DE3005169C2

DE3005169C2 -

Info

Publication number: DE3005169C2
Application number: DE3005169A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Shiki Jp Yamamoto; Masaki Urawa Saitama Jp Watanabe; Shinichi Tokio/Tokyo Jp Koizumi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1987-09-17
Also published as: US4316520A; FR2449023A1; DE3005169A1; GB2045705B; JPS5824310B2; JPS55110680A; FR2449023B1; GB2045705A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreiradfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Ein Dreiradfahrzeug dieser Bauart ist in der DE-OS 25 02 529 beschrieben und dargestellt. Bei der bekannten Bauart weist das Drehgelenk einander entgegengesetzt wirksame Rückstellfedern auf, die das Drehgelenk in einer Mittelstellung zentrieren. Zum Zweck des Ausgleichs der unterschiedlichen Momente, die beim Lenken bzw. bei einer Neigung des Dreiradfahrzeugs in Richtung der Seite des angetriebenen Hinterrades und in der entgegengesetzten Richtung entstehen, sind die Rückstellkräfte der Rückstellfedern unterschiedlich bemessen.

Die bekannte Bauart ist nachteilig, weil sie eine schlechte Geradeausfahrtstabilität aufweist. Dies beruht darauf, daß der einseitige Hinterradantrieb ein Moment erzeugt, durch welches der Lenker in eine seitliche Richtung gedrängt wird, weil der bei Kurvenfahrt wirksame Ausgleichsmechanismus bei Geradeausfahrt wirkungslos ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiradfahrzeug der eingangs bezeichneten Bauart zu schaffen, bei welchem sowohl bei Kurvenfahrt als auch bei Geradeausfahrt das durch den einseitigen Hinterradantrieb bedingte Moment ausgeglichen wird, so daß dem Fahrer in jedem Fall ein gutes Fahrgefühl vermittelt wird. Dabei sollte der Aufbau einfach und kostengünstig sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch enthaltenen Kennzeichnungsmerkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird durch die zur Seite geneigte Anordnung der Drehachse des Gelenks das auf das Fahrzeug ausgeübte Moment wirksam ausgeglichen und damit die Tendenz des Lenkers zu einer Schwenkbewegung bei Geradeausfahrt beseitigt. Darüber hinaus wird bei Kurvenfahrt in beiden Lenkrichtungen die gleiche Lenkkraft benötigt. Der Fahrer hat also immer ein gutes Fahrgefühl. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist außerdem einfach und kostengünstig, weil im Drehgelenk Rückstellfedern mit gleichgroßen Rückstellkräften zum Einsatz kommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dreiradfahrzeugs;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Dreiradfahrzeugs nach Fig. 1;

Fig. 3 den vergrößerten Schnitt III-III in Fig. 1;

Fig. 4 in einem vergrößerten Längsschnitt die Konstruktion des in Fig. 1 und 2 dargestellten Gelenks;

Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine vereinfachte Draufsicht des erfindungsgemäßen Dreiradfahrzeugs zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung;

Fig. 7 und 8 eine vereinfachte Seitenansicht bzw. eine vereinfachte Vorderansicht des Fahrzeugs nach Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 und 2 gehören zum Körper B des dargestellten Dreiradfahrzeugs ein vorderer Rahmen Ff zur Halterung eines einzigen Vorderrades 1 und eines Sattels 3 sowie ein hinterer Rahmen Fr zur Halterung eines rechten Hinterrades 2 ₁ und eines linken Hinterrades 2 ₂. Gemäß Fig. 1 ist das Vorderrad 1 in der Längssymmetrieebene O des Fahrzeugs angeordnet, während die beiden Hinterräder parallel zu der Symmetrieebene O und in gleich großen Abständen von ihr angeordnet sind.

Der vordere Rahmen Ff ist an seinem vorderen Ende mit einem rohrförmigen Kopf 4 versehen, in dem eine Vorderradgabel 6 drehbar gelagert ist, an deren oberem Ende ein stangenförmiger Lenker 5 befestigt ist. Das Vorderrad 1 ist am unteren Ende der Vorderradgabel 6 auf einer Vorderradachse 7 gelagert.

Gemäß Fig. 3 sind die Hinterräder 2 ₁ und 2 ₂ mit zugehörigen Hinterradachsen 8 ₁ und 8 ₂ drehfest verbunden. Die beiden Hinterradachsen sind in zugehörigen Lagern 9 ₁ und 9 ₂ gelagert, die auf entgegengesetzten Seiten des hinteren Rahmens Fr angeordnet sind.

Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das auf der rechten Seite angeordnete Hinterrad 2 ₁ als Antriebsrad verwendet wird, ist mit der rechten Hinterradachse 8 ₁ ein antreibbares Zahnrad 12 drehfest verbunden, in das ein Antriebszahnrad oder ein Ritzel 11 eingreift, welches zu der Abtriebswelle 10 eines Antriebsaggregats E, z. B. einer auf den hinteren Rahmen Fr montierten Brennkraftmaschine, gehört.

Ferner ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Zwischenwelle 14 vorhanden, die gemäß Fig. 3 an ihrem rechten Ende durch eine Keilwellenverbindung 13 drehfest mit der Achse 8 ₁ des rechten Hinterrades 2 ₁ verbunden und an ihrem anderen Ende im benachbarten Ende der Achse 8 ₂ für das linke Hinterrad drehbar gelagert ist. Die Zwischenwelle 14 und die linke Hinterradachse 8 ₂ sind durch ein Reibungsdifferential 15 bekannter Art miteinander gekuppelt. Bei dieser Anordnung wird ein Teil der Antriebskraft des antreibenden Rades, d. h. des rechten Hinterrades 2 ₁, durch das Reibungsdifferential 15 auf das linke Hinterrad 2 ₂ übertragen, um das Bestreben des Fahrzeugs zu verringern, sich in Richtung auf die antriebslose Seite, d. h. im vorliegenden Fall nach links, zu bewegen, wobei beim Durchfahren einer Kurve das Reibungsdifferential 15 einen Schlupf ermöglicht, so daß sich die beiden Hinterräder verschieden schnell drehen können. Das Hinterrad auf der Außenseite der Kurve dreht sich jeweils schneller als das auf der Innenseite.

Der vordere und der hintere Rahmen sind durch ein Gelenk P verbunden, dessen Drehachse X gemäß Fig. 1 gegen die Längssymmetrieebene O des Fahrzeugs in Richtung auf diejenige Seite verschwenkt ist, auf welcher sich das antreibende Hinterrad 2 ₁ befindet, so daß die Gelenkachse gegenüber dem Fahrzeug von hinten nach vorn unter einem Winkel R zur Längssymmetrieebene seitlich nach außen verläuft. Gemäß Fig. 2 ist die Gelenkachse X vorzugsweise auch vom hinteren zum vorderen Teil des Fahrzeugs nach oben geneigt.

Gemäß Fig. 4 und 5 gehören zu dem Gelenk P ein durch Kopfschrauben 16 mit dem vorderen Rahmen Ff verbundenes Gelenkgehäuse 17 und eine Gelenkachse 19, die mit dem hinteren Rahmen Fr durch Schweißstellen 18 verbunden ist und in das Gelenkgehäuse 17 hineinragt. Die Gelenkachse 19 ist nahe ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende in der vorderen bzw. der hinteren Stirnwand des Gelenkgehäuses 17 mit Hilfe eines Kugellagers 21 bzw. eines Gleitlagers 20 drehbar gelagert. Gemäß Fig. 1 und 2 bestimmen die Gelenkachse 19 und das Gelenkgehäuse 17 die Lage der erwähnten Gelenkachse X. Hierbei ist der vordere Rahmen Ff um die Gelenkachse X gegenüber dem hinteren Rahmen Fr kippbar.

Um der Tendenz des hinteren Rahmens Fr, unter der Wirkung der Fliehkraft umzukippen, wenn das Fahrzeug eine Kurve zurücklegt, entgegenzuwirken, ist das Gelenk P gemäß Fig. 4 mit einer Federanordnung S der bekannten Neidhart-Bauart versehen. Das Gelenkgehäuse 17 hat gemäß Fig. 5 eine solche Form, daß es eine Federkammer 22 bildet, die einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat und ein Federbetätigungsglied 23 von ebenfalls im wesentlichen quadratischer Querschnittsform enthält, das mit der Gelenkachse 19 drehfest verbunden ist. Gemäß Fig. 5 sind vier zylindrische Gummifedern 24 vorhanden, die in den vier Ecken der Federkammer 22 angeordnet sind und in Druckberührung mit den ihnen zugewandten Flachseiten des Federbetätigungsgliedes 23 stehen. Führt der vordere Rahmen Ff eine Roll- oder Kippbewegung zur einen oder anderen Seite aus, so daß das Gelenkgehäuse 17 zusammen mit der Gelenkachse 19 um die Achse X gedreht wird, werden die Gummifedern 24 so verformt bzw. schräg an die zugehörigen Flachseiten des Federbetätigungsgliedes 23 angepreßt, daß sie auf die Gelenkachse 19 ein Drehmoment ausüben, das dem Drehmoment entgegenwirkt, welches durch die Fliehkraft auf den hinteren Rahmen Fr aufgebracht wird.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Dreiradfahrzeug während des Durchfahrens einer Kurve anhand von Fig. 6 bis 8 erläutert.

Wird der vordere Rahmen Ff veranlaßt, eine Kippbewegung auszuführen, so daß das Fahrzeug nach rechts oder links kippt, kann man annehmen, daß gemäß Fig. 6 ein Dreieck abc mit einer Ecke a am Berührungspunkt zwischen dem Vorderrad 1 und der Fahrbahn, einer zweiten Ecke b am Schnittpunkt zwischen der Gelenkachse X und dem von der Ecke a auf die Gelenkachse gefällten Lot sowie einer dritten Ecke c am Schnittpunkt zwischen der Gelenkachse X und der senkrechten Mittellinie der Hinterradachsen 8 ₁ und 8 ₂ um die Basisseite a-c des Dreiecks nach rechts oder links geschwenkt wird. Hierbei wird das Gelenk P, das sich längs der geneigten Seite b-c des Dreiecks erstreckt, zusammen mit der Dreieckseite b-c nach rechts oder links geschwenkt, so daß die beiden Hinterräder 2 ₁ und 2 ₂ durch den hinteren Rahmen Fr gemeinsam nach rechts oder links geschwenkt werden, wodurch das Durchfahren einer Kurve erleichert wird.

Gemäß der Erfindung unterscheidet sich der Winkel η ₂, um den die beiden Hinterräder nach rechts geschwenkt werden, wenn der vordere Rahmen Ff um den Winkel δ nach rechts gekippt wird, mehr oder weniger stark von dem Winkel η ₁, der sich ergibt, wenn der vordere Rahmen Ff um den gleichen Winkel δ nach links geschwenkt wird; hierauf wird im folgenden näher eingegangen.

Wie erwähnt, erstreckt sich die Gelenkachse X unter einem Winkel zur Längssymmetrieebene O des Fahrzeugs auf derjenigen Seite dieser Ebene, auf welcher das antreibende Hinterrad 2 ₁ angeordnet ist, und sie verläuft gegenüber der Symmetrieebene O unter einen Winkel R von hinten nach vorn. Daher wird das beschriebene Dreieck abc bei dem hier behandelten Ausführungsbeispiel in einer Lage gehalten, in der es gemäß Fig. 8 unter einem Winkel α gegen die Senkrechte geneigt ist, wobei der vordere Rahmen Ff seine neutrale Stellung bei dem Kippwinkel Null einnimmt, bei welchem das Vorderrad 1 senkrecht steht, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. In Fig. 6 und 8 bezeichnet der Buchstabe N die räumliche Lage der Ecke b des Dreiecks abc für den Fall, daß der Rahmen Ff die gekippte Stellung einnimmt. Wird der vordere Rahmen um einen bestimmten Winkel δ nach links oder rechts gekippt, wird die Ecke b längs eines Kreisbogens um die Ecke a herum bewegt und in die Stellung L bzw. R nach Fig. 6 und 8 gebracht.

Im folgenden wird der waagerechte Abstand 1 ₁ zwischen den Positionen N und L mit dem waagerechten Abstand 1 ₂ zwischen den Positionen N und R verglichen. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die Gelenkachse X waagerecht verläuft. Natürlich sind die Wirkungen der räumlichen Anordnung der Gelenkachse X grundsätzlich die gleichen ohne Rücksicht darauf, ob diese Achse waagerecht angeordnet ist oder zwischen dem hinteren und dem vorderen Teil des Fahrzeugs nach oben geneigt ist, doch variieren die absoluten Werte in Abhängigkeit von der Richtung der Achse.

l ₁ = 2r · cos α/2 · cos (δ - α/2)
l ₂ = 2r · cos (δ + a/2) · cos α/2
l ₁ - l ₂ = 2r · sin α · sin δ <0
Hierin ist |w| <Π/2 und 0 <α<Π/2, so daß l ₁ < l ₂.

Da ferner die waagerechte Bewegungsstrecke der Ecke b des Dreiecks abc und der Schwenkwinkel der beiden Hinterräder zueinander proportional sind, besteht zwischen den Schwenkwinkeln η ₁ und h ₂ des hinteren Rahmens Fr bzw. der beiden Hinterräder entsprechend den zugehörigen waagerechten Verlagerungen l ₁ und l ₂ des Eckpunkts b die nachstehende Beziehung:

η ₁ <η ₂

Bezüglich der Arbeit, die geleistet werden muß, um das Fahrzeug in einer Kurve zu lenken, folgt hieraus, daß die zum Kippen des vorderen Rahmens Ff nach links erforderliche Arbeit größer sein muß als zum Kippen des vorderen Rahmens nach rechts um den gleichen Winkel. Mit anderen Worten, die Eingangskraft, die benötigt wird, um die beiden Hinterräder nach rechts zu lenken, ist gewöhnlich kleiner als beim Lenken der Hinterräder nach links. Dies bedeutet, daß das Lenken des Fahrzeugs nach rechts gewöhnlich einen geringeren Kraftaufwand des Fahrers erfordert als das Lenken nach links. Infolgedessen ist das Fahrzeug während der Fahrt ständig einem bestimmten Drehmoment ausgesetzt, das bestrebt ist, das Fahrzeug nach rechts zu lenken.

Wird das Fahrzeug wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel durch einen Motor E angetrieben, der nur mit dem Hinterrad 2 ₁ auf der rechten Seite gekuppelt ist, wirkt auf den Fahrzeugkörper B ein nach links gerichtetes Drehmoment, das auf den einseitigen Hinterradantrieb zurückzuführen ist und das durch das beschriebene, nach rechts gerichtete Drehmoment ausgeglichen wird, wodurch gewährleistet wird, daß das Fahrzeug bestrebt ist, sich in der Geradeausrichtung zu bewegen. In praktischen Anwendungsfällen hat es sich gezeigt, daß es durch Wählen eines seitlichen Neigungswinkels R der Gelenkachse X im Bereich von 1° bis 5° möglich ist, bis zu 70% bis 90% des Drehmoments auszugleichen, das auf das Fahrzeug infolge des einseitigen Hinterradantriebs wirkt, so daß sich das Fahrzeug mit einem durchaus normalen Lenkgefühl lenken läßt.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß gemäß der Erfindung die räumliche Lage der Gelenkachse und ihre Richtung so festgelegt sind, daß das infolge des einseitigen Hinterradantriebs auf das Fahrzeug wirkende Dreh- bzw. Wendemoment wirksam ausgeglichen wird, so daß das Fahrzeug in einem ausreichenden Ausmaß bestrebt ist, sich in der Geradeausfahrtrichtung zubewegen. Auf diese Weise wird die Fahrstabilität des Fahrzeugs erheblich verbessert, und jedes Bestreben des Lenkers, sich bei der Geradeausfahrt nach rechts oder links zu drehen, ist ausgeschaltet. Außerdem besteht für den Fahrer zwischen dem Fahren einer Rechtskurve und dem Durchfahren einer Linkskurve kein Unterschied bezüglich des Lenkgefühls. Daher ist es ebenso wie bei Dreiradfahrzeugen mit beiderseitigem Hinterradantrieb möglich, eine Radanordnung zu verwenden, zu der ein in der Längssymmetrieebene des Fahrzeugs angeordnetes Vorderrad gehört und bei der zwei auf einer gemeinsamen Querachse angeordnete Hinterräder symmetrisch zur Symmetrieebene des Fahrzeugs angeordnet sind, so daß sich eine erhebliche Verbesserung des Fahrkomforts und der Lenkbarkeit des Fahrzeugs in Verbindung mit der konstruktiven Einfachheit und der billigen Herstellbarkeit von Fahrzeugen mit einseitigem Hinterradantrieb ergibt.

Claims

Dreiradfahrzeug, bestehend aus einem ein lenkbares Vorderrad und einen Fahrersitz tragenden vorderen Rahmen und einem die beiden dem Vorderrad zugeordneten, symmetrisch zu diesem liegenden, auf einer gemeinsamen Querachse angeordneten Hinterräder, von denen eines mittels eines Antriebsaggregates antreibbar ist, aufnehmenden hinteren Rahmen, der mit dem vorderen Rahmen über ein eine Schwenkbewegung der Hinterräder um einen durch den Schnittpunkt der Längsmittellinie der Querachse mit der Längsmittelebene des Dreiradfahrzeugs definierten Schwenkpunkt ermöglichendes, Rückstellfedern aufweisendes Drehgelenk verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (P) zu der Längsmittelebene (O) des Dreiradfahrzeugs in Richtung des angetriebenen Hinterrades (2 ₁) seitlich versetzt angeordnet ist und seine Längsmittellinie (X), ausgehend von der durch den Schwenkpunkt der Hinterräder (2 ₁ und 2 ₂) verlaufenden Vertikalen mit der Längsmittelebene (O) des Dreiradfahrzeugs einen nach vorne offenen spitzen Winkel ( R ) einschließt.