DE102005052062A1

DE102005052062A1 - Fahrradrahmen

Info

Publication number: DE102005052062A1
Application number: DE102005052062A
Authority: DE
Inventors: Jason L. Morgan Hill Chamberlain
Original assignee: Specialized Bicycle Components Inc
Current assignee: Specialized Bicycle Components Holding Co Inc
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-05-04
Also published as: GB2419574A; TW200630258A; TWI352673B; US20050046142A1; US7377535B2; GB2419574B; GB0522059D0

Abstract

Fahrradrahmenanordnung (22, 162), enthaltend ein Unterrohr (68, 170) und eine monolithische Unterrohraufnahme (100, 206), wobei die Unterrohraufnahme (100, 206) vorzugsweise eine Tasche (104) bildet, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres (68, 170) aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme (100, 206) wenigstens einen Teil einer Seitenfläche eines Endabschnittes des Unterrohres (68, 170) überdeckt. In einer Ausführungsform verbindet eine Schweißnaht die Rohraufnahme (100, 206) und das Unterrohr (68, 170). Vorzugsweise bildet die Unterrohraufnahme (100, 206) eine Öffnung (102), die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur (44) aufzunehmen und an dem Fahrradrahmen (22, 162) zu befestigen. Weiterhin umfasst die Unterrohraufnahme (100, 206) ferner einen Schwenkbefestigungsabschnitt (116), der angepasst ist, um einen Hilfsrahmen (26, 166) der Rahmenanordnung (22, 162) oder einen hinteren Stoßdämpfer oder ein Federbein (28) drehbar aufzunehmen.

Description

Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrräder. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Fahrradrahmen mit einer verbesserten Befestigung für ein Unterrohr des Fahrradrahmens und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrradrahmens.

Eine bekannte Art von Fahrradrahmen ist eine Zusammenstellung mehrerer Komponenten, die zur Bildung der gewünschten Form zusammengesetzt sind. Die einzelnen Bestandteile eines solchen Fahrradrahmens können Metallrohre umfassen, die abgelängt, geformt und miteinander verbunden werden, typischerweise durch ein Schweißverfahren. Im Allgemeinen ist ein Fahrradrahmen ausgebildet, um eine Sitzanordnung aufzunehmen, eine Tretkurbeleinheit, ein Hinterrad und eine Steuerung. Die Steuerung umfasst typischerweise eine Lenkstange, eine Vorderradgabel und ein Vorderrad, die miteinander verbunden sind und gegenüber dem Fahrradrahmen drehbar sind. Falls das betreffende Fahrrad zur Verwendung im Gelände gedacht ist, kann der Fahrradrahmen eine Hinterradfederung aufweisen. Solch ein Rahmen kann einen Hauptrahmen und einen Hilfsrahmen umfassen, der schwenkbar mit dem Hauptrahmen verbunden ist. Der Hilfsrahmen nimmt das Hinterrad auf und ein Stoßdämpfer kann zwischen dem Hauptrahmen und dem Hilfsrahmen angeordnet sein, um die Relativbewegung zwischen dem Hauptrahmen und dem Hilfsrahmen zu beeinflussen.

Ein zentraler unterer Abschnitt des Fahrradrahmens bildet typischerweise eine sich seitwärts erstreckende Öffnung, die angepasst ist, um die Tretkurbelanordnung zu halten. Typischerweise ist die Öffnung durch ein Rohr gebildet, das als Tretlagergehäuse bezeichnet wird. Die Öffnung des Tretlagergehäuses ist angepasst, um eine Tretkurbelanordnung aufzunehmen und zu halten, die ein oder mehrere Lager zur drehbaren Halterung der Tretkurbelanordnung aufweist.

Zusätzlich zur Aufnahme der Tretkurbelanordnung wird das Tretlagergehäuse häufig verwendet zur Verbindung eines Unterrohrs des Hauptrahmens mit einem Sitzrohr des Hauptrahmens. Typischerweise sind die Enden des Unterrohres und des Sitzrohres geformt oder abgeschrägt, um eine externe Oberfläche des Tretla gergehäuses wiederzugeben. Die angeschrägten Enden des Unterrohres und des Sitzrohres sind stumpf auf die Außenseite des Tretlagergehäuses gesetzt und dort angeschweißt. Diese Art der Verbindung zwischen den Rohren und dem Tretlagergehäuse erfordert eine präzise Fixierung des Unterrohres und des Sitzrohres bezüglich des Tretlagergehäuses, um eine ordnungsgemäße Fluchtung des Rahmens nach dem Anschweißen der Rohre an das Tretlagergehäuse zu erhalten. Das Sitzrohr und das Unterrohr müssen in seitlicher Richtung präzise an dem Tretlagergehäuse ausgerichtet sein und müssen um das Tretlagergehäuse radial in einem gewünschten Winkel zueinander angeordnet sein. Weiterhin ist die Oberfläche zur Aufnahme und Halterung des Sitzrohres und des Unterrohres begrenzt, wenn das Tretlagergehäuse wie üblich ein zylindrisches Rohr ist. Als Folge davon ist der Durchmesser des Sitzrohres und des Unterrohres durch die Größe des Tretlagergehäuses begrenzt, das üblicherweise größenmäßig angepasst ist, um eine Standard-Industrie-Tretkurbelanordnung aufzunehmen. Ferner führt die stumpfe Verbindung zwischen dem Unterrohr und dem Tretlagergehäuse oft zu einer Schweißverbindung, die unerwünschte Festigkeitseigenschaften aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fahrradrahmens umfassen eine Aufnahme für ein Unterrohr, die eine Vertiefung oder eine Tasche bildet, die angepasst ist zur Aufnahme eines unteren Endabschnittes eines Unterrohres des Fahrradrahmens. Die Unterrohraufnahme bildet vorzugsweise eine seitliche Öffnung, die angepasst ist zur Aufnahme und Halterung einer Tretkurbelanordnung. Verschiedene Ausführungsformen der Unterrohraufnahme können ferner eine schwenkbare Befestigung umfassen, die angepasst ist, um einen Hilfsrahmen des Fahrradrahmens oder einen hinteren Stoßdämpfer aufzunehmen. Die Unterrohraufnahme ist vorzugsweise eine monolithische Struktur und ist in einer Ausführungsform hergestellt durch ein Fertigungsverfahren, das einen Schmiedeschritt umfasst. Die Tasche zur Aufnahme des Endabschnittes des Unterrohres unterstützt die Ausrichtung des Unterrohres zu der Aufnahme, um die Herstellung der Verbindung der Rahmenteile untereinander zu vereinfachen. Vorzugsweise wird durch eine solche Anordnung die zur Herstellung eines Fahrrad rahmens erforderliche Zeit verringert, die wiederum die Herstellkosten verringert und schließlich die Kosten eines Fahrradrahmens für den Endkunden verringert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Fahrradrahmen mit einem Unterrohr und einer monolithischen Rohraufnahme. Die Rohraufnahme bildet eine Öffnung, die angepasst ist zur Aufnahme und zur Halterung einer Tretkurbelanordnung an dem Fahrradrahmen. Die Rohraufnahme bildet eine Tasche, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnittes des Unterrohres überlappt. Eine Schweißnaht verbindet die Rohraufnahme und die Außenseite des Unterrohres miteinander.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Fahrradrahmen mit einem Unterrohr, das einen Endabschnitt aufweist, der eine nicht kreisförmige Querschnittsform bildet. Eine monolithische Unterrohraufnahme bildet eine Öffnung, die ausgebildet ist, um eine Tretkurbelanordnung aufzunehmen und zu halten. Die Rohraufnahme bildet ferner eine Tasche, die angepasst ist, um den Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen. Die Tasche weist eine nicht kreisförmige Form auf, die im Wesentlichen der nicht kreisförmigen Form des Endabschnittes des Unterrohres entspricht. Die Tasche ist angepasst, um wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnitts des Unterrohres zu überdecken.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Fahrradrahmen mit einem Hauptrahmen, umfassend ein Unterrohr und einem Hilfsrahmen, der gegenüber dem Hauptrahmen beweglich ist und ausgebildet ist, um ein Hinterrad zu tragen. Der Hauptrahmen und der Hilfsrahmen sind angepasst, um im Betrieb einen Stoßdämpfer zwischen sich aufzunehmen, wodurch die Bewegung des Hilfsrahmens bezüglich des Hauptrahmens beeinflussbar ist. Eine monolithische Unterrohraufnahme bildet eine Tasche, die angepasst ist zur Aufnahme eines Endabschnittes des Unterrohres, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt. Die Rohraufnahme umfasst einen Befestigungsabschnitt zur Bildung einer Schwenkachse und ist angepasst, um entweder den Hilfsrahmen oder den Stoßdämpfer zur Rotation um die Schwenkachse aufzunehmen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Fahrradrahmen ein Unterrohr und eine monolithische Rohraufnahme. Die Rohraufnahme umfasst eine Öffnung, die eine Tretlagerachse bildet und angepasst ist zur Aufnahme und Halterung einer Tretkurbelgarnituranordnung an dem Fahrradrahmen. Die Rohraufnahme bildet eine Tasche, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnitts des Unterrohres überdeckt. Die Rohraufnahme umfasst ein Rohr, das sich im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Tretlagerachse erstreckt. Das Rohr ist angepasst, um einen vorderen Umwerfer an einer Stelle mit Abstand von der Tretlagerachse aufzunehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Fahrradrahmen ein Unterrohr und eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Fläche bildet, die angepasst ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen. Die Unterrohraufnahme bildet eine seitliche Öffnung, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnituranordnung aufzunehmen und zu halten. Die Unterrohraufnahme ist angepasst, um im Wesentlichen ein offenes Ende des Unterrohres abzuschließen, wenn die Tretkurbelanordnung in die Öffnung eingesetzt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fahrradrahmen einen Hauptrahmen und einen Hilfsrahmen auf. Der Hauptrahmen umfasst ein Unterrohr. Der Hilfsrahmen ist zu dem Hauptrahmen beweglich und Hauptrahmen und Hilfsrahmen sind angepasst, um im Betrieb zwischen ihnen einen Stoßdämpfer aufzunehmen. Eine monolithische Unterrohraufnahme bildet eine Fläche, die angepasst ist, um stumpf an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen. Die Unterrohraufnahme umfasst ferner eine seitliche Öffnung, die angepasst ist zur Aufnahme und Halterung einer Tretkurbelgarnitur zur Rotation um eine Tretlagerachse. Eine Achse des Unterrohres ist zu der Tretlagerachse versetzt. Weiterhin ist ein Ende des Stoßdämpfers mit einem Abschnitt des Hauptrahmens verbunden, der nicht die Unterrohraufnahme ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fahrradrahmen ein Unterrohr und eine monolithische Unterrohraufnahme auf, die eine Fläche bildet, die ange passt ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen. Ein Abschnitt des Unterrohres, der an die Unterrohraufnahme stößt, bildet eine Verbindungsachse und definiert eine Höhe zwischen einer Oberseite und einer Unterseite. Die Unterrohraufnahme umfasst eine seitliche Öffnung, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur aufzunehmen und zu halten zur Rotation um die Tretlagerachse. Die Verbindungsachse befindet sich mit Abstand unterhalb der Tretlagerachse. Weiterhin ist die Höhe des Unterrohres größer als der Durchmesser der Öffnung.

Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrradrahmens sind nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in Form von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung, jedoch nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung dienen sollen. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines Fahrrads mit einer Rahmenanordnung mit verschiedenen Merkmalen, Besonderheiten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung,
2 eine perspektivische Anordnung der Rahmenanordnung des Fahrrades aus 1 ohne Komponenten,
3 eine Seitenansicht der Fahrradrahmenanordnung aus 2,
4 eine perspektivische Ansicht der vorderen oberen linken Seite einer Unterrohraufnahme der Fahrradrahmenanordnung aus 2,
5 eine perspektivische Ansicht der hinteren oberen rechten Seite der Unterrohraufnahme aus 4,
6 eine Ansicht der rechten Seite der Unterrohraufnahme aus 4,
7 eine Frontalansicht der Unterrohraufnahme aus 4,
8 eine Rückansicht der Unterrohraufnahme aus 4,
9 eine Draufsicht auf die Unterrohraufnahme aus 4,
10 eine Untersicht auf die Unterrohraufnahme aus 4,
11A bis 11C Verbindungen zwischen einem Unterrohr und einem Tretlagergehäuse eines üblichen Fahrradrahmens nach dem Stand der Technik, wobei
11A eine Querschnittsansicht der Verbindung zwischen dem Unterrohr und dem Tretlagergehäuse zeigt,
11B eine vergrößerte Ansicht der Stoßstelle einer Wandung des Unterrohres und einer Wandung des Tretlagergehäuses vor dem Schweißen zeigt und,
11C die Stoßstelle der Wandung des Unterrohres und der Wandung des Tretlagergehäuses aus 11B nach dem Schweißen zeigt,
12A bis 12E die Verbindungen zwischen der Unterrohraufnahme und dem Unterrohr des Fahrradrahmens aus 2, wobei
12A eine Querschnittansicht der Stoßstelle zwischen der Unterrohraufnahme und dem Unterrohr zeigt,
12B eine vergrößerte Ansicht der Stoßstelle zwischen der Unterrohraufnahme und einer Wandung des Unterrohres vor dem Schweißen zeigt,
12C eine Darstellung des Stoßbereichs zwischen der Unterrohraufnahme und einer Wandung des Unterrohres aus 12B nach dem Schweißen zeigt,
12D eine weitere vergrößerte Ansicht einer Verbindung zwischen dem Unterrohr und der Unterrohraufnahme zeigt, und
12E eine Querschnittsansicht eines unteren Endabschnitts des Unterrohres zeigt,
13 eine Ansicht eines Fahrrades mit einer Modifikation der Rahmenanordnung aus 2,
14 eine perspektivische Ansicht der Rahmenanordnung des Fahrrades aus 13, und
15 eine Seitenansicht der Rahmenanordnung aus 14.
1 zeigt ein Fahrrad 20 mit einer Rahmenanordnung 22 mit verschiedenen Merkmalen, Besonderheiten und Vorzügen gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fahrradrahmenanordnung 22 umfasst einen Hauptrahmen 24 und einen Hilfsrahmen 26. Der Hilfsrahmen 26 ist schwenkbar zu dem Hauptrahmen 24 gelagert. Ein Stoßdämpfer oder Federbein 28 erstreckt sich zwischen dem Hauptrahmen 24 und dem Hilfsrahmen 26 und ist angepasst, um die Relativbewegung zwischen diesen zu beeinflussen. Vorzugsweise bietet der Stoßdämpfer 28 sowohl eine Federkraft als auch eine Dämpfungskraft. Die Federkraft strebt danach, das Federbein 28 zu längen und die Dämpfungskraft dämpft sowohl die Kompressionsals auch die Extensions- oder Rückfederbewegung des Federbeins 28.
Ein vorderes Ende der Rahmenanordnung 22 trägt vorzugsweise eine vordere Federgabel 30 zur Rotation um die Steuerachse A_S. Eine Lenkstangenanordnung 32 ist mit dem oberen Ende der Federgabel 30 verbunden. Ein Vorderrad 34 des Fahrrades 20 ist drehbar am unteren Ende der vorderen Federgabel 30 befestigt. Ein zentraler oberer Abschnitt der Rahmenanordnung 22 trägt eine Fahrradsitzanordnung 36 einschließlich einer Sattelstütze 38 und eines Sattels 40. Ein Hinterrad 42 ist drehbar in dem Hilfsrahmen 26 der Rahmenanordnung 22 gelagert. Daher ist das Hinterrad 42 zusammen mit dem Hilfsrahmen 26 gegenüber dem Hauptrahmen 24 beweglich.
Ein unterer zentraler Abschnitt der Rahmenanordnung 22 nimmt die Tretkurbelanordnung 44 auf zur Rotation um die Tretlager- oder Kurbelachse A_C. In der dargestellten Anordnung ist die Tretkurbelgarnituranordnung 44 antriebsmäßig mit dem Hinterrad 42 über einen Kettentrieb 46 verbunden. Der Kettentrieb 46 um fasst vorzugsweise einen endlosen Antriebsstrang 48, der um eines einer Vielzahl von verschieden großen Zahnrädern oder Kettenblättern 50, um die Tretkurbelgarnitur 44 und eines einer Vielzahl von verschieden großen Zahnrädern oder Ritzeln 52 verläuft, die mit dem Hinterrad 42 verbunden sind. Ein vorderer Umwerfer 54 ist angepasst, um den Antriebsstrang 48 zwischen der Vielzahl der vorderen Kettenblätter 50 zu bewegen. Ein hinteres Schaltwerk 56 ist angepasst, um den Antriebsstrang 48 zwischen der Vielzahl von hinteren Ritzeln 52 zu bewegen. Durch Bewegen des Antriebsstrangs 48 zwischen verschiedenen Kombinationen von Kettenblättern 50 und Ritzeln 52 kann ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis aus einer Vielzahl von verfügbaren Verhältnissen ausgewählt werden. Auch wenn eine solche Kettenschaltungs-Anordnung aufgrund ihres Wirkungsgrades und ihrer Zuverlässigkeit bevorzugt ist, können andere geeignete Antriebsstranganordnungen ebenfalls verwendet werden.
Eine vordere Bremsanordnung 58 ist angepasst, um eine Bremskraft auf das Vorderrad 34 aufzubringen. Entsprechend ist eine hintere Bremsanordnung 60 angepasst, um eine Bremskraft auf das Hinterrad 42 aufzubringen. Auch wenn Scheibenbremsen dargestellt sind, können andere geeignete Arten von Bremssystemen ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Cantileverbremsen. Vorzugsweise sind Betätigungselemente 62 an der Lenkstangenanordnung 32 vorgesehen, um einem Fahrer des Fahrrades 20 die Steuerung des Umwerfers 54 und des Schaltwerkes 56 sowie der vorderen und hinteren Bremsanordnungen 58 und 60 zu ermöglichen.
Bei der Darstellung in den 2 und 3 ist die Fahrradrahmenanordnung 22 der besseren Deutlichkeit wegen, ohne die Komponenten des Fahrrades 20 mit Ausnahme des hinteren Federbeins 28 dargestellt. Wie oben beschrieben, umfasst die Rahmenanordnung 22 einen Hauptrahmen 24 und einen Hilfsrahmen 26. Der Stoßdämpfer 28 erstreckt sich zwischen dem Hauptrahmen 24 und Hilfsrahmen 26 und ist an diesen schwenkbar befestigt. In der dargestellten Ausführungsform bildet der Hauptrahmen 24 die Tretlagerachse A_C der Fahrradrahmenanordnung 22.
In der dargestellten Ausführungsform weist der Hauptrahmen 24 eine im Wesentlichen dreieckige Form auf und ist aus einer Vielzahl von Komponenten aufgebaut, die zusammengesetzt wurden, vorzugsweise durch einen materialauftragenden Schweißvorgang. Dies heißt, dass vorzugsweise ein Lichtbogen-Schweißverfahren verwendet wird, wie ein Metall-Schutzgasschweißverfahren (MIG) oder ein Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren (WIG), bei denen Temperaturen auftreten, die hoch genug sind, um das Grundmaterial der Rahmenteile aufzuschmelzen, so dass sich der Zusatzwerkstoff mit dem Grundwerkstoff vermischt. Das Aufschmelzen des Grundwerkstoffes unterscheidet ein Schweißverfahren von einem Hartlötverfahren, da bei einem Hartlötverfahren das Grundmaterial nicht aufgeschmolzen wird. Die Vorteile eines Schweißens umfassen eine kostengünstige Ausrüstung, hohe Festigkeit und relativ einfache Herstellung. Weiterhin ist in einer Ausführungsform das bevorzugte Schweißverfahren das WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen). Die Vorteile dieses Schweißverfahrens umfassen eine hohe Festigkeit, eine Wärmebehandlung bei den verbundenen Materialien, kostengünstige und optisch ansprechende Schweißung und verhältnismäßig einfache Durchführung.
Auch wenn Schweißen das bevorzugte Verfahren zur Verbindung der Bauteile bei der Herstellung des Hauptrahmens und der Bauteile zur Herstellung des Hilfsrahmens ist, können andere geeignete Fügeverfahren ebenfalls verwendet werden, einschließlich Hartlöten, Kleben und mechanische Fixierung (rein beispielsweise, ohne Einschränkung). Wünschenswerterweise sind die Bauteile des Hauptrahmens 24 aus einem metallischen Material aufgebaut und bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Dennoch können andere geeignete Materialien ebenfalls verwendet werden. Weiterhin kann der Hauptrahmen 24 mehr als ein Material umfassen.
Vorzugsweise umfasst der Hauptrahmen 24 ein Steuerrohr 64, das ausgebildet ist, um die vordere Federgabel 30 drehbar aufzunehmen und die Steuerachse A_S zu bilden. Ein Oberrohr 66 erstreckt sich von dem Steuerrohr 64 aus rückwärts und fällt in der dargestellten Ausführungsform dabei ab. Ein Unterrohr 68 erstreckt sich in rückwärtige Richtung von dem Steuerrohr 64 und ist unter dem Oberrohr 66 angeordnet. Vorzugsweise ist das Steuerrohr 64 durch ein Herstellungsverfah ren hergestellt, dass einen Schmiedeschritt umfasst. Solch ein Verfahren erlaubt es, das Steuerrohr 64 kostengünstig herzustellen und dabei die wünschenswerten Unterschiede in der Materialdicke entsprechend den unterschiedlichen Belastungskräften in dem Steuerrohr 64 anzupassen.
In der dargestellten Ausführungsform berühren sich das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 über eine beträchtliche Länge in rückwärtiger Richtung von dem Steuerrohr 64. Wünschenswerterweise berühren das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 einander über wenigstens etwa 5 cm (2 Zoll) rückwärts von dem Steuerrohr 64. Weiter bevorzugt berühren sich das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 einander über eine Strecke von wenigstens etwa 7,5 cm (3 Zoll) rückwärts von dem Steuerrohr 64 aus und besonders bevorzugt über etwa 10 cm (4 Zoll) rückwärts von dem Steuerrohr 64. Eine solche Anordnung erzeugt eine starke Verbindung zwischen dem Steuerrohr 64, dem Oberrohr 66 und dem Unterrohr 68 und erlaubt, dass sich das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 gegenseitig verstärken. Weiterhin erlaubt der Verbindungsbereich zwischen dem Oberrohr 66 und dem Unterrohr 68, die Rohre 66 und 68 über eine vorteilhaft große Distanz miteinander zu verschweißen.
Weiterhin weisen das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 vorzugsweise nichtkreisförmige Querschnitte auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die kürzeren Seiten des Trapezes zueinander liegen. Dies bedeutet, dass vorzugsweise die Unterseite des Oberrohres 66 eine kleinere Breite aufweist als die Oberseite des Oberrohres 66. Umgekehrt hat die Oberseite des Unterrohres 68 eine schmalere Breite als die Unterseite des Unterrohres 68.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Unterrohr 68 ferner gebogen, sobald es sich von dem Steuerrohr 64 entfernt. Entsprechend ist die Oberseite des Unterrohres 68 in der Nähe des Steuerrohres 64 im Wesentlichen fluchtend mit der Unterseite des Oberrohres 66 ausgerichtet und berührt dieses vorzugsweise. Vorteilhafterweise führt eine solche Bauweise zu einer wünschenswerten "Muffung" des Unterrohres 68. Dies bedeutet, dass die Wanddicke der oberen Wandung des Unterrohres 68 im gekrümmten Bereich verringert ist, während die Wanddicke der unteren Wandung im gekrümmten Bereich vergrößert ist. Ein erhöhter Materialanteil in der unteren Wandung des Unterrohres 68 ist wünschenswert, um den hohen Belastungen zu widerstehen, die auf das untere Ende des Steuerrohres 64 infolge der Hebelwirkung der vorderen Federgabel 30 ausgeübt werden. Eine nähere Beschreibung einer bevorzugten Verbindung des Steuerrohres 64, des Oberrohres 66 und des Unterrohres 68 ist der U.S.-Patentanmeldung Nr. 10/459,398 mit dem Titel "Head Tube for Bicycle Frame" zu entnehmen, auf die hiermit Bezug genommen wird und die zum Gegenstand dieser Beschreibung gemacht wird. Die Anmeldung wurde veröffentlicht unter der Bezeichnung US 20040251654 A1 .
Von dem Steuerrohr 64 aus erstrecken sich das Oberrohr 66 und das Unterrohr 68 in einer rückwärtigen Richtung zu dem Sitzrohr 70. In der dargestellten Ausführungsform ist das Sitzrohr 70 ein Sitzrohr 70 von unterbrochener Bauart. Dies bedeutet, dass das Sitzrohr 70 kein durchgängig röhrenförmiges Bauteil ist, sondern aus mehreren Bauteilen aufgebaut ist, einschließlich einem oberen Abschnitt 72, einem mittleren Abschnitt (insgesamt 74) und einem unteren Abschnitt 76. Wie in 2 zu sehen ist, umfasst der Zwischenabschnitt 74 des Sitzrohres 70 eine rechte Strebe 74R und eine linke Strebe 74L. Die rechten und linken Streben 74R und 74L erstrecken sich zwischen und sind verbunden mit dem oberen Abschnitt 72 und dem unteren Abschnitt 76 des Sitzrohres 70. Weiterhin ist ein mittlerer Bereich der Streben 74R und 74L seitlich auswärts geboten, um Platz zu schaffen, der angepasst ist, um ein Hindurchtreten des Federbeins 28 zu erlauben. Dies bedeutet, dass eine zentrale Achse des Federbeins 28 im Wesentlichen in einer zentralen vertikalen Ebene liegt, die die Fahrradrahmenanordnung 22 teilt. Vorzugsweise ist der Hauptrahmen 22 derart angepasst, dass sowohl das Steuerrohr 64 einschließlich der Steuerachse A_S und das Sitzrohr 70 von einer vertikalen Achse nach rückwärts geneigt sind, wenn das Fahrrad 20 auf einer im Wesentlichen horizontalen Oberfläche G steht (vgl. 1) und liegen vorzugsweise in derselben vertikalen Ebene wie die Achse des Federbeins.
Vorzugsweise umfasst der Hauptrahmen 24 zusätzlich zu dem Steuerrohr 64, dem Oberrohr 66, dem Unterrohr 68 und dem Sitzrohr 70 zusätzliche Verstärkungselemente, um dem Hauptrahmen 24 vorteilhafte Festigkeits- und Steifig keitseigenschaften zu verleihen. Beispielsweise erstreckt sich ein Verstärkungseinsatz 80 von einer Vorderseite des oberen Abschnitts 72 des Sitzrohres zu der Oberseite des Oberrohres 66. Das Einsatzstück 80 stabilisiert das obere Ende des oberen Abschnittes 72 des Sitzrohres 70 gegen eine vorwärts und rückwärts auftretende Belastung, die auftritt, wenn ein Fahrer des Fahrrades 20 entsprechende Kräfte auf die Sitzanordnung 36 ausübt. Diese Kräfte werden durch den langen Hebelarm der Sattelstütze 38 in dem Sitzrohr 70 verstärkt. Das Vorsehen des Einsatzstückes 80 erlaubt es ferner, das rückwärtige Ende des Oberrohres 66 verhältnismäßig niedrig an dem Sitzrohr 70 anzuordnen. Eine solche Anordnung senkt den Schwerpunkt des Fahrradrahmens 22 in vorteilhafter Weise.
Ein zweiter Verstärkungseinsatz 82 erstreckt sich von der Oberseite des unteren Abschnittes 76 des Sitzrohres 70 aus vorwärts zu einer Oberseite des Unterrohres 68. In der dargestellten Ausführungsform, ist der Einsatz 82 im Wesentlichen horizontal angeordnet. Vorteilhafterweise verstärkt der Einsatz 82 den Hauptrahmen 24 gegen Belastungen, die über das Sitzrohr 70 durch den Hilfsrahmen 26 eingeleitet werden, beispielsweise wenn während der Fahrt des Fahrrades 20 ein Stoß auf das Hinterrad 42 ausgeübt wird.
Wie oben beschrieben ist, ist der Hilfsrahmen 26 gegenüber dem Hauptrahmen 24 beweglich und hält das Hinterrad 42 des Fahrrades 20. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Hilfsrahmen 26 ein paar untere Ausleger oder Kettenstreben, 84R, 84L und ein paar obere Ausleger oder Sitzstreben 86R und 86L. Vorzugsweise umfassen die Kettenstreben 84 und Sitzstreben 86 das Hinterrad 42, wobei die rechten Streben 84R und 86R sich entlang der rechten Seite des Hinterrades 42 und die linken Streben 84L und 86L sich entlang einer linken Seite des Hinterrades 42 erstrecken. Weiterhin ist vorzugsweise die rechte Kettenstrebe 84R niedriger angeordnet als die linke Kettenstrebe 84L. Eine solche Anordnung bringt die rechte Kettenstrebe 84R in eine Lage, in der ein Kontakt mit dem Triebstrang 48, dem vorderen Umwerfer 54 und anderen Komponenten des Kettenantriebs 46 vermieden wird.
Der Hilfsrahmen 26 umfasst ferner ein Verbindungsglied 88. Wünschenswerterweise umfasst das Verbindungsglied 88 einen rechten Auslegerabschnitt 90R und einen linken Auslegerabschnitt 90L. Der rechte Auslegerabschnitt 90R und der linke Auslegerabschnitt 90L sind durch eine zentrale Brücke 92 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist das Verbindungselement 88 eine einteilige oder monolithische Struktur und kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, wie beispielsweise Metall, z.B. Aluminium, oder einem Verbundwerkstoff, beispielsweise Kohlefaser.
Vordere Enden der Kettenstreben 84R und 84L sind gegenüber dem Hauptrahmen 24 um eine Schwenkachse P₁ bewegbar. Vorzugsweise sind die vorderen Enden der Kettenstreben 84R und 84L miteinander verbunden. Weiter vorzugsweise ist die Schwenkachse P₁ nahe der Tretlagerachse A_C angeordnet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Schwenkachse P₁ etwas hinter und höher als die Tretlagerachse A_C angeordnet ist.
Ein vorderes Ende des Verbindungsgliedes 88 ist gegenüber dem Hauptrahmen 24 drehbar um eine zweite Schwenkachse P₂ gelagert. Vorzugsweise ist die Schwenkachse P₂ im Wesentlichen an einer Verbindung zwischen dem oberen Ende des unteren Abschnittes 76 des Sitzrohres 70 und dem rückseitigen Ende des Verstärkungsgliedes 82 angeordnet. Dennoch kann die Schwenkachse P₂ an anderen geeigneten Stellen an dem Hauptrahmen 24 angeordnet sein.
Die unteren rückseitigen Enden der Sitzstreben 86R und 86L sind schwenkbar mit den rückseitigen Enden der entsprechenden Kettenstreben 84R und 84L um eine dritte Schwenkachse P₃ verbunden. Die vorderen oberen Enden der Sitzstreben 86R und 86L sind schwenkbar mit einem rückseitigen Ende des Verbindungsgliedes 88 verbunden zur Verschwenkung um eine vierte Schwenkachse P₄. Vorzugsweise sind die oberen Enden der Sitzstreben 86R und 86L ebenfalls miteinander verbunden. Jede der Schwenkachsen P₁–P₄ wird vorzugsweise durch geeignete Schwenkverbindungen gebildet, die einen Schwenkzapfen und Lageranordnung oder -buchse bekannter Art umfassen.
Vorzugsweise umfasst jede der Sitzstreben 86R und 86L jeweils ein Ausfallende 94, das dazu dient, das Hinterrad 42 zur Rotation um eine Nabenachse A_H zu halten. Eine solche Anordnung erlaubt es, den Fahrradrahmen 22 so zu konstruie ren, dass eine gewünschte, nicht kreisförmige Einfederbahn der Nabenachse A_H erhalten wird, um zu verhindern, dass Ketten- und Bremskräfte sich mit der Einfederbewegung des Hilfsrahmens 26 überlagern. Alternativ kann die Nabenachse A_H gebildet werden durch Ausfallenden an den Kettenstreben 84R und 84L. Weiterhin kann der Hilfsrahmen 26 verändert werden, um zusätzliche Verbindungselemente zu enthalten oder Verbindungselemente wegzulassen, um die gewünschten Federeigenschaften zu erhalten. Weiterhin können die relativen Längen, Winkel und Anordnungen der Schwenkachsen P₁–P₄ verändert werden, um einen gewünschten Weg der Nabenachse A_H über den Bewegungsbereich des Hilfsrahmens 26 gegenüber dem Hauptrahmen 24 zu erhalten.
Wie oben beschrieben ist, ist das Federbein 28 zwischen dem Hauptrahmen 24 und dem Hilfsrahmen 26 des Fahrradrahmens 22 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist ein rückseitiges Ende des Federbeins 28 mit dem Hilfsrahmen 26 an der Schwenkachse P₄ gekoppelt. Dennoch kann das rückwärtige Ende des Federbeins 28 in anderen Anordnungen an andere Komponenten der Hilfsrahmenanordnung 26 angebracht werden. Beispielsweise kann das rückseitige Ende des Federbeins 28 schwenkbar mit dem Verbindungselement 88 an einer Stelle mit Abstand von der Schwenkachse P₄ verbunden werden. Alternativ kann das rückseitige Ende des Federbeins 28 mit einer der beiden Sitzstreben 86R und 86L oder einer oder beiden der Kettenstreben 84R oder 84L oder einem anderen Verbindungselement des Hilfsrahmens 26 verbunden werden.
Ein vorderes Ende des Federbeins ist schwenkbar mit dem Hauptrahmen 24 an einer Schwenkachse P₅ verbunden. In der dargestellten Anordnung ist das vordere Ende des Federbeins 28 durch eine Federmontagegabel (insgesamt 96) an einem Zwischenabschnitt des Unterrohres 68 angebracht. Vorzugsweise umfasst die Federbefestigungsgabel 96 einen rechten Abschnitt 96R und einen linken Abschnitt 96L, zwischen denen das vordere Ende des Federbeins 28 aufgenommen wird. Dennoch können andere geeignete Befestigungsanordnungen oder Federmontageaugen verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradrahmenanordnung 22 eine monolithische oder einteilige Unterrohraufnahme 100, die angepasst ist zur Aufnahme und Halterung eines unteren Ende des Unterrohres 68 und zur Verbindung des Unterrohres 68 mit anderen Bauteilen der Rahmenanordnung 22. In der dargestellten Ausführungsform ist die Unterrohraufnahme 100 eine einteilige Struktur, die eine Öffnung 102 umfasst, die sich in seitlicher Richtung erstreckt bezüglich einer Zentralebene, die sich längs durch den Fahrradrahmen 22 erstreckt. Die Öffnung 102 bildet die Tretlager- oder -kurbelachse A_C. Vorzugsweise bildet die Unterrohraufnahme 100 ferner die Schwenkachse P₁ und ist ausgebildet, um die vorderen Enden der Kettenstreben 84R und 84L aufzunehmen. Weiterhin ist vorzugsweise der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 Teil der einteiligen Unterrohraufnahme 100. In anderen Ausführungsformen kann jedoch die Unterrohraufnahme 100 ausgebildet sein, um nur das Unterrohr 68 aufzunehmen und eine Verbindung mit anderen Bauteilen des Hauptrahmens 24 zu ermöglichen ohne irgendwelche Schwenkbefestigungen, Abschnitte des Sitzrohres 70 oder einer Tretlageröffnung aufzuweisen.
Die 4 bis 10 stellen eine bevorzugte Unterrohraufnahme oder -ansatz 100, als einzelnes Bauteil dar, unabhängig von den übrigen Bauteilen der Rahmenanordnung 22. Wie oben beschrieben, ist die dargestellte Ausführungsform der Unterrohraufnahme 100 eine einteilige Struktur und vorzugsweise hergestellt durch ein Verfahren enthaltend einen Schmiedeschritt. Daher kann die Unterrohraufnahme 100 in eine relativ komplexe Form bei akzeptablen Kosten gebracht werden. Weiterhin profitiert die Unterrohraufnahme 100 von erhöhten Festigkeitseigenschaften, die einem Schmiedeverfahren eigen sind, im Gegensatz zu anderen Herstellungsverfahren, wie Gießen oder spanender Herstellung aus einem massiven Block oder Barren.
Die Unterrohraufnahme 100 umfasst vorzugsweise eine Fläche, die eine Vertiefung oder eine Tasche 104 bildet, die angepasst ist, um ein unteres Ende des Unterrohres 68 aufzunehmen. Die Vertiefung 104 umfasst eine Seitenfläche 106, die ausgebildet ist, um eine Außenseite des Unterrohres 68 zu berühren. Vorzugsweise bildet die Seitenfläche 106 der Vertiefung 104 eine Form, die im Wesentlichen der Querschnittsform des Unterrohres 68 entspricht. Dementsprechend ist die Vertiefung 104 angepasst zur Aufnahme und Anbringung des Unterrohres 68 bezüglich der Rohraufnahme 100, ohne dass eine Notwendigkeit zur präzisen Fixierung oder Heftschweißen besteht. Diese Anordnung bietet eine Reihe von Vorteilen, insbesondere die Erleichterung der Herstellung, da das Rohr 68 sich in der Seitenfläche 106 der Tasche 104 während des Schweißens abstützt, verbesserte Festigkeit infolge einer größeren Schweißkontaktfläche (was im Folgenden noch näher in Bezug auf die 12D und 12E beschrieben wird) und eine verbesserte Schweißqualität in Folge der Überlappung zwischen dem Rohr 68 und der Rohraufnahme 100.
Vorzugsweise umfasst die Vertiefung 104 ferner eine Schulter, die eine Endfläche 108 bildet, die sich von der Seitenfläche 106 aus einwärts erstreckt, um an eine Endfläche des Unterrohres 68 zu stoßen. Dadurch begrenzt die Endfläche 108 der Vertiefung 104 die Tiefe, in die das Unterrohr 68 in die Vertiefung 104 eingesetzt werden kann. Wünschenswerterweise ist die Endfläche 108 im Wesentlichen eben, so dass diese in einen im Wesentlichen vollen Kontakt mit einem eben abgeschnittenen Ende des Unterrohres 68 bildet. Dieses Merkmal erlaubt es, die präzise und teure Schrägung des Unterrohres 68 durch einen leichter durchführbaren geraden Schnitt zu ersetzen, wodurch die Herstellzeiten und -kosten verringert werden. Dennoch können in anderen Anordnungen die Endflächen 108 uneben sein und das Ende des Unterrohres 68 kann entsprechend geformt sein, obwohl in einigen Anordnungen das Ende des Unterrohres 68 nicht notwendigerweise mit der Oberflächenform der Endfläche 108 übereinstimmen muss.
Geeigneterweise bildet die Endfläche 108 eine Öffnung 110, die sich wenigstens teilweise durch die Rohraufnahme 100 erstreckt und die Öffnung 102 schneidet. Vorzugsweise entspricht eine Breite der Endfläche 108 im Wesentlichen der Wanddicke des Unterrohres 68, um das Unterrohr 68 aufnehmen zu können, ohne unnötiges Material einzusetzen, das das Gewicht der Unterrohraufnahme 100 erhöht und dadurch das der Rahmenanordnung 22.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Seitenfläche 106 der Tasche 104 den Endabschnitt der Seitenfläche des Unterrohres 68 vollständig. In anderen Anordnungen wird die Seitenfläche 106 der Tasche 104 lediglich einen Teil der Seitenfläche des Unterrohres 68 berühren. Vorzugsweise dient die Seitenfläche 106 als Positionierfläche, die einen ausreichenden Abschnitt der Seitenfläche des Unterrohres 68 berührt, um eine Positionierung des Unterrohres 68 zu der Unterrohraufnahme 100 zu unterstützen, bevor das Rohr 68 und die Aufnahme 100 miteinander verbunden werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Vertiefung oder Tasche 104 gebildet werden durch ein oder mehrere vorstehende Oberflächenelemente der Unterrohraufnahme 100, eher als durch eine Einkerbung in einer Oberfläche der Unterrohraufnahme 100. Weiterhin kann die Seitenfläche 106 eine Innenseite des Unterrohres 68 berühren, anstelle einer Außenfläche.
Wie oben beschrieben wurde, umfasst die Unterrohraufnahme 100 wünschenswerterweise eine Öffnung 102, die sich seitwärts durch die Aufnahme 100 erstreckt. Die Öffnung 102 ist angepasst zur Aufnahme und Lagerung der Tretkurbelanordnung 44. Diese Anordnung bietet eine Reihe von Vorteilen, einschließlich einer erleichterten Herstellung. In anderen Anordnungen kann die Öffnung 102 jedoch durch ein separates Teil gebildet werden, das mit der Unterrohraufnahme 100 verbunden ist. Beispielsweise kann in einer alternativen Anordnung die Öffnung 102 gebildet werden durch ein Rohr, das nachträglich an der Unterrohraufnahme 100, beispielsweise durch Schweißen, angebracht ist. Bei einer solchen Anordnung kann die Unterrohraufnahme 100 eine Oberfläche aufweisen, die dimensioniert und geformt ist zur Aufnahme und/oder Positionierung des Rohres.
In der dargestellten Ausführungsform bildet die Unterrohraufnahme 100 den unteren Abschnitt 76 des Sitzrohres 70. Vorzugsweise weist der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 die Form eines zylindrischen, röhrenförmigen Elements auf, das sich in radialer Richtung von der Tretlagerachse A_C aus erstreckt. Wünschenswerterweise ist der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 in Bezug auf die Vertiefung oder Einbuchtung 104 so orientiert, dass der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 in rückwärtiger Richtung schräg von einer vertikalen Achse angeordnet ist, wenn die Unterrohraufnahme 100 in einem montierten Fahrradrahmen 22 angeordnet ist. Vorzugsweise bildet der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 eine Montagefläche S für einen Umwerfer, die angepasst ist, um den vorderen Umwerfer 54 an einer Stelle aufzunehmen, die von der Tretlagerachse A_C einen ausreichenden Abstand aufweist, um ein Zusammenwirken des vorderen Umwerfers 54 mit einer üblichen Tretkurbelgarnitur 44 an der Fahrradrahmenanordnung 22 zu erlauben. Wünschenswerterweise erlaubt die Umwerfermontagefläche S die Montage des Umwerfers mit einem Abstand von der Tretlagerachse A_C gemäß den Spezifikationen des Schaltungsherstellers. Vorzugsweise erlaubt die Umwerfermontagefläche S für einen üblichen verfügbaren vorderen Umwerfer (wie beispielsweise Modelle der Firma Shimano), dass der Umwerfer 54 zwischen etwa 5 und 10 cm (2 bis 4 Zoll) von der Tretlagerachse A und besonders bevorzugt etwa 7,5 cm (3 Zoll) von der Tretlagerachse A_C montiert wird. Typischerweise ist ein vorderer Umwerfer 54 angepasst, um die Außenseite des unteren Abschnittes 76 des Sitzrohres 70 zu umfassen, das vorzugsweise von im Wesentlichen zylindrischer Form ist. Dennoch kann der untere Abschnitt 76 des Sitzrohres 70 auch mit einer Befestigungsfahne versehen sein, um einen anlötbaren Umwerfer 54 aufzunehmen.
Vorzugsweise bildet die Unterrohraufnahme 100 einen Schwenkbefestigungsabschnitt 112. Der Schwenkbefestigungsabschnitt 112 umfasst geeigneterweise eine sich seitlich erstreckende Öffnung 114, die die Schwenkachse P₁ bildet. Der dargestellte Schwenkbefestigungsabschnitt 112 umfasst einen rechten Arm 116R und einen linken Arm 116L. Die rechten und linken Arme 116R und 116L erstrecken sich im Wesentlichen rückwärtig von der Öffnung 102 aus und umgreifen vorzugsweise den unteren Abschnitt 76 des Sitzrohres 70. Der rechte Arm 116R und der linke Arm 116L bilden einen Raum zwischen sich, der dimensioniert und geformt ist, um die vorderen Enden der Kettenstreben 84R und 84L aufzunehmen.
Die Öffnung 114 ist angepasst, um einen Schwenkbolzen oder einen Schwenkzapfen (nicht dargestellt) aufzunehmen, der oder die die Kettenstreben 84R und 84L mit der Unterrohraufnahme 100 verbindet. Jeder der Arme 116R und 116L umfasst eine Gegenbohrung oder einen Rücksprung 118, die sich von einer äußeren Oberfläche der entsprechenden Arme 116R und 116L aus einwärts erstreckt. Die Gegenbohrung 118 ist zu der Öffnung 114 zentriert und weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Öffnung 114. Der Rücksprung 118 ist ausgebildet, um eine Lagerung oder Buchse aufzunehmen und zu halten, die drehbar den Schwenkbolzen oder Schwenkzapfen (nicht dargestellt) aufnimmt. Auch wenn eine solche Schwenkbefestigung 112 bevorzugt wird, kön nen andere geeignete Schwenkbefestigungen stattdessen vorgesehen werden. Beispielsweise können in einer alternativen Ausführungsform ein einzelner Arm 116 vorgesehen sein und vordere Enden der Kettenstreben 84 können auf einander gegenüberliegenden Seiten des einzigen Arms 116 angeordnet sein.
Vorzugsweise umfasst jeder der Arme 116R und 116L eine Ausnehmung 120, die sich einwärts von einer äußeren Oberfläche der Arme 116R und 116L zwischen der Tretlageröffnung 102 und der Schwenkbefestigungsöffnung 114 erstreckt. Eine obere Rippe 122 und eine untere Rippe 124 erstrecken sich jeweils oberhalb und unterhalb der Ausnehmung 120 zwischen der Öffnung 102 und der Öffnung 114. Das Vorsehen der Ausnehmung 120 entfernt unnötiges Material zur Verringerung des Gewichts der Unterrohraufnahme 100 und dadurch des Gesamtgewichtes des Fahrradrahmens 22.
Geeigneterweise ist die Unterrohraufnahme 100 angepasst, um den Innenraum des Unterrohres 68 vor äußeren Einflüssen zu schützen, wie beispielsweise Schmutz und Wasser. Vorzugsweise verschließt die Unterrohraufnahme 100 im Wesentlichen das untere Ende des Unterrohres 68, sobald sie Teil eines komplett zusammengesetzten Rades 20 ist. Dies bedeutet, dass vorzugsweise das Unterrohr 68 die Tasche 104 verschließt und die Tretkurbelgarnitur 44 die Öffnung 102 verschließt und das Stützelement 88 das obere Ende des Rohres 76 verschließt, so dass Fremdmaterial im Wesentlichen vom Eindringen in den Innenraum des Unterrohres 68 gehindert ist. Dennoch können kleine Entlüfungsöffnungen vorgesehen werden, um ein Austreten von Feuchtigkeit aus dem Innenraum, der durch das Unterrohr 68 und andere Teile des Rahmens 22 gebildet wird, zu erlauben.
Solch eine Anordnung steht im Widerspruch zu dem Tretlagergehäuse, wie es in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 10/656,922 mit dem Titel "Bicycle Rear Suspension", angemeldet am 04. September 2003 (veröffentlicht als US 2004/0239071 A1), beschrieben ist, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird. Das Tretlagergehäuse, das in der vorgenannten Patentanmeldung beschrieben ist, stellt eine Oberfläche bereit, auf die die Endfläche des Unterrohres auf Stoß angesetzt und geschweißt wird. Jedoch weist das Tretlagergehäuse gemäß der genannten Patentanmeldung keine Tasche zur Aufnahme des Endes des Unterroh res auf und verschließt nicht das offene untere Ende des Unterrohres. Daher ist das Innere des Unterrohres nicht gegenüber der Witterung oder Fremdkörpern geschützt.
Wie in 6 dargestellt, umfasst die Unterrohraufnahme 100 vorzugsweise eine Kettenführungsbefestigung 130 auf der rechten Seite der Öffnung 102. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Kettenführungsbefestigung 130 drei Befestigungsaugen 132, die gleichmäßig beabstandet um die Tretlagerachse A_C angeordnet sind. Jedes der Befestigungsaugen 132 umfasst ein Gewindeloch 134, das angepasst ist, um eine Gewindebefestigungselement aufzunehmen, dass die Befestigung einer üblichen Kettenführung an der Unterrohraufnahme 100 erlaubt.
Wie in den 5 und 8 bis 10 zu erkennen ist, umfasst die Unterrohraufnahme 100 ferner einen Zug-Gegenhalter 136. Der Zug-Gegenhalter 136 ist angepasst, um mit einem Schaltzug zusammenzuwirken, der sich von der Schaltbetätigung 62 zu dem vorderen Umwerfer 54 erstreckt (vgl. 1). Der Zug-Gegenhalter 136 umfasst einen Durchgang 138 mit großem Durchmesser, der sich von der Unterseite des Körpers des Zug-Gegenhalter 136 aus erstreckt. Der Durchgang mit großem Durchmesser 138 fluchtet mit einem Durchgang 140 kleinen Durchmessers, der sich von einer Oberseite des Gegenhalters 136 erstreckt, um den Durchgang 138 mit großem Durchmesser innerhalb des Körpers des Zug-Gegenhalters 136 zu treffen. Der Durchgang großen Durchmessers 138 ist angepasst, um den Mantel eines Schaltzuges aufzunehmen und der Durchgang 140 kleinen Durchmessers ist angepasst, um die Seele des Schaltzuges hindurch passieren zu lassen. Die Seele ist an dem vorderen Umwerfer 54 befestigt, um den vorderen Umwerfer 54 innerhalb seines verfügbaren Bewegungsbereiches zu bewegen.
Die 11A bis 11C zeigen Verbindungen 300 zwischen einem Unterrohr 302 und einem Tretlagergehäuse 304 nach dem Stand der Technik. Sowohl das Unterrohr 302 als auch das Tretlagergehäuse 304 sind hohle rohrförmige Elemente mit einer relativ geringen Wanddicke, wie es der üblichen Fahrradrahmenbauweise entspricht. Das Ende des Unterrohres 302 ist geformt oder angeschnitten, um der zylindrischen äußeren Form des Tretlagergehäuses 304 zu entsprechen. Das Unterrohr 302 ist stumpf gegen das Tretlagergehäuse 304 gesetzt in Form einer einfachen Stoßverbindung, durch eine Fixierung an Ort und Stelle gehalten und geschweißt, um das Rohr 302 und das Gehäuse 304 zu verbinden.
Wie in 11B gezeigt, weist die Wandung des Unterrohres 302 eine Dicke T auf und berührt die Außenseite des Tretlagergehäuse 304 entlang einer Länge, die im Wesentlichen gleich der Dicke T des Unterrohres 302 entspricht. Da das Unterrohr 302 hohl ist, ist ein Luftraum 306 innerhalb des Unterrohres 302 von einer Schweißzone 308 lediglich durch die Dicke T des Unterrohres 302 getrennt. Weiterhin erstreckt sich die Berührfläche zwischen dem Tretlagergehäuse 304 und der Endfläche des Unterrohres 302 direkt zwischen der Schweißzone 308 und dem Luftraum 306, entlang einer im Wesentlichen geraden Bahn. Solche eine Anordnung ermöglicht es, dass Wärme, die durch den Schweißprozess erzeugt wurde, leicht durch die Wandung des Unterrohres 302 zu dem Luftraum 306 gelangen und das Material des Unterrohres 302 und des Tretlagergehäuses 304 nahe des Luftraumes 306 aufschmelzen kann.
In 11C ist die Verbindung 300 zwischen dem Unterrohr 302 und dem Tretlagergehäuse 304 nach dem Schweißen gezeigt. Wie ersichtlich ist, ist eine Schweißraupe 310, enthaltend einen Zusatzwerkstoff in der Schweißzone 308 aufgebracht und mit dem Grundmaterial des Unterrohres 302 mit dem Tretlagergehäuse 304 verbunden. Auf der Rückseite der Unterrohrwandung innerhalb des Unterrohres 302 ist jedoch ein Krater oder Einschnürung 312 gebildet infolge der Hitze, die von der Schweißung durch die Verbindung zwischen dem Unterrohr 302 und dem Tretlagergehäuse 304 getreten ist und das aufgeschmolzene Grundmaterial in die Schweißzone 308 gezogen hat. Der Krater 312 tritt auf als Folge der Tatsache, dass das Unterrohrmaterial 302 und das Material des Tretlagergehäuses 304 nicht in der Lage ist, die Wärme, die durch das Schweißverfahren erzeugt wird, adäquat abzuleiten. Als Folge ist die Festigkeit der einfachen Stoßverbindung zwischen Unterrohr 302 und dem Tretlagergehäuse 304 geringer als gewünscht.
Die 12A bis 12C zeigen eine Verbindung 150 zwischen einer bevorzugten Ausführungsform des Unterrohres 68 und einer bevorzugten Ausführungsform der Unterrohraufnahme 100 vor und nach der Schweißung zum Vergleich mit der zuvor beschriebenen Verbindung 300 gemäß dem Stand der Technik. Wie oben beschrieben, wird das Unterrohr 68 in einer Tasche 104 aufgenommen, so dass eine Seitenfläche 106 der Tasche 104 eine Seitenfläche 152 eines Endabschnittes des Unterrohres 68 berührt. Zusätzlich zu dem Vorteil einer Positionierung des Unterrohres 68 zu der Unterrohraufnahme 100 verbessert die Tasche 104 die Festigkeitseigenschaften der Verbindung oder Fügung 150 als Ergebnis des Schweißvorgangs.
Wie in 12B dargestellt, definiert die Seitenfläche 106 der Tasche 104 eine Tiefe D der Tasche 104. Daher ist die Schweißzone 154 der Verbindung 150 nicht an dem äußersten Ende des Unterrohres 68 angeordnet, sondern von der Endfläche des Unterrohres 68 um einen Abstand entsprechend der Tiefe D der Tasche entfernt. Dementsprechend ist ein Luftraum 156 zwischen dem Unterrohr 68 und benachbart zu dem Stoß zwischen dem Unterrohr 68 und der Rohraufnahme 100 von der Schweißzone 154 um eine Strecke entfernt, die gleich der Tiefe D plus der Dicke T ist, wenn man sich entlang der Fläche des Stoßes zwischen dem Unterrohr 68 und der Tasche 104 bewegt. Dementsprechend kann eine solche Verbindung die Wärme, die durch den Schweißvorgang erzeugt wird, besser ableiten und das aufgeschmolzene Grundmaterial auf einen Bereich dicht an der Schweißzone 154 begrenzen.
Wie in 12C dargestellt, umfasst die Verbindung 150 eine Schweißraupe 158 in der Schweißzone 154, die das Unterrohr 68 mit der Unterrohraufnahme 100 verbindet. Vorteilhafterweise tritt bei der dargestellten Anordnung des Unterrohres 68, das in der Tasche 104 aufgenommen ist, kein Abbau der inneren Fläche des Unterrohres 68 auf, da die Wärme von dem Schweißvorgang durch das vergrößerte Materialvolumen, dass die Schweißzone 154 umgibt und/oder die vergrößerte Kontaktlänge zwischen dem Unterrohr 68 und der Unterrohraufnahme 100 zwischen der Schweißzone 154 und dem Luftraum 156, abgeleitet werden.
In 12D ist eine bevorzugte Verbindung 150 zwischen einer bevorzugten Ausführungsform der Rohraufnahme 100 und dem Unterrohr 68 dargestellt. Wie oben beschrieben, bietet die Verbindung 150 verschiedene Vorteile, einschließlich einer verbesserten Festigkeit und einer leichteren Herstellbarkeit. Vorteilhafterweise er laubt die Verbindung 150 ferner einen Verbindungswinkel θ zwischen einer Achse A_DT des Unterrohres 68 und der Oberfläche der Rohraufnahme 100, an der das Unterrohr 68 angesetzt und/oder geschweißt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform stößt das Unterrohr 68 auf die Endfläche 108 der Tasche 104 und ist an einer Oberfläche in der Rohraufnahme 100 angeschweißt, die die Tasche 104 umgibt, und die im Wesentlichen parallel zu der Endfläche 108 angeordnet ist.
Eine Anpassung des Stoßwinkels θ erlaubt es, die Schweißlänge L_W der Seitenwandungen des Unterrohres 68 anzupassen. Beispielsweise wird eine minimale Schweißlänge L_W der Seitenwände erreicht, wenn die Achse A_DT des Unterrohres 68 rechtwinklig zur der Schweißfläche der Rohraufnahme 100 angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung entspricht die Schweißlänge der Seitenwandungen des Unterrohres 68 im Wesentlichen der Höhe H der Seitenwände des Unterrohres 68 (entsprechend der Dimension der Seitenwandung in einer Richtung quer zu der Unterrohrachse A_DT). In einer Ausführungsform können die Seitenwände des Unterrohres 68 Außenabmessungen von annähernd 3,8 cm (1,5 Zoll) aufweisen. Die Schweißlänge der Seitenwandungen des Unterrohres 68 kann erhöht werden, wenn der Stoßwinkel θ kleiner als 90° ist, wie durch die unterbrochene Linie L_W in 12D gezeigt. Vorzugsweise liegt der Stoßwinkel Θ zwischen ungefähr 25° und 90°, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 30° und 45°. Der gezeigte Stoßwinkel θ beträgt etwa 70°. Bei einer solchen Anordnung verlängert sich die Schweißlänge auf etwa 11 cm (4,5 Zoll) für die Seitenwände des Unterrohres 68 und auf etwa 6,25 cm (2,5 Zoll) für die oberen und unteren Wandungen des Unterrohres 68, bei angenommen üblichen Abmessungen für eine Tretkurbelgarnitur 44.
Es ist verständlich, dass die Schweißlänge der oberen und unteren Wandung des Unterrohres 68 im Allgemeinen auf die Breite des Unterrohres 68 beschränkt ist, die wiederum durch die Breite der Tretkurbelanordnung 44 begrenzt ist, die im Wesentlichen durch den Hersteller der Tretkurbelgarnitur 44 bestimmt wird. Dennoch kann mit der vorliegenden Unterrohraufnahme 100 die Breite des Unterrohres 68 etwas größer sein, als es mit einer üblichen Tretlagergehäusekonstruktion üblich ist, wobei die Breite durch den notwendigen Freigang der Tretkurbelanordnung 44 begrenzt wird. Dadurch kann die Schweißlänge L_W der Seitenwände des Unterrohres 68 leichter verändert werden als die Schweißlänge der Ober- und Unterseiten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Unterrohraufnahme 100 erlauben ferner die Vergrößerung der Abmessungen des Unterrohres 68 über die Dimensionen üblicher Tretlagergehäuse hinaus (vgl. 11A bis 11C). Dies liegt daran, dass die Dimensionen der Tasche 104 nicht durch den Durchmesser der Tretlageröffnung 102 begrenzt sind. Bei bekannten Tretlagergehäusen enthaltend ein Rohr muss die Wanddicke des Rohres auf einen vernünftigen Wert begrenzt werden, da sonst das Gesamtgewicht des Rahmens unerwünscht erhöht würde. Daher ist der Außendurchmesser des Tretlagergehäuses begrenzt auf eine Kombination des Durchmessers der Öffnung 102 entsprechend einem Industriestandard, wie er durch die Tretkurbelgarniturhersteller vorgegeben wird, und eine vernünftige Wanddicke des Tretlagergehäuses. Der Durchmesser des Unterrohres wird tatsächlich begrenzt auf eine Abmessung, die nicht größer ist als der Durchmesser des Tretlagergehäuses, so dass das Unterrohr an das Tretlagergehäuse geschweißt werden kann, oder ansonsten muss ein Teil des Unterrohres an das Sitzrohr geschweißt werden. Als Folge würde das Unterrohr so positioniert werden müssen, dass wenigstens ein Teil der Höhe des Unterrohres oberhalb des Tretlagergehäuses angeordnet ist. Eine solche Anordnung begrenzt schwerwiegend den Raum, der innerhalb eines Fahrradrahmens zur Aufnahme von Bauteilen, wie beispielsweise dem hinteren Federbein, verfügbar ist.
Wie bekannt ist, ist der Torsionswiderstand des Unterrohres 68 stark durch seinen Durchmesser bestimmt (oder für nichtkreisförmige Unterrohre durch die Höhe und Breite). Je größer der Durchmesser ist, desto größer ist der Torsionswiderstand, was wiederum zu einem Fahrradrahmen führt, der die von dem Fahrer auf die Tretkurbelgarnitur 44 aufgebrachte Kraft effektiver in eine Vorwärtsbewegung umsetzt anstatt in eine Torsionsbiegung des Fahrradrahmens. Dementsprechend ist die Höhe H des Unterrohres 68 in der dargestellten Ausführungsform wunschgemäß größer als der Durchmesser der Öffnung D_O. vorzugsweise ist die Höhe H des Unterrohres 68 größer als eine Kombination des Durchmessers D_O der Öffnung 102 für die Tretkurbelgarnitur 44 und zweimal der Wanddicke W des Gehäuseabschnittes der Unterrohraufnahme 100. Es ist nicht notwendig, dass die Unterrohraufnahme 100 einen Gehäuseabschnitt aufweist, wie in der Ausführungsform dargestellt ist. Im Allgemeinen kann eine sinnvolle Wanddicke des Tretlager"gehäuses" angenommen werden, die im Wesentlichen gleich der Wanddicke eines Endabschnittes des Unterrohres 68 ist. Daher ist die Höhe H des Unterrohres 68 vorzugsweise größer als der Durchmesser der Öffnung 102 zuzüglich zweimal der Dicke T des Endabschnittes des Unterrohres 68 in einem Bereich, in dem das Unterrohr 68 die Unterrohraufnahme 100 berührt. Zusätzlich ist das Unterrohr 68 vorzugsweise direkt an der Unterrohraufnahme 100 angebracht und nicht mit dem Sitzrohr 70 des Fahrradrahmens 22 verbunden (oder dem Rohrabschnitt 76 der Unterrohraufnahme 100, wie in der dargestellten Ausführungsform).
Wie in 12E dargestellt ist, hat das Unterrohr 68 vorzugsweise einen nichtkreisförmigen Querschnitt. In der dargestellten Ausführungsform hat das Unterrohr 68 einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, wobei die kürzere Seite des Trapezes die obere Wand und die längere Seite des Trapezes die untere Wand ist, wie bereits zuvor beschrieben. Die Bereitstellung eines nichtkreisförmigen Querschnittes vergrößert die totale Schweißlänge über die Schweißlänge hinaus, die mit einem Unterrohr kreisförmigen Querschnitts mit den gleichen Maximalabmessungen möglich wäre. In anderen Ausführungsformen kann das Unterrohr 68 andere nichtkreisförmige Querschnittsflächen aufweisen, wie beispielsweise einen elliptischen oder quadratischen Querschnitt. Auch wenn nichtkreisförmige Querschnitte bevorzugt sind, kann das Unterrohr 68 rund sein, falls gewünscht.
Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsformen der Unterrohraufnahme 100 ist, dass die Achse A_DT des Unterrohres 68 gegenüber der Tretlagerachse C_A versetzt sein kann. Bei bekannten Tretlagergehäusen, die aus einem Rohr gebildet sind, muss die Achse des Unterrohres im Wesentlichen an der Tretlagerachse A_C ausgerichtet sein, die durch das Tretlagergehäuse definiert wird. In der dargestellten Ausführungsform kann jedoch die Achse A_DT eines Endabschnittes des Unterrohres 68, das mit der Unterrohraufnahme 100 verbunden ist, gegenüber der Tretlagerachse A_C, um einen erheblichen Abstand O versetzt sein (vergleiche 12D). In einigen Ausführungsformen kann der Versatz O zwischen ungefähr 0,6 und 7,5 cm betragen (0,25 und 3 Zoll) und in einigen Ausführungsformen sogar größer sein. Vorzugsweise beträgt der Versatz O etwa 5 cm (2 Zoll). Solch eine Anordnung erlaubt es, die Anordnung des Unterrohres 68 zu verändern, um Platz für weitere Bauteile (wie beispielsweise das Federbein 28) des Fahrrades 20 zwischen dem Unterrohr 68 und dem Oberrohr 66 zu schaffen. Weiterhin kann das Unterrohr gebogen sein und eine primäre Achse und eine Verbindungsachse aufweisen, die vorzugsweise nach unterhalb der Tretlagerachse A_C versetzt sind, wie nachfolgend näher unter Bezug auf die 15 beschrieben wird.
Das in 13 dargestellte Fahrrad 160 umfasst eine Modifikation der Rahmenanordnung 22 aus 2, die insgesamt durch das Bezugszeichen 162 bezeichnet wird. Mit Ausnahme der Rahmenanordnung 162 umfasst das Fahrrad 160 im Wesentlichen dieselben Komponenten wie das Fahrrad 20 aus 1. Dementsprechend sind gleiche Komponenten des Fahrrades 160 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, wie beim Fahrrad 20 aus 1. Eine weitere Beschreibung der Fahrradkomponenten ist daher nicht notwendig, um einem Fachmann das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und wird daher nicht vorgenommen, ausgenommen, soweit es für die Fahrradrahmenanordnung 162 von Relevanz ist.
Die 14 und 15 zeigen die Rahmenanordnung 164, wobei die weiteren Komponenten des Fahrrades 160 zur Verdeutlichung weggelassen sind. Der Fahrradrahmen 162 umfasst einen Hauptrahmen 164 und einen Hilfsrahmen 166. Der Hilfsrahmen 166 ist gegenüber dem Hauptrahmen 164 beweglich. Ein Federbein 28 reguliert die Bewegung zwischen dem Hilfsrahmen 166 und dem Hauptrahmen 164.
Der Hauptrahmen 164 umfasst ein Oberrohr 168 und ein Unterrohr 170, die sich in einer rückwärtigen Richtung von dem Steuerrohr 172 aus erstrecken. Vorzugsweise weisen das Oberrohr 168 und das Unterrohr 170 einen nichtkreisförmigen Querschnitt auf und haben vorzugsweise eine trapezförmige Querschnittsform. Die Verbindung zwischen dem Steuerrohr 172, dem Oberrohr 168 und dem Unterrohr 170 ist vorzugsweise im Wesentlichen so, wie weiter oben unter Bezug auf die Rahmenanordnung 22 in 2 beschrieben.
Wünschenswerterweise ist ein rückwärtiges Ende des Oberrohres 168 mit einem unteren Abschnitt eines Sitzrohres 174 verbunden. Ein Verstärkungseinsatz 176 erstreckt sich zwischen einer Vorderseite des Sitzrohres 174 und einer Oberseite des Oberrohres 168, um eine Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Vor- und Zurückbiegung des Sitzrohres 174 zu erhalten. Eine Tragstrebe 178 erstreckt sich zwischen der Unterseite des rückwärtigen Endes des Oberrohres 168 und einem Zwischenabschnitt des Unterrohres 170, um die rückseitigen Enden des Oberrohres 168 und des Unterrohres 170 in einer vertikalen Richtung auseinanderzuhalten.
Der Hauptrahmen 164 umfasst ferner eine Befestigungskonsole 180, die sich zwischen der Stützstrebe 178 und einem rückwärtigen Ende des Unterrohrs 170 erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Stützkonsole 180 einen rechten Seitenabschnitt 182R und einen linken Seitenabschnitt 182L, die voneinander in seitlicher Richtung beabstandet sind, um das Federbein 28 zwischen diesen hindurchtreten zu lassen. Daher bilden die Konsolenabschnitte 182R und 182L einen Korb oder Käfig, um das Federbein aufzunehmen und zu schützen. Die Konsolenabschnitte 182R und 182L sind an einem oberen Ende 184 verbunden und an einem oberen Endabschnitt der Stützstrebe 178 befestigt. Wünschenswerterweise sind die Konsolenabschnitte 182R und 182L mit einem Herstellverfahren gefertigt, das einen Schmiedeschritt umfasst. Zusätzliche Verfahrensschritte können ebenfalls bei der Herstellung der Konsole 180 verwendet werden.
Der Hilfsrahmen 166 umfasst vorzugsweise ein Paar Kettenstreben 186R und 186L sowie einen Satz Sitzstreben 188R und 188L sowie ein Verbindungsglied 190. Vorzugweise sind die vorderen Enden der Kettenstreben 186R und 186L miteinander verbunden und schwenkbar an dem Hauptrahmen 164 zur Verdrehung um eine Schwenkachse P₁ befestigt, die in der Nähe der Tretlagerachse A_C angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Schwenkachse P₁ geringfügig hinter und oberhalb der Tretlagerachse A_C angeordnet. Vorzugsweise umfasst das Verbindungselement 190 einen rechten Armabschnitt 192R und einen linken Armabschnitt 192L sowie einen Brückenabschnitt 194, der sich zwischen den rechten Armabschnitt 192R und dem linken Armabschnitt 192L er streckt und diese miteinander verbindet. Ein vorderes Ende des Verbindungsgliedes 190 ist schwenkbar an dem Hauptrahmen 164 befestigt zur Verschwenkung um eine Schwenkachse P₂, die wünschenswerterweise nahe der Verbindung des Oberrohres 168 und der Stützstrebe 178 liegt.
Vorzugsweise sind die rückwärtigen Enden der Kettenstreben 186R und 186L schwenkbar mit den entsprechenden unteren rückwärtigen Enden der Sitzstreben 188R und 188L zur Verschwenkung um eine Schwenkachse P₃ verbunden. Die oberen Enden der Sitzstreben 188R und 188L sind vorzugsweise miteinander verbunden und drehbar gegenüber dem Verbindungselement 190 um eine Schwenkachse P₄ verbunden. Auch wenn eine solche Anordnung bevorzugt ist, kann der Hilfsrahmen 166 auch von anderer geeigneter Bauweise sein, ähnlich der, wie sie zuvor unter Bezug auf die Rahmenanordnung 22 aus 2 beschrieben wurde. Ein vorderes Ende des Federbeins 28 ist drehbar mit dem Hauptrahmen 164 zur Drehung um eine Schwenkachse P₅ verbunden. Die Schwenkachse P₅ ist vorzugsweise durch eine Federmontierung 196 gebildet, die durch die Haltekonsole 180 gebildet wird. Ein rückseitiges Ende des Federbeins 28 ist drehbar mit dem Hilfsrahmen 166 verbunden und insbesondere mit der Federbeinaufnahme 198 zur Verschwenkung um eine Schwenkachse P₆. Die Federbeinaufnahme 198 umfasst vorzugsweise einen ersten Arm 200 und einen zweiten Arm 202, die zusammen mit den Kettenstreben 186R und 186L eine dreieckige Form in einer Seitenansicht bilden. Der Arm 200 umfasst vorzugsweise einen rechten Seitenarm 200R und einen linken Seitenarm 200L, die das Hinterrad 42 des Fahrrades 160 umfassen. Die vorderen oberen Enden der Arme 200R und 200L sind miteinander verbunden und ebenfalls mit dem Arm 202 verbunden.
Der Arm 202 bildet vorzugsweise einen Umwerferbefestigungsabschnitt 204, um die Befestigung eines Umwerfers mit einem Abstand von der Tretlagerachse A_C zu ermöglichen, damit der vordere Umwerfer 54 mit einer üblichen Tretkurbelanordnung 44 zusammenwirken kann. Wünschenswerterweise erlaubt der Umwerfermontageabschnitt 204, dass der Umwerfer zwischen ungefähr 5 und 10 cm (2 und 4 Zoll) von der Tretlagerachse A_C entfernt befestigt werden kann. Vorzugsweise erlaubt der Umwerferbefestigungsabschnitt 204 die Befestigung des Umwerfers etwa 7,5 cm (3 Zoll) von der Tretlagerachse A_C entfernt.
In der dargestellten Ausführungsform positioniert die Federaufnahme 198 die Schwenkachse P₆ in einer Höhe oberhalb der Schwenkachse P₅ der Vorderseite des Federbeins 28. Dementsprechend kann die Fahrradrahmenanordnung 162 ein Federbein 28 aufnehmen, das eine Länge aufweist, die ausreichend ist, um einen vorteilhaft großen Federweg bereitzustellen und zugleich das Hinterrad 42 des Fahrrades 160 in einem gewünschten Abstand von der Tretlagerachse A_C aufzunehmen.
Wünschenswerterweise umfasst der Fahrradrahmen 162 ferner eine Unterrohraufnahme 206, die im Wesentlichen die Merkmale der Unterrohraufnahme 100 aus den 4 bis 10 aufweist. Daher bildet die Unterrohraufnahme 206 eine Vertiefung oder Tasche (nicht dargestellt) ähnlich der Tasche 104 der Unterrohraufnahme 100, um ein hinteres Ende des Unterrohres 170 aufzunehmen. Vorzugsweise umfasst die Unterrohraufnahme 206 ferner eine Schwenkbefestigung, die die Schwenkachse P₁ bildet und angepasst ist, um die vorderen Enden der Kettenstreben 186R und 186L aufzunehmen. Jedoch weist die Unterrohraufnahme 206 in der dargestellten Ausführungsform kein Rohr auf (entsprechend dem Rohr 76 der Unterrohraufnahme 100), an der der vordere Umwerfer 54 befestigt ist. Stattdessen kann der vordere Umwerfer 54 an der Halterung 202 der Federaufnahme 198 befestigt sein, wie oben beschrieben.
Ein Vorteil der Unterrohraufnahme 206 ist, dass der Stoßwinkel zwischen dem Unterrohr 170 und der Unterrohraufnahme 206 angepasst werden kann wie gewünscht und nicht durch die Position der Tretlagerachse A_C begrenzt ist. Daher ist es möglich, die Form des Unterrohres 170 und die Anordnung einer Achse des Unterrohres 170 bezüglich der Tretlagerachse A_C zu verändern. Beispielsweise kann das Unterrohr 170 wie in 15 dargestellt einen gebogenen Abschnitt 170A nahe seines unteren Endes aufweisen. Der gebogene Abschnitt 170A entspricht der Anordnung der Befestigung 196 für das Federbein 28 und legt die Schwenkachse P₅ weiter nach vorne als es mit einem geraden Unterrohr 170 möglich wäre. Dementsprechend kann ein längeres Federbein 28 durch die Rahmenanordnung 162 aufgenommen werden, als es bei einem Rahmen mit einem geraden Unterrohr möglich wäre. In der dargestellten Ausführungsform weist der gebogene Abschnitt 170A einen Biegewinkel ρ von etwa 30 Grad auf. Jedoch können auch andere Biegewinkel eingesetzt werden.
Aufgrund des gebogenen Abschnittes 170A bildet das dargestellte Unterrohr 170 eine primäre Achse A_P und eine Verbindungsachse A_V. Die primäre Achse A_P ist durch einen Zwischenabschnitt des Unterrohres 170 gebildet und die Verbindungsachse A_V wird gebildet durch den unteren Abschnitt des Unterrohres 170, der mit der Unterrohraufnahme 206 verbunden ist. Der Zwischenabschnitt, der die primäre Achse A_P bildet, erstreckt sich vorzugsweise über wenigstens ein Drittel und weiter vorzugsweise den größeren Teil der Länge des Unterrohres 170. Wie dargestellt, erstreckt sich eine Projektion der primären Achse A_P mit Abstand unterhalb der Tretlagerachse A_C. In einigen Ausführungsformen kann die primäre Achse A_P unterhalb der Tretlagerachse A_C um erhebliche 7,5 cm (3 Zoll) oder mehr versetzt sein. Solch eine Anordnung stellt vorteilhafterweise zusätzlichen Raum zur Aufnahme von Komponenten des Fahrradrahmens 162 bereit, wie beispielsweise dem Federbein 28. Wünschenswerterweise erstreckt sich die Verbindungsachse A_V ebenfalls unterhalb der Tretlagerachse A_C. Jedoch liegt die Verbindungsachse A_V vorzugsweise dichter an der Tretlagerachse A_C als die primäre Achse A_P. Der Versatz der Verbindungsachse A_V ordnet den unteren Endabschnitt des Unterrohres 170 so an, dass zusätzlicher Raum innerhalb der Rahmenanordnung 162 zur Aufnahme von Komponenten des Fahrrades 160 gebildet wird.
Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen und Beispielen beschrieben ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung sich über die ausdrücklich beschriebenen Ausführungsbeispiele auf weitere alternative Ausführungsformen oder Verwendungen der Erfindung und offensichtliche Modifikationen und Äquivalente erstreckt. Insbesondere wird ein Fachmann erkennen, dass verschiedene Vorteile, Merkmale und Aspekte des Fahrradrahmens in einer Vielzahl von anderen Anwendungen realisiert werden können, von denen viele oben erwähnt werden, obwohl der vorliegende Fahrradrahmen im Zusammenhang mit besonders bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Aspekte und Merkmale der beschriebenen Erfindung un abhängig verwendet, miteinander kombiniert oder untereinander ausgetauscht werden können und dass eine Vielzahl von Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen und Aspekten vorgenommen werden kann, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Daher ist es beabsichtigt, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben wurde, nicht auf die speziell beschriebenen Ausführungsformen begrenzt sein soll, sondern sich aus einer angemessenen Interpretation der Ansprüche ergibt.

Claims

Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr, eine monolithische Rohraufnahme, die eine Öffnung bildet, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur aufzunehmen und bezüglich des Fahrradrahmens zu halten, wobei die Rohraufnahme eine Tasche bildet, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt, und eine Schweißnaht, die die Rohraufnahme mit der Seitenfläche des Unterrohres verbindet.
Fahrradrahmen nach Anspruch 1, bei dem die Seitenfläche des Unterrohres eine nach außen weisende Seitenfläche ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Unterrohraufnahme im Wesentlichen das untere Ende des Unterrohres verschließt.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Unterrohraufnahme einen vollständigen Umfang des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rahmen einen Hilfsrahmen und einen Hauptrahmen aufweist, wobei das Unterrohr und die Rohraufnahme Teile des Hauptrahmens sind.
Fahrradrahmen nach Anspruch 5, bei dem der Hilfsrahmen ein Paar Kettenstreben umfasst, die drehbar an dem Hauptrahmen befestigt sind, ein Paar Sitzstreben, die drehbar mit den Kettenstreben verbunden sind und ein Verbindungsglied, das drehbar mit den Sitzstreben und dem Hauptrahmen verbunden ist, wobei der Hilfsrahmen ausgebildet ist, um ein Hinterrad aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach Anspruch 6, bei dem der Hilfsrahmen ferner eine Stoßdämpferhalterung aufweist, die angepasst ist, um drehbar ein Ende eines Stoßdämpfers oder Federbeins aufzunehmen, wobei die Stoßdämpferaufnahme zwischen den Kettenstreben beweglich ist.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Unterrohraufnahme ferner ein Rohrstück aufweist, das eine Umwerferbefestigungsfläche bildet.
Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr mit einem Endabschnitt, der eine nicht-kreisförmige Querschnittsform aufweist; eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Öffnung bildet, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur aufzunehmen und zu halten, wobei die Rohraufnahme eine Tasche bildet, die angepasst ist, um den Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, wobei die Tasche eine nicht-kreisförmige Form aufweist, die im Wesentlichen der nicht-kreisförmigen Form des Endabschnittes des Unterrohres entspricht, wobei die Tasche ausgebildet ist, um wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnitts zu überdecken.
Fahrradrahmen nach Anspruch 9, bei dem die Seitenfläche des Unterrohres eine nach außen weisende Seitenfläche ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Unterrohraufnahme im Wesentlichen das untere Ende des Unterrohres verschließt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Unterrohraufnahme einen vollständigen Umfang des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Rahmen einen Hilfsrahmen und einen Hauptrahmen aufweist, wobei das Unterrohr und die Rohraufnahme Teile des Hauptrahmens sind.
Fahrradrahmen nach Anspruch 13, bei dem der Hilfsrahmen ein Paar Kettenstreben umfasst, die drehbar an dem Hauptrahmen befestigt sind, ein Paar Sitzstreben, die drehbar mit den Kettenstreben verbunden sind und ein Verbindungsglied, das drehbar mit den Sitzstreben und dem Hauptrahmen verbunden ist, wobei der Hilfsrahmen ausgebildet ist, um ein Hinterrad aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach Anspruch 14, bei dem der Hilfsrahmen ferner eine Stoßdämpferhalterung aufweist, die angepasst ist, um drehbar ein Ende eines Stoßdämpfers oder Federbeins aufzunehmen, wobei die Stoßdämpferaufnahme zwischen den Kettenstreben beweglich ist.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem die Unterrohraufnahme ferner ein Rohrstück aufweist, das eine Umwerferbefestigungsfläche bildet.
Fahrradrahmen enthaltend: einen Hauptrahmen mit einem Unterrohr, einen Hilfsrahmen, der zu dem Hauptrahmen beweglich ist und angepasst ist, um ein Hinterrad aufzunehmen, wobei der Hauptrahmen und der Hilfsrahmen angepasst sind, um einen Stoßdämpfer oder ein Federbein betriebsfähig zwischen ihnen zu halten, um die Relativbewegung zwischen Hilfsrahmen und Hauptrahmen zu beeinflussen, eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Tasche bildet, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt, wobei die Rohraufnahme einen Befestigungsabschnitt aufweist, der eine Schwenkachse bildet, wobei der Befestigungsabschnitt ausgebildet ist, um den Hilfsrahmen oder den Stoßdämpfer für eine Drehung um die Schwenkachse aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach Anspruch 17, bei dem die Seitenfläche des Unterrohres eine nach außen weisende Seitenfläche ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 17 oder 18, bei dem die Unterrohraufnahme im Wesentlichen das untere Ende des Unterrohres verschließt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die Unterrohraufnahme einen vollständigen Umfang des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem der Hilfsrahmen ein Paar Kettenstreben umfasst, die drehbar an dem Hauptrahmen befestigt sind, ein Paar Sitzstreben, die drehbar mit den Kettenstreben verbunden sind und ein Verbindungsglied, das drehbar mit den Sitzstreben und dem Hauptrahmen verbunden ist, wobei der Hilfsrahmen ausgebildet ist, um ein Hinterrad aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem der Hilfsrahmen ferner eine Stoßdämpferhalterung aufweist, die angepasst ist, um drehbar ein Ende eines Stoßdämpfers oder Federbeins aufzunehmen, wobei die Stoßdämpferaufnahme zwischen den Kettenstreben beweglich ist.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem die Unterrohraufnahme ferner ein Rohrstück aufweist, das eine Umwerferbefestigungsfläche bildet.
Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr, eine monolithische Rohraufnahme, umfassend eine Öffnung, die eine Kurbel- oder Tretlagerachse bildet und angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur aufzunehmen und bezüglich des Fahrradrahmens zu halten, wobei die Rohraufnahme eine Tasche bildet, die angepasst ist, um einen Endabschnitt des Unterrohres aufzunehmen, so dass die Rohraufnahme wenigstens einen Teil einer Seitenfläche des Endabschnitts des Unterrohres überdeckt, wobei die Rohraufnahme ein Rohrstück aufweist, das sich im Wesentlichen in einer zu der Tretlagerachse radialen Richtung erstreckt, wobei der Rohrabschnitt ausgebildet ist, um einen vorderen Umwerfer an einer von der Tretlagerachse entfernten Stelle aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach Anspruch 24, bei dem die Seitenfläche des Unterrohres eine nach außen weisende Seitenfläche ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 24 oder 25, bei dem die Unterrohraufnahme im Wesentlichen das untere Ende des Unterrohres verschließt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem die Unterrohraufnahme einen vollständigen Umfang des Endabschnittes des Unterrohres überdeckt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 24 bis 27, bei dem der Rahmen einen Hilfsrahmen und einen Hauptrahmen aufweist, wobei das Unterrohr und die Rohraufnahme Teile des Hauptrahmens sind.
Fahrradrahmen nach Anspruch 28, bei dem der Hilfsrahmen ein Paar Kettenstreben umfasst, die drehbar an dem Hauptrahmen befestigt sind, ein Paar Sitzstreben, die drehbar mit den Kettenstreben verbunden sind und ein Verbindungsglied, das drehbar mit den Sitzstreben und dem Hauptrahmen verbunden ist, wobei der Hilfsrahmen ausgebildet ist, um ein Hinterrad aufzunehmen.
Fahrradrahmen nach Anspruch 29, bei dem der Hilfsrahmen ferner eine Stoßdämpferhalterung aufweist, die angepasst ist, um drehbar ein Ende eines Stoßdämpfers oder Federbeins aufzunehmen, wobei die Stoßdämpferaufnahme zwischen den Kettenstreben beweglich ist.
Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr, eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Oberfläche bildet, die angepasst ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen, wobei die Unterrohraufnahme ferner eine Einführfläche umfasst, die angepasst ist, um eine Seitenfläche des Unterrohres zu berühren, um das Unterrohr bezüglich der Unterrohraufnahme zu positionieren, und eine Schweißnaht, die das Unterrohr und die Unterrohraufnahme verbindet.
Fahrradrahmen nach Anspruch 31, bei dem die Seitenfläche des Unterrohres eine nach außen weisende Seitenfläche ist.
Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr, eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Fläche bildet, die angepasst ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen, wobei die Unterrohraufnahme eine seitliche Öffnung bildet, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur aufzunehmen und zu halten, wobei die Unterrohraufnahme angepasst ist, um ein offenes Ende des Unterrohres im Wesentlichen zu verschließen, wenn die Tretkurbelgarnitur sich in der Öffnung befindet.
Fahrradrahmen nach Anspruch 33, bei dem der Rahmen einen Hauptrahmen, einen Hilfsrahmen und einen Stoßdämpfer oder ein Federbein betriebsfähig zwischen Hauptrahmen und Hilfsrahmen umfasst, wobei ein Ende des Federbeins mit einem Abschnitt des Hauptrahmens verbunden ist, der nicht die Unterrohraufnahme ist.
Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Unterrohraufnahme durch ein Verfahren hergestellt ist, das einen Schmiedeschritt umfasst.
Fahrradrahmen enthaltend: einen Hauptrahmen mit einem Unterrohr, einen Hilfsrahmen, der gegenüber dem Hauptrahmen beweglich ist, wobei Hauptrahmen und Hilfsrahmen angepasst sind, um im Betrieb zwischen sich einen Stoßdämpfer oder ein Federbein aufzunehmen, eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Oberfläche bildet, die angepasst ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen, wobei die Unterrohraufnahme eine seitliche Öffnung umfasst, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur zur Rotation um eine Tretlagerachse aufzunehmen und zu halten, wobei eine Achse des Unterrohres gegenüber der Tretlagerachse versetzt ist, und wobei ein Ende des Stoßdämpfers mit einem Abschnitt des Hauptrahmens verbunden ist, der nicht die Unterrohraufnahme ist.
Fahrradrahmen nach Anspruch 36, bei dem die Unterrohraufnahme durch ein Verfahren hergestellt ist, das einen Schmiedeschritt umfasst.
Fahrradrahmen enthaltend: ein Unterrohr, eine monolithische Unterrohraufnahme, die eine Oberfläche bildet, die angepasst ist, um an eine Endfläche des Unterrohres zu stoßen, bei der ein Abschnitt des Unterrohrs, der an die Unterrohraufnahme stößt, eine Verbindungsachse bildet und eine Höhe definiert zwischen einer oberen Fläche und einer unteren Fläche, wobei die Unterrohraufnahme eine seitliche Öffnung aufweist, die angepasst ist, um eine Tretkurbelgarnitur zur Rotation um eine Tretkurbelachse aufzunehmen und zu halten, wobei die Verbindungsachse mit Abstand unterhalb der Tretlagerachse verläuft, und bei der die Höhe des Unterrohres größer ist als der Durchmesser der Öffnung.
Fahrradrahmen nach Anspruch 38, bei dem das Unterrohr einen gebogenen Abschnitt aufweist, so dass ein Zwischenabschnitt des Unterrohrs eine primäre Achse bildet in einem Winkel zu der Verbindungsachse.
Fahrradrahmen nach Anspruch 39, bei dem die primäre Achse unterhalb und mit Abstand von der Tretlagerachse verläuft.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 38 bis 40, bei dem die Endfläche des Unterrohres vollständig an die Unterrohraufnahme stößt.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 38 bis 41, bei dem der Rahmen einen Hauptrahmen, einen Hilfsrahmen und einen Stoßdämpfer oder ein Federbein betriebsfähig zwischen Hauptrahmen und Hilfsrahmen umfasst, wobei ein Ende des Federbeins mit einem Abschnitt des Hauptrahmens verbunden ist, der nicht die Unterrohraufnahme ist.
Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 38 bis 42, bei dem die Unterrohraufnahme durch ein Verfahren hergestellt ist, das einen Schmiedeschritt umfasst.