement (219) insbesondere eine Gasdruckfeder
umfasst.
16. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rahmenanordnung (101.1 ) einen vorderen Fahrwerksträger (103), einen
Grundrahmenträger (102) und einem hinteren Fahrwerksträger (104) umfasst, wobei
- der hintere Fahrwerksträger (104) dazu ausgebildet ist, das hintere Laufrad (106) zu tragen,
- der vordere Fahrwerksträger (103) dazu ausgebildet ist, das vordere Laufrad (105) und den Fahrersitz (107) zu tragen, und
- der vordere Fahrwerksträger (103) dazu ausgebildet ist, zur Erhöhung der
Sitzposition des Fahrersitzes (107) um eine Fahrzeugquerachse verschwenkt zu werden,
- der vordere Fahrwerksträger (103) in einem vorderen Fahrwerksträgergelenk (103.1) um eine vordere Fahrwerksträgergelenkachse (103.2) schwenkbar an dem Grundrahmenträger (102) angelenkt ist und
- der hintere Fahrwerksträger (104) in einem hinteren Fahrwerksträgergelenk
(104.1) um eine hintere Fahrwerksträgergelenkachse (104.2) schwenkbar an dem Grundrahmenträger (102) angelenkt ist.
17. Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
- das vordere Laufrad (105) und das hintere Laufrad (106) in einer Betriebsposition einen maximalen Radstand in Richtung einer Fahrzeuglängsachse definieren und
- die vordere Fahrwerksträgergelenkachse (103.1) und die hintere
Fahrwerksträgergelenkachse (104.1) in Richtung einer Fahrzeuglängsachse um 30% bis 80% des maximalen Radstands, vorzugsweise um 40% bis 70% des maximalen Radstands, weiter vorzugsweise um 50% bis 60% des maximalen Radstands, beabstandet sind. Fahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine erste Stelleinrichtung (109) zum Verschwenken des vorderen
Fahrwerksträgers (103) um die vordere Fahrwerksträgergelenkachse (103.1) vorgesehen ist,
und/oder
- eine zweite Stelleinrichtung (110) zum Verschwenken des hinteren
Fahrwerksträgers (104) um die hintere Fahrwerksträgergelenkachse (104.2) vorgesehen ist, wobei
- die Stelleinrichtung (109, 110) zwischen dem Grundrahmenträger (102) und dem zugeordneten Fahrwerksträger (103, 104) wirkt und
- die Stelleinrichtung (109, 110) insbesondere wenigstens ein fluidisches
Stellelement, insbesondere ein pneumatisches Stellelement, umfasst, wobei
- das fluidische Stellelement insbesondere ein fluidisches Muskelelement (109.1 ) umfasst.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Druckversorgungseinrichtung (111) vorgesehen ist, die eine Drucksteuerung (111.1) und einen Kompressor und/oder einen Druckspeicher umfasst, wobei
- die Drucksteuerung (1 11.1) insbesondere dazu ausgebildet ist, einen Innendruck in dem wenigstens einen pneumatischen Außenhautelement (113.1 , 1 13.4 bis 113.13; 213.1 bis 213.3; 313.1 bis 313.3) und/oder einem fiuidischen Steitelement (109.1 , 110.1) einzustellen,
und/oder
- die Druckversorgungseinrichtung (111) insbesondere dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer Relativbewegung zwischen zwei Komponenten der Rahmenanordnung (101.1) zu gewinnen,
und/oder
- die Druckversorgungseinrichtung ( 11) insbesondere dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors aus einer entgegen einer Antriebsrichtung betriebenen Antriebseinrichtung (112) des Fahrzeugs zu gewinnen, 14/191417
50
und/oder
- die Druckversorgungseinrichtung (11 1) insbesondere dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors unter Nutzung einer Bremsenergie des Fahrzeugs zu gewinnen
und/oder
- die Druckversorgungseinrichtung (111) insbesondere dazu ausgebildet ist,
mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs unmittelbar als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen,
und/oder
- die Druckversorgungseinrichtung (111 ) insbesondere dazu ausgebildet ist,
mechanische Energie aus einer Relativbewegung zwischen Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere über einen generatorisch betriebenen Antriebsmotor (112.3) des Fahrzeugs, in elektrische Energie zu wandeln und elektrische Energie als Antriebsenergie zum Betreiben des Kompressors zu nutzen.
Außenhauteinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhauteinrichtung als die Außenhauteinrichtung (113; 213; 313) eines Fahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
PCT/EP2014/060969 2013-05-31 2014-05-27 Fahrzeug mit einer aussenhauteinrichtung Ceased WO2014191417A1 (de)

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DE102013105632.6A DE102013105632A1 (de) 2013-05-31 2013-05-31 Fahrzeug mit einer Außenhauteinrichtung
DE102013105632.6 2013-05-31

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