Koncepce levného velomobilu pro krátké každodenní cesty na venkově
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
To nejdůležitější v kostce:
Levný velomobil pro každodenní cesty na venkově... ... umožňuje mobilitu na venkově, když atraktivní veřejné dopravní prostředky a obchody nejsou dostupně pěšky ... slouží k rozšířením spadové oblasti zastávek veřejné dopravy, obchodů atd. Z 1 km pěšky na cca. 3-4 km za 15 minut ... má ložní plochu 63 x 90 cm, dostačující pro dvě dětí a velký nákup ... chrání spolehlivě před srážkami a chledem bez nutnosti speciálního oblečeni ... lze jako jízdní kolo použít legálně kýmkoliv nad 12 let a způsobuje zdraví a kondice místo emisi a náklady za pálivo ... vyznačuje se lepší viditelnosti, stabilitou, brzdními schopnosti a pasivní bezpečnosti, než konvenční jízdní kola či velomobily a přírozeně představuje menší ohrožení jiných účástníků dopravy, než auto ... je na rovině o něco rychlější, na mírných sklonech o něco pomalější, než konvenční jízdní kola ... muže jake trojkolo s velkým rozpětí převodovky zdolat velké sklony velmi pomalou jízdou ... může být pro kopcovité regiony vybaven pomocným elektrickým pohonem (bez nutnosti řidičského opravnění, registrace a pojistění) ... je nabízen jako stavebnice ze standardních součástí jizdních kol, nastřihaných a vrtých hliních profilů, stanem a obkladem z uměle hmoty resp. Textilů, která je sestavitelná i bez znalosti cyklistické technologie a ... je proto finančně značně výhodnější, než současně nabízené velomobily
... není určen pro nasazení uvnitř velkých měst (příliš velká potřeba (parkovací) plochy, neoptimální viditelnost a ovladatelnost, MHD jako dobrá alternativa) ... nemá ambice lomit rychlostní rekordy ( dosavadní velomobily) ... nemá podobný komfort a pasivní bezpečnost, jako auto ... není drahé zázrační dílo pro fanoušky techniky a cyklistiky
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Podrobnější technické úvahy Obsah To nejdůležitější v kostce: ................................................................................ 2 Obsah......................................................................................................... 3 1. Předmluva .............................................................................................. 3 2. Hlavní verzi velomobilu pro každodenní cesty na venkově...................................... 3 2.1. Energie pohonu................................................................................... 3 2.2. Podstatná geometrie a řízení .................................................................. 4 2.3. Přízpůsobení velikosti ........................................................................... 5 2.4. Úložný prostor a dětská sedadla............................................................... 6 2.5. Nosní rám a vana................................................................................. 8 2.6. Pokrytí............................................................................................11 2.7. Design (zejména pokryti) ......................................................................14 2.8. Řázení a vedení řetěže.........................................................................15 2.9. Vypružení ........................................................................................16 2.10. Parkovací brzda a možnosti zamýkání ....................................................16 2.11. Osvětlení ......................................................................................16 2.12. Hmotnost a rozměry vozidla................................................................16 3. Doplňky a zvláštní verze ............................................................................18 3.1. Dětská sedadla ..................................................................................18 3.2. Doplňkový pohon................................................................................18 3.3. Spřáhlo ...........................................................................................18 3.4. Dětská verze.....................................................................................21 3.5. Verze pro mládež nebo single.................................................................21 3.6. Pneumatické nastavení výšky sedadla .......................................................21 3.7. Krátké nebo houpací pedály...................................................................22 3.8. Akustická zabezpečovací zařízení ............................................................22 3.9. Uzamykatelná schránka pro malé zavazadlo................................................22
1.
Předmluva
To je prvotní verze koncepce, zpracovaná podle výzkumních výsledků o dopravní bezpečnosti a uvah co se tyče požádavků různých cílových skupin. Vzkazy a komentáře jsou vítany:
[email protected]
2.
Hlavní verzi velomobilu pro každodenní cesty na venkově
Tato hlavní verze představuje kompromis mezi co možná nejkompletnějším pokrytím potřeb mobility nejrůznějších skupin na krátkých vzdálenostech ve venkovních regionech, a docílením dostatečného počtu kusů pro hromadnou výrobu a distribuce jedného jediného typu vozidla. 2.1. Energie pohonu Vzhledem k stále – přes hromadnou výrobu – vysokým nákladům pro elektrické pohony (přípravuje se zvláštní kapitola), k dodatečnou hmotnosti a spotřebě času a pozornosti pro dobíjení a peče o baterie, ale i kvůli spíše malém úžitku pomocného motoru na krátkých cestách na rovině, je hlavní verze nemotorizovaný velomobil.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
2.2. Podstatná geometrie a řízení Aby se vyhýbat spádům a umožnit nastup a naložení nákladů bez akrobatických schopnosti, je vozidlo každopadně vícestopý, je ale trojkolo aby šetřit hmotnost a složitější mechaniku. Pro zvýšení stability ve smyslu jak bočního převraceni, tak i převracení přes přední kolo při brzdění, ale i za účelem snížení větrního odporu, jedná se o lehotrojkolo. To znamená, že děti či větší náklady musí být umístěny za řídičem či řídičkou, proto že jinak by překážovali viditelnosti dopředu. Při rozhodnutí, jak uspořádat kolik kol, jaké kola mají být hnany a jaké řízeny, a kde umístit kola a těžiště podél vozidla, bylo uvaženo to následující: • • • • • • • • • •
Čtýřkolo je stabilnější, než třojkolo, dodatečné kolo však způsobuje dodatečnou váhu a dálší výrobní náklady Když bude zvolen trojkolo, tak je ve smyslu stability a užití prostoru jednoznačně lepší uspořádat dvě kola vzadu a jedno vpředu Řízené hnaná kola jsou konstrukčne složitější, než neřízené resp. nehnané Řízení jediného kola je jednodušší, než řízení dvou kol, které vyžadujé rozlišné úhly vnitřního a vnějšího kola Přední řízení je pro většinu řídiču a řídiček známější a jednodušší, než zadní a výhovuje líp pro spřáhlení Jedno hnané kolo je jednodušší, než dvě hnaná kola, proto že se nemusí vyrovnávat odlišnou délku běhu vnitřního a vnejšího kola Čím blíže je těžiško k dvoukolové osě, tím stabilnější je vozidlo vůči převracení Čím blíže jsou řídíč(ka) a náklad ke kolám, čím méně je mechanická zátěž nosního rámu Krátká řetěž šetří hmotnost a náklady, použití délšího řetěže však umožnuje lepší vyúžití celého potenciálu řázení přehazovačkou bez příliš diagonálního běhu řetěže Šířka vozidla může být snížená, jestli kola nejsou umístěny na místě největší potřebné vnitřní šířky
Jako nejlepší řešení byla konečně vybraná kombinace zádního pohonu a předního řízení. Co se tyče počet a uspořádaní kol jsou uvažovany tři varianty: •
•
•
Hlavní varianta je trojkolo s ložní plochou pro děti a zavazadlo o 90 cm délky, která je umístěna celkem za zádní osou, čímž je těžiště vozidla blízko k zádní osě. To je jednak výhodně ve smyslu stability (težiště blízko základny trojúhelníku, tvořeného z jednotlivých kol), jinák je může být šířka vozidla byla o něco redukovaná tím, že maxímální šířka rámu (potřebná pro přepravu dvou děti, jednoho složeného kočárka či dvou přepravek nápojů) je dosážená až 35 cm za zádní osou. Dálší výhodou je, že právě s nákladem je velký podíl hmotnosti na hnaných kolech. Nevýhodou je, že těžce naložené vozidlo bez řídiče mohlo by se překlopit dozadu. Proto se nachází na konci vozidla stoján, který lze vyzdvihnout a stáhnout ze sedadla řídiče. Poté, co byli vyjádřeny obavy, že velký převis může způsobit špatnou jízdní dynamiku, je taky uvažovano o umístěním zádní nápravy o něco dále dozadu, i když to vyžaduje buď větší šířku vozidla, nebo úžší ložní plochu. Jestli přesouvání zádní osy dozadu způsobuje značně horší stability (především bez nákladu), mohla by pomáhat čtýřkolová konstrukce, to znamená náhrada předního kola točnicovým řízením. To by mohlo mimochodem umožnit jednodušší vypružení.
Obrázek 1: různé varianty řízení a uspořádaní kol: Trojkolo s velkým převisem vzadu (vlevo), trojkolo s menším převisem vzadu (uprostřed), Čtýřkolo s menším převisem vzadu a točnicovém řízením (vpravo) Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Všichni dálší obrázky a údaje o rozměrech a hmotnosti se vztahují na variantu trojkola s velkým převisem (Obrázek 1 vlevo). Problematika kinematiky v obloucích je ve všech variantách řešená buď nasazením diferenciálu, nebo tím, že oba zádní kola jsou sice hnané symetricky, ale každé zádní kolo je vybaveno volnoběžkou. Druhá z jmenovaných variant způsobuje, že v obloucích je vždy hnano vnitřní kolo, vnejší se otočí o něco rychlějí, než ozubené kolo. Nevýhoda, že jenom méně než polovoční váha vozidla je na hnaných kolách platí v tomto případu jen v obloucích a dokonce tady by trochu proklouznící vnitřní kolo pomáhálo vnejšímu s lepším třením aspoň v míře klouzavého tření. Pro zřídký případ, že jeden z hnaných kol stojí resp. jezdí na povrchu se značně horší adhézi než druhý, je takové řešení dokonce lepší, než plnohodnotný diferenciál, které má nevýhody jeho váhu, náklady a opotřebení. Podobné řešení s dvěma volnobežkami je uplatněno v případe jednoho lehotrojkola značky Berkut1. Přední kolo je řízeno dvěmi páky, které jsou laněmi spojeny s vidlice a průžiny napínany. 2.3. Přízpůsobení velikosti Aby záručit co nejlepší podmínky viditelnosti je důležité, aby řídiče a řídičky nejrůznější výšky postavy měly oči ve stejné výšce. Proto se provádí přestavení na rozlišné výšky postavy zdvihnutím sedadla, zatímco přízpůsobení na rozlišné délky noh se uskutečne přesunem středové osy. V případě, že kvůli rozlišné délky předloktí vzniknou problémy s použitím řídicích páků je taky myslitelno přízpůsobení délky řídicích lan a průžin. Rozpěti přízpůsobení pro nejdůležitější rozměry těla je z 5. percentíla dospělých menšího pohlaví až k 95. percentíla většího pohlaví. Tím jsou uplatněny následující hodnoty2,3:
Výška postavy (vstojí) Výška sedicí postavy Výška očí (sedicí) Výška očí (vstojí) Výšky ramena (vstojí) Délka noh a zadnici Výška lokti nad dosedací plochou Šířka kyčle Šířka přes loktí Výška dosedací plochy
5. percentíl 95. percentíl menšího většího pohlaví Průměr pohlaví (zpravidla mediánů žen (zpravidla ženy) a mužů muži) 153,5 168,75 185,5 81 88,5 96,5 70,5 77,5 85,5 143 157,25 173,5 126 139,75 155 92,5 101,75 114 18,5 23,5 28,5 35 38,25 46 39,5 48,25 55,5 37,5 43,25 49
Tabulka 1: Zohlednuté rozpětí tělových rozměrů dospělých.
Co se tyče délek pat, vycházelo se z evropských obuvních rozměrů z 31,5 do 49,5, což odpovídá vnitřní délky bot z 21,5 do 33,5 cm4. Pro větší či menší lidí není velomobil z principu nepoužitelný, musí se ale počítat se snížením komfortem (například příliš blízká pozice pedálů), nebou jsou potřebné dodatečné individuální opatření, třeba doplňkový polštář na sedadle.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 2: Nastavení sedadla a pedálů pro pro různé výšky postavy (nahoře/dole), zobrazeno při horizontální a vertikální pozici pedálů (vpravo/vlevo).
2.4. Úložný prostor a dětská sedadla Uložní prostor velomobilu má délku 90 cm, vnitřní šířka je na zádních 65 cm 65 cm, až k zádní osě se vozidlo zúží na 61 cm vnitřní šířky. V uložném prostoru lze umístit dvě dětská sedadla (nabízeno jako doplněk). Aby jednak mít dost místa pro zavazadlo nejrůznějšího složení, a aby taky umožnit co nejlepší míru pasivní bezpečnosti, měli by být dětská sedadla co nejflexibilnější: Mají být nastavitelné jak podél vozidla, tak i výškově a k tomu mělo by být možné jích montovat jednotlivě. Mají být umožněny dvě podstatné pozici dětských sedadel:
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 3: Dětská sedadla za nákladem (vlevo) resp. nad nákladem (vpravo)
•
o
Aby docílit co největší ložní prostor, zejména i pro dlouhé předměty, je umístění detských sedadel za nákladem praktictější. Ve srovnání s délkou 46 cm pro zadnice a nohy mezi opěradlem a konci vozidla u bežného dětského přívěsu zůstanou ještě 44 cm pro zavazadlo před nebo za dětském sedadlem a k tomu ještě menší prostor pod sedadlem. Na nejvyšším bode je vozidlo uvnitř 105 cm vysoký, aby bylo možný přepravovat skládané golfové kočárky5. Tím je velomobil o několik centimetrů vyšší, než by bylo potřebně pro řídiče/ky včetně účesu, přilby atd., což je žádoucí z hlediska dopravní bezpečnosti: Jednak proto, že včetně světel celkem 135 cm vysoké vozidlo je lepší vidět i mezi auty, jednak i kvůli tomu, že ochránný prvek protí převracení (viz 2.5) je značně vyšší než hlava řídiče nebo řídičky. V jednom internetovém fórů pro rodiče, ve kterém byl představen prvotní návrh velomobilu, byli několikrát vyjádřeny obavy, velomobil by neměl dostatečnou pasivní bezpečnost zejména pro děti, nacházující se dole na konci vozidla. V této souvislosti mohlo by umístění detských sedadel nad nákladem přinést lepší subjektivní pocit bezpečnosti. Při objektivním hodnocením dopravní bezpečnosti je však třeba zohlednit, že sice mnohé lidí v případě jízdních kol a jiných pomalějších vozidel myslí v první řadě na nebezpečí narazu sezádu, ve skutečnosti však cyklisti skoro stejně často stanou obětmi pravoúhlých kolízi. Z tohoto hlediska může kladný efekt o něco délší deformační zóny v případě narazu sezádu a možná i pozici sedadla nad vytlačným tyčem být kompenzovan tím, že děti jsou v případně bočního narazu mnohem horší
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
chráněny, když sedí nad spodní vanou, než když sedí uvnitř spodní vany. Přeprava skládaného golfového kočárka je v tomto uspořádání dětských sedadel jen, když vyčnívá vzadu z vozidla. Následující kombinace přepravy dětí a zboží jsou možné: Bez děti: Nákupy v rozměru, který je spíš problematicky z hlediska váhy, například čtýři přepravky nápojů. • Jedno dítě lze přepravit buď na vlastním dětském sedadle velomobilu, případně se zvláštní vložkou pro miminky, jak jsou nabízeny pro dětšké přívěsy, nebo v dětském sedadle automobilového typu. Myslitelně by bylo taky přeprava dítěte v sestavovaném kočárku, jestli lze zaručit dostatečnou přípevnění dítěte v kočárku a kočárka ve velomobilu. Taková varianta přepravy dítěte měla by velkou výhodu, že lze rychlě a jednoduše přemístit kočárek včetně spícího dítěti či uloženými předměti mezi velomobilem a veřejným dopravním prostředkem. Vzhledem k bezpečnosti, ale i k místu pod střechou se pro takovou přepravu hodí nejlíp kočárky s nízkou dosedavací resp. ložní plouchou, především golfovky. Díky možnost seperátní montáži detských sedadel zůstane kolem jednoho díteti hodně místo: Bez kočárka lze ještě přepravit dvě až tři přepravky nápojů, s kompaktně skladatelným kočárkem ještě jednou až dvě a s větším kočárkem alespoň dobře uložený velký na velikost dítěti. Aby bylo možně volit mezi místem před a za dětsém sedadlem lze dětské sedadlo posouvat podél vozidla. • Dvě dětí mohou být přepravovany na vlastních dětských sedadlech velomobilů, pro minimka, které ještě neumí sedět, mohou být použité doplňkové vany, jak jsou nabízeny pro dětšké přívěsy6. Dvě autosedáčky pro miminky mohou být umístěny když vůbec, tak velmi neefektivně diagonálně, proto že jsou značně šířší, než poloviční vnitřní šířka vozidla. Bez kočárka lze v závislosti na velikost děti ještě přepravovat jednou až dvě přepravky nápojů, s kompaktně skladatelnou golfovkou pro dvojčata ještě jednou nebo dobře uložený nákup středního rozměru bez přepravky nápojů. Z hlediska potřebných ploch na sezení byla by myslitelná i konstrukce golfovky pro dvojčata, kterou by bylo možně umístit ve velomobilu jako sestavený, na trhu se ale nenašlo žádný model, který by nepřesáhl danou šířku značně. I malé ruční nákupní vozíky mohou být včetně zboží náloženy přímo do uložního prostoru mezi zádní osou a dětskými sedadly. Úmistění zádní osy mezi sedadlem řídiče či řídičky a úložním prostorem sice způsubuje dobré jízdní vlastnosti v obloucích a nejlepší možnou adhéze pravě s nákladem, má ale taky za následek, že těžce naložené vozidlo mohlo by se převracet dozadu když vystoupí řídič. Proto je na konci vozidla stoján, kterého lze stáhnout a výstrčit ze sedadla řídiče. Pro mnohé úživatele bez děti by sice mohl stačit i o něco kratší úložní prostor, není ale jistě, zda tím docílená snížení váhy nebylo by kompenzovano horší aerodynamikou prudšího konce vozidla. •
2.5. Nosní rám a vana V rámci tohoto projektu zpracovaný velomobil nemá obyčejný, středem umístěný rám lehotrojkola jak ho mají většina dosavadních velomobilů. Místo toho má nostní spodní vanu, která je taky součást obalu. Účelem takové konstrukci je, ze skoro celá podlaha vozidla je zatížitelný a aby řídič nemusel dávat pozor, aby se při nástupu neopíral na nesprávném místě fragilní karoserie. Kromě toho je takovou nosni vanou záručena lepší ochrana bezpečnostním pasem připoutaného řídiče uprostřed vozidla při nárazu.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 4: Nosní kovový rám velomobilu
Nosní rám velomobilu je příhradová konstrukce z prutů nasledujících rozměrů: • Většina horizontálních prutů jsou obdělnikové uzavřené profily s délek stran 15 a 25 mm. • Většina vertikálních prutů jsou čtvercové uzavřené profily s délkou stran 25 mm • Diagonální pruty v bočnicích jsou L-profily s delkou stran 15 mm. Ke zjednodušení a zlevnění výroby a logistiky slouží distribuce v podobě montážní sady podobně montovatelného nábytku. Pro montáž svépomoci neměli by být potřebné specifické cyklotechnické schopnosti (například sestavení kol z hlavou a drah), zatímco rám měl by být sestaven z jednotlivých prutů zákazníkem nebo případně obchodníkem. Proto není rám svařený, avšak šroubený. Aby se vyhýbat samovolnému uvolnění šroubů, je třeba používat buď pojistné matice nebo speciální pojístky v podobě pláštových spon, které jsou poklopeny přes hranaté matice a pruty. (v Obrázek 5 zobrázeny tmavě červeně).
Obrázek 5: Detailní náhled šroubového spojení kovového rámu a obalu z umělé hmoty.
Tloustky použitých šroubů sáhnou od M4 (méně zatížené spoje, například těch diagonálních prutů) přes M6 (většina spojů) až M8 (nejzatíženější spoje, třeba připevnění přední vidlici nebo spojení přední a zadní části rámu). 2.5.1. Obklad – varianta s částmi ze vstříkované umělé hmoty Aby docílit určitou uzavřenou spodní vanu a taky určitou nostnost i mezi přičky je kovový, přihradový rám doplněný obalem z umělé hmoty. (světlé červené v Obrázek 5). Tento obal je zestaven z panelů, maximalní rozměry kterých jsou určeny největší délky mezi dvěmy přičky a Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
poloviční vnitřní šířky vozidla. Přítom mají vnitřní panely větší tloustku a taky přiční vroubky, které slouží k zvýšením nosnosti a přízpůsobení na kovový rám. Vnější panely jsou tenší, nemají vroubky a slouží jen vzhledu, aerodynamice a ochraně proti špíny a koroze. Mezi kovovými a pruty a části pláštové obložení jsou umístěny pruhy z pěnové hmoty za účelem tlumení hluku a vibrace a taky pro určitou ochránu v případě nárazů. (v Obrázek 5 zobrázeno bílo-fialovým vzorem). Podlaha a bočnice spodní vany mají celkovou tloustku 5 cm, jen v oblasti pod pedálech je mezi přičky zúžení na pouhé 1-2 cm aby nad podlahou docílit více místo pro nohy bez příliš vysokého krytí. Nad zádní osou, mezi sedadlem řídiče a prostorem určený pro deti a/nebo náklad, se nachází příční stěna, která je taky sestavená z kovových prutů a pláštového obalu a které slouží především pasivní bezpečnosti vozidla: Jednak má chránit řídiče nebo řídičku při převracení nebo zabránit převraceni vůbec, jednak má při čelním nárazu příjmout síly z bezpečnostního pásum, zádržet děti a chránit řídiče před nákladem. V případně zadního nárazu má tento ochranný prvek protí převracení spolu s opěrkou hlavy zabránit opěrkovému syndromu. Na první pohled podívné zúžení ve výšce očí má za účel lepší viditelnost dozadu, když není překážená vysokým nákladem, třeba skladaným golfovým kočárkem. O použitých materiálech a tloustek stěn viz 2.12 o hmotnosti vozidla. 2.5.2. Obklad – varianta s textilním obkladem včetně umělohmotných desek Vážnou nevýhodou varianty se částmi z vstřikované umělé hmoty je, že k dosažením příjatelné cenové úrovni je třeba dosáhnout velké počty kusů v serii. Přitom jsou ještě potřebný mnohé rozlišné částy. V případě menší výrobní serii byli by desky, které jsou nabízeny jako polotovar a musí být jenom nastříhany, mnohem výhodnější. Aby vystačili takové desky, a to bez nutnosti složitého lepení či svařovaní, lze používat deskami zpevňený textilní obal podobně jako u některých kočárků, nákupních vozíků či „ultralehkého, skladatelného vozíku – UlfBo7“
Obrázek 6: Schéma obkladu rámu z textilu s vloženými desky z umělé hmoty. Šedé: nosní kovový rám, červené: odolná látka, fialové (plné): desky z umělé hmoty, fialové (čárkovano): pěnová hmota.
Kovový rám je přítom celkem zabalený obalem z odolného textilního materiálu, který je použitý třeba pro plachty, kufry, baťohy atd., například nylon Cordura®, který je použitý pro zmíněný skladatelný vozík8,9,10. Do textilního obalu jsou zpracovany kapsy nebo potěhy, do kterých mohou desky být přesně umístěny, čím dostane celý obklad celkem pěvnou charakteristiku. Zatímco desky v oblasty podlahy (Obrázek 7: tmavější barva) jsou silnější, proto že musí nosit váhu řídiče a nákladů mezi přičkami, tenčí desky kolem bočnic a příčního ochranného prvku (Obrázek 7: světlější barva) mají za učel spíše vzhled, aerodynamiku (proti chvění látky podél přiček) a rovnoměrnější rozdělení sil při narázu. Pro pasivní bezpečnost a taky k tlumením vibraci slouží i prvky z pěnové hmoty mezi deskami a látkou. (Přesnější rozměry viz 2.12) Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
I sedadlo řídiče, stejně jako dětská sedadla mohou, podobně jak v případě dětských přívesů, být výraběny z látky a umělohmotných desek, přítom výškové nastavení je možné pomoci potěhy. Vzhledem k umístěni v oblasti dna a vloženým deskám vozidla nemusí být látka vodotěsná, měla by ale být odpuzující vodu a špínu.
Obrázek 7: Desky pro zpevňený textilního obkladu nosního rámu. Tmavé: silnější desky na dne, světlé: ostatní desky.
2.6. Pokrytí Nad spodní vanou se nachází pokrytí které je podobně stanu z látky a nosené stanovými tyčy. Okna jsou realizovany průhlednou folií nebo z acrylového skla, jestli folií nelze docílit potřebnou optickou kvalitu. Aby docílit dost široké rozhledové pole, které není rušeno tyčemi stanu, je důležité, aby čelni okno je dost blízko u řídiče. Proto nemůže být horní hrana vozidla v nárysu jeden průběžný oblouk, avšak je nutné tvarování z dvou oblouků. Pro vylepšení aerodynamiky a aby se vyhýbat chvění látky, nejsou předvidany přičné rozpěry s přímým kontaktem s látkou. Jestli přičky mezi podélnými oblouky budou nutné, tak měli by být trochu vyduté dovnitř.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 8: nerušené rozhledové pole vertikálně a horizontálně
Ohledně konkrétné uspořádání ohebných stanových tyčů jsou možné následující varianty: • V první variantě se rozpíná na každé straně vozidla rozpíná ohebná stanová tyč z předního do zadního koutu vany. Na tuto tyč, která sáhne zhruba až k ramenám řídiče, je postavená dálší ohebná tyč, která sáhne až na celou výšku vozidla. Zatímco dolní část je protahovaná pouze neprůhlednou látkou je mezi dolní a horní části průhledný pruh, který má zaručit řídičovi výhled na všechny strany bez překážek a který se na zádní straně rozšíří aby i dětI měli výhled dozadu. Oba ohebné tyče jsou v jedné rovině, což způsobuje, že boční okna jsou plošní a v případě použítí průhledních folií se nevytvařejí vrásky. I na čelních i zadních oknách, které jsou zakřiveny jen jedným směrem (přiblížně válcovitě), nedojde k vráskám.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 9: Velomobil s nosními kovovými částmi (šedé), pláštovými částmi spodní vany (červené) a pokrytím (průhledné části světlé modré, zbytek fialový), varianta s horní stanovou tyči, nadsazená na dolní tyč.
•
Nevýhoda výše uvedené varianty je, že pro otevření bočnic při nástupu musí být rozpojen i dolní tyč. Tomu lze vyhýbat tím, že jedná zadní tyč vede z konci vozidla přes střechu až k podlahy vozidla v oblasti mezi pedály a řídicími páky. Druhá tyč se pak ohybá z čelní, dolní hrany vozidla k dolní hraně čelního okna. V tomto případě by však byl bočnice včetně bočních oken trochu klenutá, což by mohlo vést k vraškám v bočních oknách z folii. Takový problém mohl by být řešen pomoci napínavicích prvků pod oknama.
Obrázek 10: Varianta pokrytí s průběžní zadní tyči
Aerodynamika a vzhled vozidla mohli by případně být zlepšeny použitím troubků z pěnové hmoty, pokryvající stanové tyče, aby docílit kulatějších hran. Taky by bylo myslitelně používat podobu rušiču dole na konci vozidla k redukci neaerodynamických víření. (viz Obrázek 12 uprostřed) Je pochybně, zda je proveditelný plnohodnotný stírač vzhledem k ohnutí okna, nedostatečně možnosti připěvnění na ohebné stanové tyči a taky potřebné zásobování elektrické energie. Jako alternativy jsou myslitelné pomocné konstrukce jako například gumové pásičky, které Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
jsou tážený přes okno, nebo utíraci magnety, jak jsou použité u akvariách11. Pro všechný případy, třeba i neustupné orosení oken, lze čelní okno i otvírat, v případě pěvného okna klopním způsobem, v případě folií stočením. Současně lze protáhnout zástěrku z dolní hrany čelního okna až krátce před rameny řídiče, který je tím až do určité rychlosti chráněn před děšti či sněhu.
Obrázek 11: Vlevo: Čelní okno zavřeno, vpravo: čelní okno otevřeno, vnitřní ochranní zástěra protahovaná k řídiče.
Pro nástup řídiče či řídičky je bočnice pokrytí otevřená podél přiční stěny, příčemž se rozdělí i dolní ohebná tyč a látka bočnici lze překlopit podél přímky z nejvyššího bodu vozidla k přednímu rohu spodní vany. Pro nástup dětí a náložení zavazadla se otvírá pokrytí zezádu podobně střechy dětských přívesů. Po větrání a aby se vyhýbat přehřívání lze otvírat nejdřív přední okno, ale i zadní část střechy, v případě potřeby jsou taky myslitelné otvory v bočnicích. V podstatě lze ovšem i odstranit celé krytí, to bylo by však neprakticky jestli celý stan se musí při každém odstavení znovu sestavit. Proti přehřívání slouží i relativně malý podíl průzračných ploch, proto je i střecha na hlavou řídiče neprůhledná. Z tohoto hlediska by bylo i žádoucí světlé barvy. 2.7. Design (zejména pokryti) Jeden z důvodů pro návrh druhé varianty pokryti (viz předchozí bod) byli opakované namítky z internetových fór, ale i z jiných zdrojů, že design vozidla by byl neatraktivní a příliš připomíná historických osobních aut jako třeba Citroen 2CV. K tomu je jednak třeba říct, že obrázky v tomto dokumentu jen představují jednoduchý návrh, který splňuje praktické a bezpečnostní požadávky, například ložní plocha či poměry viditelnosti. Zpracovávaní esteticky atraktivnějších návrhů designu by překročili jak rámec tohoto projektu, tak i kompetence autoru. Jak odlišné boční náhledy jsou možné při přibližně stejné, levné a požadávky splňující konstrukci, znázornuje Obrázek 12.
Obrázek 12: Různé barevné verze konstrukčně skoro totožných velomobilů
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
2.8.
Řázení a vedení řetěže
Obrázek 13: Sedadla, pedály a řídicí zařízení
Místo konvenční středové osy má velomobil bočně montované pedály v podobě dvojitého lichoběžníka podobně vodním šlapadlům, jenom přední měníč musí být montovaný v blízkosti předních ozubených kol. Odtud je řetěž veden nejdřív dolů a pak dozadu, potom vede řetěž těsně nad dnem spodní vany pod sedadlem řídiče a je pak zase přesměrovan diagonálně nahorů k zadní kazetě, která je umístěná na jalovém hřidle mezi opěradlem sedadla řídiče a zádní osou. Vodicí valečky jsou umísteny na saněch, které jsou horizontalně pohyblivé, což ve souvislostu s dlouhým řetěžem umožňuje vyúžití všech kombinaci předních a zadních ozubených kol a tím větší rozpětí převodu bez příliš diagonálního běhu řetěže. Přední z těchto saň s vodicími valečky jsou i podélně pohyblivé, což je nutno pro přízpůsobení vzdálenosti mezi pedály a sedadlem řídiče. Napínač řetěže musí kvůli nedostatku místa u zadní kazety taky být umístění v oblasti předních ozubených kol. Jalový hřidel vede přes bočnice spodní vany k ozubeným kolam na vnejší straně vany. Od těchto ozubených kol vede zase na každě straně dálší řetěž k ozubeným kolám s volnoběžkou na hnaních kolách. Možnost jízdy zpět byla by sice úžitečná pro parkování, je ale každopadně neslučitelná ani s přehazovačkou a napínačem řetěže, ani s uplatněnou konstrukci s volnobežkami na obou zádních kolách. Určitou alternativu představuje možnost „ručního“ pohonu podobně voziku pro invalidy, což by ale vedlo k znečistěním ruky řídiče. Jestli se musí parkovat tak, že nelze pří- a odjet jen předním směrem, tak zdá se jako nejrealnější, že vozidlo je přesouvan zvenku a řídič nastoupí až v poloze, která je vhodná pro odjezd dopředu. Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
2.9. Vypružení Vypružení je sice pro velomobil důležité ve smyslu šetření rámu, řídiče či řídičky, případně detí a nákladů, na druhé straně jsou však obvykle konstrukce pro vypružení jízdních kol drahé a v konkrétním případě trojkola s příhradovým rámem často nepoužitelné. Aby docílit určité vypružení mohou být uplatněny následující řešení: •
•
• •
Mohou být použité balonové pneumatiky, které jsou občas doporučené jako finančně výhodnější alternativy k obvyklému vypružením a našli uplatnění například i v případě jinak nevypružiného levného lehokola „AZUB Eco“12. Přes lepší vypružnovacího učínku nemají vyšší valivý odpor13,14,15,16. Zadní osa leži několika centimetrů nad dnem spodní vany, proto že relativně velká světlá výška neměla by úžitek, jestli třeba hrana chodníku narazí na kolo skoro v pravým úhlu. Tím rám stejně „visí“ na zádní osě, a tak ta může být navěšená tážnými pružiny a klouzat mezi dvěmi vertikálními pruty. Pro tlumení lze používat pěnovou hmotu mezi těmito pruty. Jestli potřebné, může pro přední kolo být použitý konvenční vypružená vidlice. Sedadla pro řídiče nebo řídičky a pro děti mohou být vyráběny z elastické umělé hmoty.
Když zádní osa je vypružená, tak bude potřeba i napínácí zařízení, které táhne jalový hřidel směrem k sedadlu řídiče aby zaručit rovnoměrné napětí spojovacích řetěžů. 2.10. Parkovací brzda a možnosti zamýkání Aby umožnit rychlé odstavení, je uzámčení bočnic krytí tak umístěno poblíž řídicí páky, že lze upěvnovat jednou z brzd a řizení v poloze brzdení a velkého úhlu předního kola a zavřít pokrytí najednou. K tomuto účelu slouží odpovidající kruhy na rámu a na řídicí pákě, tak že lze buď uzavřit jen samotný velomobil visacím zámkem, nebo zámknout velomobil velkým zámkem pro jízdní kola k pěvnému předmětu, například dopravním značkem. Časově náročnější, ale spolehlivější způsob uzamčení je použití ocelového lana, které je veden kolem celého velomobilu a spojuje oči pokrytí a kroužky rámu. Aby překážet rozebrání vozidla a kráděži součásti je žádoucí, aby co nějvětší počet součásti je montovaný zevnitř, zejména i šrouby pláštových panelů meli by být zevnitř. Slabý bod každopadně zůstane v podobě textilního pokrytí, které lze rozstříhat. Určitá ochrána je přítom možná akustickým zabezpečovacím zařízením se senzorem pohybu, jak je nabízeno i pro konvenční jízdní kola, pro baťohy atd. 2.11. Osvětlení Reflektor, zpětní světlo a blikáče jsou umístěny kompaktně na nejvyšším bodu vozidla, na ochranném prvku protí převracení. Provoz jen s dynamem byl by sice neprakticky kvůli blikáčů, které jsou potřebně i přes den, v případě obvyklých lamp s baterii se však často stane, že se kvůli prázdních baterii jede konečně bez osvetlení. K tomu je osvětlení bez dynama nelegální třeba v Německu17. Proto se doporučuje smířit se s dodatečnými náklady ve výši 30 Eur a volnoběžnými ztráty 2,518 a vybrat jako zdroj energie nábojový alternátor, kterého lze bez problémů zapínat ze sedadla řídiče. Každopadně je potřebná spolehlivá, dvoupólová kabeláž s kontakty, které jsou odlehčeny na tah.
2.12. Hmotnost a rozměry vozidla Kovový rám spodní vany je výroběn z hliníkových profilů se tloustkou stěn 2 mm, čímž dosáže hmotnost kolem 11 kg, zatímco ocelové profily by byli i s tloustkou 1,5 mm více než dvakrát těžší19. Vzhledem k třikrát vyššímu modulu pružnosti ocelu20 by teoreticky mohl mít stejnou pěvnost i mnohem lehčí ocelový rám, nejsou však nabízeny žádné ocelové profily s menšími tloustky a jak menší tloustky, tak i mensí délky stran by způsobili jíž z geometrického hlediska Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
horší ohybovou tuhost. Vzhledem k tomu, že tento rozdíl v hmotnosti do velké míry kompenzuje nížší spotřebu energie pro výrobu stejné hmotnosti ocelu, a samozřejmě má velký význam pro atraktivitu vozidla, je jako materiál doporučen hliník. (viz taky exkurs 2.12.1 na téma svázaná potřeba energie pro výrobu). Druhý největší podíl hmotnosti představují s 8 kg pláštové panely spodní vany, příčemž se počítalo pro vnejší panely a panely přiční stěny (ochránny prvek protí převracení) s tloustkou 1 mm, pro vnitřní s 2 mm tloustkou a dálších 50% plochy pro vroubky. Jako materiál se počítá s HDPE s hmotnosti 0,95 g/cm³. Šrouby a matice mají celkovou hmotnost 4-5 kg a představují velkou nejistotu, proto že větší potřebná tloustka šroubů způsobuje nadměrné vyšší hmotnost. Hmotnost tlumicích prvků z pěnové hmoty má s cca. 250 g skoro zanedbatelný význam. Jinak byli Hmotnost jednotlivých součásti velomobilu předpokládany následující hmotnosti součástí: Kovový rám 1,5 1,5 2,0 • Obecně, velomobilu Pláštové panely 0,2 11,4 nespecifické součásti jizdního Šrouby kola jako kolaa, řetěž, řázení, brzdy atd.: 11 kg (15 kg celé Jiné součásti konvenčního kola kolo minus 4 kg rám) 11,0 Pěnová hmota • Sedadlo včetně pásu: 2 kg Sedadlo řídiče / řídičky • Dětská sedadla: 1,5 kg • Pokrytí včetně stanových tyčů: Dětská sedadla 8,0 1,5 kg 4,5 Pokrytí
Celková hmotnost hotového velomobilu je tím skoro 40 kg, což je na horním konci rozpěti dosavadních velomobilů21.
Obrázek 14: Podíl jednotlivých součástí velomobilu na hmotnosti v kg.
S výškou světel 135 cm nad vozovkou je takový velomobil jen 10-20 cm nížší, než menší osobní auta. Šířka přes kola je 90 cm, s ohledem na přímější jízdu trojkola to může představit zhrub stejnou potřebnou šířku vozovky, jako u konvenčního kola. Celková délka je s 290 cm zhruba 30 cm délší než velomobily typu Alleweder či dvoumístní Smart, orientačně stejné dlouho jako některé elektrická auta či lehká motorizovaná vozidla („Micro-Cars“) a půl až jeden a půl metrů kratší než osobní auta menší až střední třídy. Obdělník kolem vozidla má plochu 2,6 m², což je třetina až polovina obvyklích osobních aut. Jsou více takových velomobilů odstaveny diagonálně na 2,2 m širokém pruhu pro podélné parkování aut, tak potřebuje každý velomobil 1,6 m délky toho pruhu, což je 30-40 potřeby plochy v případu osobního auta. Als Hinterräder werden 24“-Räder verwendet, als Vorderrad ein 16“-Rad. Bei Verwendung relativ dicker Ballonreifen beträgt die Bodenfreiheit 19-20 cm. Zádní kola mají velikost 24“, přední kolo velikost 16“. V případě použití relativně tlustých balonových pneumatik činí světlá výška 19-20 cm. 2.12.1. Exkurs: Svázaná potřeba energie hliníkového rámu vůči ocelového Při předpokladu podílu recyklátu 33% je pro výrobu 11 kg těžkého hliníkového rámu potřebná 1690 MJ primární energie, pro 24 kg těžkou verzi kolem 1430 MJ, příčemž bylo počítáno s průměrem mezi energeticky šetrným, nízky legovaným, a energeticky náročnějším, vysoce legovaným ocelem. Rozdíl odpovídá 650 km jízdy vozidlem, které má specifickou spotřebu 1,25 l ekvivalent nafty / 100 km, což bylo v rámci projektu stanoveno jako horní hranice příjatelné spotřeby energie v individuální dopravě. Přírozeně je tato svázaná potřeba energie a
Pro zjednodušení výpočtu bylo předpokládano, že dodatečná hmotnost třetího kola je kompenzovaná jejím menším diametrem a taky odpadajícími součásti konvenčních kol jako nosič zavazadel, sedlo, blátníky atd.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
řadově nižší, než v případě 40 krát těžšího konvenčního, ale i jen 10 krát těžšího lehkého automobilu.
3.
Doplňky a zvláštní verze
Některé funkce by byli sice pro relevantní cílové skupiny velmi žádoucí, jsou ale spojené se značnými doplňkovými nároky, které znamenají zdražení do takové míry, která by bylo pro hlavní verze nepříjatelná. Částečně jsou odpovidající řešení technologicky vyspělý, jsou na trhu k dispozici a musí být jenom prodávané jako doplňky. Některé doplňky či zvláštní verze se však musí vyvíjet nově, čím by bylo asi nejrozumnější počkat až se ukazuje, že hlavní verze je na trhu skutečně úspěšná. Taky je třeba zohlednit, že všechný doplňky nepředstavují dálší pořízovací náklady, ale i dodatečné svádění takové vozidlo nebo jejích nejcennější součástí ukrást. 3.1. Dětská sedadla Přesto, že vhodnost pro přepravu děti představovalo jedno z hlavních kriterii pro vývoj a dimenzování velomobilu, měli by dětská sedadla nabízeny jako doplněk aby zbytečně nezdražit výrobek pro většinu lidí, která nežije spolu s malými dětmi. Pro optimální vyúžití prostoru se nedoporučuje jedná široká lavice pro dvě děti, avšak dvě zvláštně rozebíratelné sedadla, které jsou na jedné straně montovany na bočnici spodní vany a na druhé straně se opírají na dne vany nebo na přičce. 3.2. Doplňkový pohon Pro senioři či jiné tělesně méně výkonné uživatele a taky pro těch, kteří pravidelně musí přepravovat velké náklady či prekonávat značné převýšení, může doplňkový elektrický pohon značně zvýšit akční poloměr resp. zkrátit jízdní dobu. Odhad úžitku a nákladů doplňkového pohonu dle oblasti použití je zpracovan jako zvláštní kapitola. Nejlevnější a z hlediska počtu kusů, který je třeba minimálně prodat nejméně rizikové řešení je použití již na trhu nabizené stavebnici pro dostavbu stávajících kol. Stavebnice s nábojovými motory jsou přítom bohužel spíše nevhodné, proto že nesymetrický pohon je podobně nežádoucí, jako hnané přední kolo, které by zejména v případě většího nákladu mohlo proklouznout. Dvě hnané zadní kola by byli zase dražší a take by asi znamenali překročení limitu 250 W pro jízdní kola s pomocním motorem, kterých lze použít bez pojištění a řidičského opravnění22. Řetěžový pohon mohl by být montovaný před sedadlem řídiče nad dne spodní vany, jestli je dost malý, aby nepřekážál pří šlápaní. Nejuniverzálnější je však zřejmě klikový pohon23, který přes dodatečný řetěž otočí jedné z předních ozubených kol. To může být dodatečné ozubené kolo, nebo se používá nejmenší přední ozubené kolo, proto že nejpomalější rychlosti díky motoru stejně nejsou potřebné24. Pro motoru a taky pro baterie bylo by vhodné místo mezi pedály a předním konce vozidla. Má být možné přesun středové osy i po montáží doplňkového pohonu, je potřebná možnost posunu motoru či dálší napínač pro spojovací řetěž. Možnost rekuperaci brzdní energie by byla žádoucí, proto že právě v případě težce naložených, ale relativně aerodynamických velomobilů je podíl rekuperovatelné energie pro rozjezd a stoupání relativně velký. Tak mohla by rekuperace šetřit energie a taky by stačila menší kapacita akumulátoru. Bohužel se však zdá, že možnost rekuperace je neslučitelná s koncepci doplňení levné, hromadně výrobené hlavní verzi vyspělou stavebnici pro dostavbu, která je jíž k dispozici na trhu. Rekuperace je sice běžná v případě nábojových motorů25, v případě řetěžových pohonů rekuperace by však vyžadovala zvláštní konstrukce a je každopadně neslučitelná s řázením přehazovačkou.
3.3. Spřáhlo Pro spojení více vozidel jsou myslitelny dva variante, jedná kterých má výhody v úzkých ulicích, druhá však nabízí lepší jízdní dynamiku: Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
•
Zvláště když mají být spojeny více než dvě vozidla, nebo v případě úzkých ulic, je výhodná konstrukce, s kterou zádní vozidla co nejpřesnější sledují stopou prvního vozidla. V případě dané geometrie a řízení velomobilu je to možně docílit pomoci spřáhlového trojúhelníku takové délky, že vzdálenost mezi zádní osou a kloubem spřáhla je stejná, jako mezi předním kole a zadní osou. Kloub spřáhla je přítom sice přesně nad přední vidlici, jinak než v případě oje není však vidlice točená spřáhlovým trojúhelníkem.
Obrázek 15: Varianta spřáhla, optimalizovaná pro prostorvě úsporný běh obloukem
o
Zvlášt při vyšších rychlostech a bez nebo s nedostatečně účinnou nájezdovou brzrdou mohla by výše uvedená varianta spřáhla vést k tomu, že nátlak zadního vozidla, který se dotýká přední vozidlo relativně excentricky a daleko za zádní osou, vede k vrháním předního vozidla. Jestli tento problem se skutečně ukazuje v rámci testů či simulaci, bylo by lepší konvenčnější spřáhlo s rozvorou, která je k přednimu vozidlu připevněna na spodni straně vany blízko zádní osě. Taková konstrukce spřáhla by byla díky menšímu ostupu mezi vozidly asi i aerodynamicky vyhodnější. V případě poloměru oblouku 5 m takové spřežení by však potřebovalo o 30-35 cm vetší šířku vozovky, než sám jedoucí vozidlo.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 16: Varianta spřáhla, optimalizovaná pro lepší jízdní dynamiku a aerodynamiku.
Má-li být přepravená nejen jedno prázdné vozidlo (třeba v rámci půjčovného systému), ale i vytvořen vlak z dvou nebo více, i obsazených vozidel, je pro zachování úspokojícího brzdního zpomalení nezbytná, a podle rakouských předpisů při nákladů více než 60 kg v táženem vozidle i povinná nájezdová brzda26. Pro dětské přívěsy byla již vyvinutá nájezdová brzda, která je však nevhodná pro trojkolový velomobil. Takovou brzdu by bylo možne realizovat například tím, že brzdní lane normálních brzd jsou vedeny přes vodicí valečky, na kterých je taženo v případě tlaku na kloub spřáhla. Vzhledem k tomu, že přední vozidlo je kvůli vyššího vetrního odporu při stejném výkonu řídičů vždy trochu postrken zádním vozidlem, bylo by žádoucí, aby nájezdová brzda by byla neúčinna až k určitě sílě najezdu, třeba uplatněním nopky s pružinou.
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
Obrázek 17: Podstatní náčrt nájezdové brzdy: Nahoře otevřeno při tlačné síly pod prahové hodnoty, dole účinná při tlačné sílě nad prahovou hodnotou
Spojení dvou nebo dokonce více velomobilů by vyžadovalo změnu rakouské legislativy, podle které nesmí přívěsy k jízdnímu kolo mít více něž jednu osu27. 3.4. Dětská verze Děti s výškou postavy od cca. 125 do 155 cm, to odpovídá zhruba věku od 7 do 12 let28, jsou sice i přes možnost přízpůsobení velikosti příliš malé a asi i slabé aby jezdit samy s relativně těžkou verzi pro dospělé, jsou ale zároveň příliš velké aby byli přepraveny na dětském sedadlu, zejména spolu se sourozencem. Proto byla by žádoucí dětská verze, která by byla nastavitelná v tomto rozpětí velikosti. Taková verze by se rozlišila následovně od lineárně zmenšené verzi pro dospělé: • Zohlednění podrobních rozměru dětského těla (například vztah nohů k tělu) • Značně menší úložní prostor, proto pro lepší aerodynamiku nejšírší místo dále vpředu a zúžení ke konci • Menší tloustky a rozměry hliníkových profilů a šroubů pro snížení hmotnosti • Vlajka nebo něco podobného pro lepší viditelnost nížšího vozidla Právě dětská verze měla by být spřahovatelná, jak s dálšími dětskými, tak i s velomobilem pro dospělé. 3.5. Verze pro mládež nebo single Důležitou cílovou skupinou projektu jsou děti a mládež od věku, ve kterém smí samostatně jezdit na kole (cca. 10-12 let v závislosti na silnice). Vzhledem k tomu, že právě tyto lidí zpravidla ani nemaji vlastní děti, ani nemusi přepravovat velké nákupy, ale naopak mají nadprůměrný zájem o větší rychlosti, může být smysluplná vedle dětské verzi i verze pro mláděž nebo jednotlivci bez děti. Tato varianta se může lišit od hlavní varianty tím, že zadní konec vozidla je sice pro lepší aerodynamiku podobně dlouhý, má však tvár trojúhelníku s špičkou dozadu. I nosnost menšího prostoru pro zavazadla, který není určen pro přepravu dětí, je menší, aby snížit hmotnost: Tím, že odpadá půlka ložní plochy a některé přičky, lehčím obkladem a odstraněním dětských sedadel může hmotnost vozidla být redukovaná z 40 kg na cca. 34-35 kg, to znamená o osminu. Se zohledněním váhy řídiče, třeba 50 kg, hrubá hmotnost se však zredukuje už jen o 6%. V případě zlepšení koeficientu cx o 12% by se zvýšila rychlost oproti hlavní verze taky o 6%, například z 20 na 21,2 km/h. 3.6. Pneumatické nastavení výšky sedadla Pro méně hbité uživatele, zejména senioři a případně i lidé s nadváhou, může být značnou překážkou, že se musí sednout dolů na sedadlo hluboko ve spodní vaně. To může být řešeno pneumatickým nastavení výšky, jake se používají i na kancelářských křeslách. V takovém případě by výška dosedavací plochy by byla při nástupu příjemné 50 cm. Zatímco pro spouštění sedadla stačí stisknutí na tlačítko, pro zdvihnutí musí se řídíč trochu opírat na vaně až síla pneumatické pružiny převýšuje jeho zbylou hmotnost. Aby snížit i sílu, která je k tomu nutná, měli by být nabizené nastavitelné pružiny nebo pružiny různé síly. Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
3.7. Krátké nebo houpací pedály Dálší překážkou pro uživatele s omezenou pohyblivost a tělesným výkonnem je přírozeně nutnost šlápaní. Sice může být potřebný výkon pomoci elektrického doplňkového výkonu (viz 3.1) snížen až na symbolickou míru, šlapací pohyb je však stále nutný, proto že řízení motorů nastavením plynového pedálu, otočným mádlem nebo ovládací pákou je v rozporu s definici jízdního kola s pomocným motorem bez povinnosti pojištění a řídičského opravnění29. Právě nutnost pojištění a řídíčského průkazu by však vyloučilo přávě ve cílové skupině seniořů hodné poteniciální uživatele a tím neodpovídálo principu sociálné údržitelnosti. Možný problém konvenčního šlapacího pohybu i přes nízký výkon je silné ohnutí kloubů boků a kolenů, zejména spolu se skoro vertikálnou polohou těla. Následující řešení jsou myslitelné: • Značné zkrácení kliků a nížší umístění pedálů při jinak nezměnném pohonu • Náhrada konvenčního řetěžového pohonu houpacími pedály s elektrickým přenosem výkonu spolu s elektrickým doplňkovým pohonem 3.8. Akustická zabezpečovací zařízení Aby aspoň částečně kompenzovat nevýhodu rozříznutelného pokrytí může být jako doplňek nabízeno zabezpečovací zařízení, které reaguje na pohyb nebo na roztržení drátu kolem vozidla hlasitým výstražním signálem. Takové systéme, napajené baterii, jsou nabízeny jak pro baťohy, tak i jak speciální zámky pro jízdní kola30. Myslitelně jsou taky systémy, které oznámí pohyb vozidla přes mobilní komunikace a případně umožnují určení místa vozidla. 3.9. Uzamykatelná schránka pro malé zavazadlo Prakticky byla by taky uzamytelná schránka, která je montovaná z její vnitřní stránky, aby bez starosti nechat ve vozidle menší předměty, případně i pomůčky pro případ nehody: lekárníčku, reflexní vestu a výstražní trojúhelník. 1
Liegeradforum: Erfahrung mit Differential im Kettwiesel?: http://www.liegeradforum.net/topic,279,erfahrung-mit-differential-im-kettwiesel.html; 12.3.2010 2 Büro-Forum: Körpermaße sitzender Personen: http://www.bueroforum.de/de/ergonomie/datensammlung/koerpermasse-sitzend/; 12.3.2010 3 Büro-Forum: Körpermaße stehender Personen: http://www.bueroforum.de/de/ergonomie/datensammlung/koerpermasse-stehend/; 12.3.2010 4 Wikipedia: Schuhgröße: http://de.wikipedia.org/wiki/Schuhgr%C3%B6%C3%9Fe; 12.3.2010 5 Příklady pro délky skladaných golfovek (i takových, které jsou vhodné již pro novorozené): Inglesina ZIPPY FREE – passeggino (100,5 cm): http://www.inglesina.com/sites/default/files/Zippy%20Free_0.pdf; 12.3.2010, Bugaboo Bee (88 cm): http://www.bugaboo.com/learn/bugaboo-bee?id=6010; 12.3.2010, Peg Perego Pliko P3 (103,5 cm): http://www.pegperego.com/page.php?sid=13c09d27d54c3f326e465271e52b8835&pageid=IJVNL001&idf =04&idp=0000000252&cl=N; 12.3.2005, vlastní měření v obchodu kočárků „be-mom.com“. 6 27 cm široké sedátko pro miminka do dětského přívěsu, viz například: ebay Österreich, WEBER Babyschale für Croozer Chariot usw.: http://cgi.ebay.at/WEBER-Babyschale-fuer-KinderanhaengerCroozer-ChariotNEU_W0QQitemZ350310623541QQcmdZViewItemQQptZSport_Radsport_Fahrrad_Anh%C3%A4nger?hash=i tem519023e935; 15.3.2010 7 UlfBo-ultraleichter faltbarer Bollerwagen: UlfBo – Standard: http://www.ulfbo.de/shop/de/ulfBoStandard; 19.8.2010 8 UlfBo-ultraleichter faltbarer Bollerwagen: Material: http://www.ulfbo.de/shop/content/de/Material.html; 19.8.2010 9 Wikipedia: Cordura: http://de.wikipedia.org/wiki/Cordura; 19.8.2010 10 Cordura Brand: http://www.cordura.com; 19.8.2010 11 viz například: aquaristic.net: Mag Float L: http://www.aquaristic.net/mag-float-l.html; 15.3.2010 12 Azub Bike: AZUB ECO – Liegerad: http://www.azub.eu/DE/liegerad-azub-eco/; 15.3.2010 13 Fahrrad-Trends.de: Neuerungen im Fahrradbau: http://www.fahrrad-trends.de/neuerungen.html; 15.3.2010 14 Liegedreirad Weblog: Der Big Apple von Schwalbe bei Outdoor Experts: http://liegedreirad.wordpress.com/2008/01/22/der-big-apple-von-schwalbe-bei-outdoor-experts; 15.3.2010 Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“
RegInnoMobil
http://www.buschbacher.at/reginnomobilcz.html
Inovativní řešení pro regionální mobilitu: perspektivy proveditelných a financovatelných, sociálně a ekologicky udržitelných systémů
15
www.brix.de: das komplizierteste aller Räder: Das Alltagsrad: http://www.brix.de/verkehr/fahrrad/alltags-fahrrad.html; 15.3.2010 16 Pickup: Das sichere und wartungsarme Alltagsvelo: http://www.pickup-bike.ch/wartungsarm.html; 15.3.2010 17 Wikipedia: Fahrradbeleuchtung: http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrradbeleuchtung; 17.3.2010 18 Shimano Inter L Dynamonabe gemäß: Komponentix: Dynamonaben: http://www.komponentix.de/onlineshop/index.html?naben_dynamonaben.htm; 21.4.2010 19 Hmotnosti a rozměry různých ocelových a hliníkových profilů ze sortimentu firmy Ferona: Ferona, sortimentní katalog: http://www.ferona.cz/cze/katalog/search.php?kat=1; 15.3.2010 20 www.smolik-velotech.de - Online-Glossar: Aluminium: http://www.smolikvelotech.de/glossar/a_ALUMINIUM.htm; 15.3.2010 21 Velomobil-, Trike- und Liegeradforum: Modellübersicht: http://www.velomobilforum.de/wiki/doku.php?id=velomobil:allgemein:modelle; 15.3.2010 22 RICHTLINIE 2002/24/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 18. März 2002 über die Typgenehmigung für zweirädrige oder dreirädrige Kraftfahrzeuge: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2002L0024:20070101:DE:PDF; 26.2.2010, podle vyjádření DG TREN nebyl podnikan žádný zvláštní výzkumy pro určení optimálního rychlostního limitu pro pedelecs. 23 viz například: akkurad.com: Tretkurbelantrieb für Fahrräder, Spezialräder und Fahrzeuge: http://www.akkurad.com/html/tretkurbelantrieb.html; 16.3.2010 24 viz například: akkurad.com: Tretkurbelantrieb für Fahrräder, Spezialräder und Fahrzeuge: http://www.akkurad.com/html/tretkurbelantrieb.html; 16.3.2010 25 viz například: BionX: Technologie – BionX: http://www.bionx.ca/de/products/technology/; 26.3.2010 26 Fahrradverordnung, § 7: http://ris.bka.gv.at/MarkierteDokumente.wxe?Abfrage=Bundesnormen&Kundmachungsorgan=&Index=& Titel=&Gesetzesnummer=&VonArtikel=&BisArtikel=&VonParagraf=&BisParagraf=&VonAnlage=&BisAnlage =&Typ=&Kundmachungsnummer=&Unterzeichnungsdatum=&FassungVom=21.04.2010&ImRisSeit=Undefi ned&ResultPageSize=100&Suchworte=Fahrradverordnung&WxeFunctionToken=96187d43-7d0f-46bcba78-b956b78fda70; 21.4.2010 27 Fahrradverordnung, § 5 (2): http://ris.bka.gv.at/MarkierteDokumente.wxe?Abfrage=Bundesnormen&Kundmachungsorgan=&Index=& Titel=&Gesetzesnummer=&VonArtikel=&BisArtikel=&VonParagraf=&BisParagraf=&VonAnlage=&BisAnlage =&Typ=&Kundmachungsnummer=&Unterzeichnungsdatum=&FassungVom=21.04.2010&ImRisSeit=Undefi ned&ResultPageSize=100&Suchworte=Fahrradverordnung&WxeFunctionToken=96187d43-7d0f-46bcba78-b956b78fda70; 21.4.2010 28 Forum Gesundheit: Körpergröße von Mädchen und Buben: http://www.forumgesundheit.at/mediaDB/531585_K%C3%B6rpergr%C3%B6%C3%9Fe_Kleinwuchs_grafik. jpg; 16.3.2010 29 RICHTLINIE 2002/24/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 18. März 2002 über die Typgenehmigung für zweirädrige oder dreirädrige Kraftfahrzeuge: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2002L0024:20070101:DE:PDF; 26.2.2010, podle vyjádření DG TREN nebyl podnikan žádný zvláštní výzkumy pro určení optimálního rychlostního limitu pro pedelecs. 30 viz například: Visor Tech Fahrrad Diebstahlsschutz mit Alarmschloss: http://www.pearl.de/a-PE44815451.shtml; 16.3.2010
Dr. Harald Buschbacher
[email protected]
Financováno Rakouským ministerstvem dopravy, inovaci a technologie v rámci programu „ways2go“