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Die Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen mit wenigstens einem aus einem stranggepressten Hohlprofil hergestellten Rahmenteil.
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Es sind diverse Fahrradrahmen aus stranggepressten Profilen bekannt:
Aus
EP 0 583 221 A1 ist ein Fahrradrahmen, enthaltend ein Steuerkopfrohr, ein Sitzrohr und ein Rahmenrohr bekannt, wobei das Rahmenrohr ein Rahmenrohrpaar ist und wenigstens einer der genannten Bestandteile aus einem stranggepressten Profil hergestellt ist.
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Dieser Fahrradrahmen hat folgende Nachteile:
- – Der Fahrradrahmen ist für Fahrräder verwendbar, die ein Zugmittelgetriebe als Antriebssystem verwenden, wobei das Antriebsrad und das Abtriebsrad des Zugmittelgetriebes auf verschiedenen Seiten des Fahrradrahmens angeordnet werden müssen, da die beiden Rahmenrohre nicht genau parallel verlaufen.
- – Es ist wenigstens ein zweiteiliges Rahmenrohrpaar erforderlich, da die beiden Rahmenrohre von den Ausfallenden des Hinterrades im spitzen Winkel auf das Steuerkopfrohr zulaufen.
- – Der Fahrradrahmen kann zur Konstruktion von Klappfahrrädern konstruktionsbedingt nur mit hohem Aufwand einklappbar ausgeführt werden.
- – Aufgrund der senkrecht zur Bezugsmittelebene des Fahrrades vorgesehenen Strangpressrichtung des das Sitzrohr aufnehmenden Rahmenteiles ist ein gesondertes Rahmenteil zur Aufnahme des Sitzrohres erforderlich.
- – Da die Rahmenbreite auf Tretlagerhöhe konstruktionsbedingt so groß ist, dass die Kettenlinie und das Kettenrad eines Antriebssystems den Fahrradrahmen schneiden würden, wenn sie vom Boden aus gesehen auf gleicher Höhe mit dem Fahrradrahmen liegen würden, muss das Kettenrad mittels einer gesonderten Ausfallenden (bspw. vermittels des hier vorgesehenen stranggepressten Profils zur Aufnahme des Sitzrohres) so weit unterhalb des Rahmenrohrpaares angeordnet werden, dass es den Fahrradrahmen nicht schneidet, und der obere Kettenstrang muss noch unterhalb des Fahrradrahmens hindurch zum Abtriebs-Zahnkranz geführt werden können, ohne den Fahrradrahmen zu schneiden. Daraus resultiert der Nachteil, dass der Fahrradrahmen nur für Laufradgrößen von 20 Zoll und größer ausführbar ist.
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Aus
FR 2 665 678 A1 ist ein Fahrrad mit einem aus einem Dreikammerprofil hergestellten Fahrradrahmen bekannt, wobei die äußeren Kammern die beiden Ausfallenden des Hinterrades aufnehmen. Dieser Fahrradrahmen hat den Nachteil, dass das Profil mit dem Steuerkopfrohr verschweißt ist.
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Aus
WO 2011/033 505 A1 ist ein Fahrradrahmen mit zwei gegenüberliegenden Rahmenseitenteilen bekannt, wobei die Rahmenseitenteile als stranggepresste Profile ausgeführt werden können, die in der Mitte mit Distanzelementen verbunden sind. Dieser Fahrradrahmen hat den Nachteil, dass eine Verbindung zwischen den beiden Rahmenseitenteilen mit gesonderten Distanzstücken erfolgt.
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Aus
WO 99/19 201 A1 ist ein Fahrradrahmen mit Rahmenteilen aus stranggepressten Profilen bekannt, die wenigstens teilweise außen zylindrisch oder elliptisch sind und innen ebene Flächen aufweisen, die als Verbindungsflächen für Verbindungen mit entsprechenden Ausfallenden oder mit die Rahmenteile verbindenden Komponenten fungieren. Dieser Fahrradrahmen hat den Nachteil, dass mindestens drei Rahmenteile erforderlich sind und dass die verbindenden Komponenten aufwändig an die Umrisse der Rahmenteile angeformt werden müssen.
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Alle bekannten Rahmen haben die Nachteile, dass das Steuerkopfrohr und das vom Steuerkopfrohr ausgehende, tragende, vordere Rahmenteil wenigstens zweiteilig ausgeführt sind und/oder dass das von den hinteren Ausfallenden ausgehende, hintere Rahmenteil und die Ausfallenden zur Aufnahme des Hinterrades wenigstens zweiteilig ausgeführt sind.
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Weitere Nachteile dieser bekannten Rahmen bestehen darin, dass aufgrund der Ausrichtung der Strangpressrichtung der Rahmenteile
- – das Rahmenteil ungeachtet etwaiger über die Länge des Rahmenteils veränderlicher Festigkeitsanforderungen in gleicher Dimension und Materialstärke ausgeführt ist und
- – an den Rahmenteilen gesonderte Stege oder Befestigungsteile zur Aufnahme von Bremseinrichtungen oder ähnlichem vorgesehen werden müssen und
- – der Abstand der stranggepressten Rahmenteile zur Bezugsmittelebene des Fahrrades über die Länge des Rahmenteiles konstant oder geradlinig linear ist, mindestens jedoch eine gleichmäßige Krümmung aufweisen muss. Damit werden z. B. zur Aufnahme von Hinterrädern gesonderte Ausfallende erforderlich.
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Aus
DE 296 18 907 U1 ist ein Fahrradrahmen mit Rahmenteilen aus stranggepressten Profilen bekannt, wobei ein einfaches rechteckiges stranggepresstes Profil über seine gesamte Länge in einer geraden Linie vom Steuerkopfrohr bis auf Höhe des Tretlagergehäuses verläuft und an beiden Seiten sowie auf der Ober- und Unterseite über die Länge des Rahmenteils verlaufende durchgängige, stranggepresste Öffnungen aufweist, die als Befestigungsnuten verwendet werden, an denen weitere gleichartige Rahmenteile, die insbesondere als Hinterbaustreben ausgebildet sind, befestigt sind. Neben den oben genannten Nachteilen ist nachteilig, dass der Fahrradrahmen immer aus mehreren Rahmenteilen bestehen muss und dass die Rahmenteile aufgrund ihres durch die Befestigungsnuten erforderlichen Vollmaterialkernes eine große Querschnittsfläche und damit ein hohes längenspezifisches Gewicht aufweisen.
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Aus
US 2008/0 149 231 A1 ist ein Rahmenteil bekannt, das aus einem stranggepressten Profil geschmiedet ist. Nachteilig ist, dass zur Herstellung des Rahmenteils nach dem Strangpressen noch ein aufwändiger Schmiedeprozess erforderlich ist.
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Aus
TW 443 971 B ist ein Fahrradrahmen mit drei Rahmenteilen aus demselben stranggepressten Profil bekannt, wobei zwei dieser Rahmenteile als Hinterbaustreben ausgebildet sind, die mit dem dritten zentralen, das Sattelrohr, das Tretlagergehäuse und das Steuerkopfrohr verbindenden Rahmenteil drehbar verbunden sind. Nachteilig an diesem Fahrradrahmen ist, dass viele weitere Rahmenteile erforderlich sind, um die Rahmenkonstruktion zu vervollständigen.
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Aus
JP 10 218 064 A ist ein Rahmenteil für ein motorisiertes Zweirad bekannt, das einen aus drei Blechen zu einer Seite offenen Kasten sowie zur Stabilisierung dienende mit dem Kasten innen verschweißte Querstreben aus Blech aufweist. Nachteilig an diesem Rahmenteil ist der hohe Produktionsaufwand.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, besonders einfach aus stranggepressten Hohlprofilen herzustellende Fahrradrahmen insbesondere für Fahrräder mit kleinen Laufrädern zu entwickeln, die sehr variabel an die jeweiligen Gestaltungs- und Festigkeitsanforderungen des Fahrrades angepasst werden können und die mit möglichst wenigen Teilen auskommen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.
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Damit kann von der Bezugsmittelebene des Fahrrades aus gesehen ein beliebig krummliniger Verlauf des Fahrradrahmens verwirklicht werden kann, die senkrecht zur Bezugsmittelebene des Fahrrades gemessene Breite sowie die Höhe des Fahrradrahmens kann über die Länge des Fahrradrahmens beliebig variiert und den Gestaltungs- und Festigkeitsanforderungen angepasst werden. Der Fahrradrahmen kann aus sehr wenigen tragenden Rahmenteilen bestehen, die funktionale Elemente wie Steuerkopfrohr, Sitzrohr, Hinterbau etc. enthalten.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung und der damit möglichen Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Wesentliche weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin,
- a. dass der Fahrradrahmen aus beliebig vielen, entsprechend den Merkmalen der Erfindung ausgeführten Rahmenteilen besteht,
- b. dass die Rahmenteile des Fahrradrahmens Befestigungs- und Führungsschrauben führen, mit denen beispielsweise Bremsen, Schutzbleche, Kettenspanner u. ä. mit dem Fahrradrahmen verbunden werden,
- c. dass ein modularer Aufbau des Fahrradrahmens aus mehreren erfindungsgemäßen Rahmenteilen möglich ist,
- d. dass der Fahrradrahmen ein Klappgelenk aufweist, so dass ein faltbares Fahrrad verwirklicht werden kann,
- e. dass aufgrund der wenigen erforderlichen Verbindungsstücke zwischen den Rahmenteilen besonders leichte Fahrradrahmen insbesondere für Fahrräder mit kleinen Laufrädern verwirklicht werden können,
- f. dass durch Zuschneiden des stranggepressten Hohlprofils des Rahmenteiles seitlich gesehen beliebige Rahmenformen des Fahrrades verwirklicht werden können.
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Fahrradrahmens in Einzelträgerbauart mit insgesamt vier Rahmenteilen, wobei das vordere Rahmenteil das Steuerkopfrohr enthält, die beiden mittleren Rahmenteile als Klappgelenke ausgebildet sind und das hintere Rahmenteil mit dem Tretlager und einer Hinterradeinheit zu verbinden ist.
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2 zeigt den Fahrradrahmen aus 1 in der Explosionsansicht, um insbesondere das Zusammenfügen der Rahmenteile zu verdeutlichen.
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3, 4 und 5 zeigen mögliche Fahnenformen der Rahmenteile für das Zusammenfügen der Rahmenteile.
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6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Fahrradrahmens in kreuzrahmenähnlicher Bauart, wobei das stranggepresste Hohlprofil das Steuerkopfrohr, das Sitzrohr und den Hinterbau zur Aufnahme des Hinterrades aufweist.
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7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Fahrradrahmens als Kombination von erfindungsgemäßen Rahmenteilen mit rohrförmigen Rahmenteilen.
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1 zeigt einen Fahrradrahmen, bestehend aus vier Teilen:
- – ein vorderes Rahmenteil 1, das auch das Steuerkopfrohr 1a aufweist.
- – ein hinteres Rahmenteil 2, das eine Kammer 2a zur Aufnahme des Sitzrohres, eine Ausnehmung 2b zur Aufnahme eines Tretlagergehäuses sowie eine Ausnehmung 2c zur Aufnahme einer Hinterradeinheit aufweist.
- – ein Klappgelenk zwischen dem vorderen Rahmenteil 1 und dem hinteren Rahmenteil 2, bestehend aus zwei weiteren Rahmenteilen 3, 4, die mit dem vorderen Rahmenteil 1 beziehungsweise mit dem hinteren Rahmenteil 2 fest verbunden sind und miteinander über eine Achse 5 gemeinsam drehbar verbunden sind. Zur Verriegelung können eine Vielzahl bereits bekannter, hier nicht näher dargestellter Vorrichtungen eingesetzt werden.
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Alle Rahmenteile 1, 2, 3 und 4 sind aus stranggepressten Profilen hergestellt, wobei nach einem besonderen Merkmal der Erfindung die tragenden Rahmenteile 1 und 2 aus stranggepressten Hohlprofilen mit wenigstens vier Kammern hergestellt sind und die Strangpressrichtung der Profile von der Oberseite des Rahmenteils zur Unterseite des Rahmenteils verläuft.
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Besonders vorteilhaft an dieser Ausrichtung dieser stranggepressten Profile und Hohlprofile ist,
- a. dass die Strangpressrichtung des vorderen Rahmenteils 1 so gewählt ist, dass eine Kammer des vorderen Rahmenteils 1 das Steuerkopfrohr 1a aufweist.
- b. dass der Fahrradrahmen durch entsprechende Gestaltung der stranggepressten Profile an die über die Länge des Fahrradrahmens veränderlichen Gestaltungs- und Festigkeitsanforderungen angepasst werden kann.
- c. dass die Höhe der Rahmenteile entsprechend der über die Länge des Fahrradrahmens veränderlichen Festigkeitsanforderungen zugeschnitten werden kann.
- d. dass die Breite des stranggepressten Profils über die Länge des Fahrradrahmens veränderlich gestaltet werden kann, so dass der Fahrradrahmen den unterschiedlichsten Anforderungen (Aufnahme eines Tretlagergehäuses usw.) gerecht wird.
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Während also die Strangpressrichtung des vorderen Rahmenteils 1 nach einem besonderen Merkmal der Erfindung mit der Steuerkopfrohrachse des Fahrrades zusammenfällt und damit der Winkel zwischen der Horizontalen und der Strangpressrichtung normgemäß beispielsweise zwischen 65° und 75° liegt, ist die Strangpressrichtung der Klappgelenke 3 und 4 nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung senkrecht zur Horizontalen ausgerichtet. Der klappbare Fahrradrahmen ermöglicht damit, dass das Vorderrad und das Hinterrad des Fahrrades im zusammengeklappten Zustand deckungsgleich nebeneinander zu liegen kommen.
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Die Strangpressrichtung des hinteren Rahmenteils 2 fällt nach einem besonderen Merkmal der Erfindung mit der Sitzrohrachse des Fahrradrahmens zusammen, das heißt der Winkel zwischen der Strangpressrichtung des hinteren Rahmenteils 2 und der Horizontalen beträgt für handelsübliche Fahrradrahmen ca. 70° bis 75°. Das hintere Rahmenteil 2 weist damit nach einem besonderen Merkmal der Erfindung eine stranggepresste Kammer 2a für das Sitzrohr, eine Ausnehmung 2b zur Aufnahme eines Tretlagergehäuses und die Ausnehmung 2c zur Aufnahme einer Hinterradeinheit auf, wobei die Hinterradeinheit in diesem Ausführungsbeispiel so auszubilden ist, dass der Fahrradrahmen axial gesehen zwischen dem Abtriebs-Zahnkranz eines Kettenantriebes oder dem Abtriebsrad eines Riemenantriebes und dem Hinterrad angeordnet ist.
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Vorderes Rahmenteil 1 und hinteres Rahmenteil 2 enthalten nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weitere funktional nützliche, kreisförmige Kammern 1b, 1c, 2d bis 2f, in denen Befestigungsschrauben für eine Reihe erforderlicher Fahrradteile geführt werden, wie zum Beispiel für Tragegriffe (1b, 1c), Schutzbleche (2d), Bremsen (2e und 2f), Schaltschwingen usw. Darüber hinaus können senkrecht zur Strangpressrichtung ausgerichtete Bohrungen vorgesehen werden, beispielsweise als 2g für Befestigungsschrauben für eine Hinterradeinheit.
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Das hintere Rahmenteil 2 weist darüber hinaus eine Ausnehmung 2h zur Aufnahme der Bremszange einer Scheibenbremse auf, wobei die kreisförmigen Ausnehmungen 2e und 2f der Befestigung der Bremszange am Fahrradrahmen dienen.
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Zur Verdeutlichung der Verbindung der Rahmenteile untereinander zeigt 2 eine Explosionsansicht des Fahrradrahmens aus 1. Gemäß 2 weisen alle Rahmenteile 1 bis 4 an ihren Verbindungsstellen mit dem jeweils anderen Rahmenteil mehrere geradlinige Fahnen 1d, 2i, 3a und 4a auf, wobei die Fahnen der beiden verbundenen Rahmenteile ineinander gefügt und vorzugsweise miteinander verklebt sind. Ebenso von der Erfindung umfasst sind weitere Verbindungsformen der Rahmenteile untereinander wie Verschweißen oder Verlöten. Ebenso kann eine zusätzliche seitliche Verschraubung der Fahnen vorgesehen werden.
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Um die vorgenannten unterschiedlichen Strangpressrichtungen der vier Rahmenteile zu verwirklichen, sind die Fahnen 1d, 2i, 3a und 4a nach einem besonderen Merkmal der Erfindung schiefwinklig zu ihrer Strangpressrichtung zugeschnitten. Der jeweilige Winkel der Strangpressrichtung der beiden jeweils miteinander verbundenen Rahmenteile ist damit nach einem besonderen Merkmal der Erfindung beliebig gestaltbar, während der Zuschnitt des Rahmenteils an den Gestaltungserfordernissen des Fahrradrahmens ausgerichtet werden kann. Damit wird in dieser Ausführungsform ein Fahrradrahmen mit einer weitgehend geradlinigen Ober- und Unterseite verwirklicht, wobei die einzelnen Rahmenteile unterschiedliche Strangpressrichtungen aufweisen.
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Ebenso von der Erfindung umfasst sind Ausführungsformen, bei denen die Tragrichtungen des vorderen und des hinteren Rahmenteils seitlich gesehen in einem vom geradlinigen Verlauf abweichenden Winkel zueinander angeordnet sind.
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3 bis 5 zeigen mögliche Fahnenformen für die Verbindung zweier Rahmenteile 6 und 7 untereinander. In 3 sind die geradlinigen Fahnen aus 1 gezeigt. Diese Fahnenform eignet sich zur Verbindung der Rahmenteile 6 und 7 mit unterschiedlichem Winkel der Strangpressrichtung der verbundenen Rahmenteile untereinander. Nach weiteren besonderen Merkmalen der Erfindung sind Fahnen wie in 4 dargestellt trapezförmig, oder wie in 5 dargestellt wellenförmig. Ebenso von der Erfindung umfasst sind hakenförmig Fahnenformen. Die in 4 und 5 dargestellten Fahnenformen sowie die hakenförmigen Fahnenformen kommen nur für die Verbindung von Rahmenteilen mit parallel zueinander angeordneter Strangpressrichtung in Frage, bieten aber den Vorteil einer verbesserten formschlüssigen Abstützung untereinander insbesondere für Fahrradrahmen mit erhöhten Festigkeitsanforderungen.
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6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in kreuzrahmenähnlichem Zuschnitt. Die dargestellten Fahrradteile, wie 20-Zoll-Laufrad, Vorderradgabel, Kettenräder, Kette, Kurbeln, Bremse sind nicht gesondert nummeriert, sie dienen lediglich der Verdeutlichung der Rahmengeometrie.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist in diesem Ausführungsbeispiel der Fahrradrahmen 8 aus einem einstückigen, stranggepressten, erfindungsgemäßen Hohlprofil hergestellt, das sowohl das Steuerkopfrohr 8a, das Sitzrohr 8b sowie die Ausnehmungen 8c und 8d zur Aufnahme des Hinterrades aufweist. Je nach der für das Fahrrad verwendeten Laufradgröße kann ein entsprechend dimensioniertes stranggepresste Hohlprofil verwendet werden. Der Hinterbau mit den Ausnehmungen 8c und 8d zur Aufnahme des Hinterrades ist so gestaltet, dass handelsübliche Speichenräder, wahlweise mit Ritzelpaket am Hinterrad, Mehrgangnabenschaltung im Hinterrad oder als Ein-Gang-Variante eingesetzt werden können. Zur Drehmomentabstützung kann dabei beispielsweise die runde Ausnehmung 8g dienen. Das Tretlagergehäuse 9 ist in dieser Ausführungsform fest mit dem Fahrradrahmen 8 verbunden, vorzugsweise verschweißt.
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Auch in diesem Ausführungsbeispiel weist das stranggepresste Hohlprofil des Fahrradrahmens 8 kreisrunde Kammern auf, hier die Kammer 8e, in der die Befestigungsschraube für die dargestellte Seitenzugbremse geführt wird.
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Zum einen weist der in 6 dargestellte Fahrradrahmen 8 zum Steuerkopf hin eine zunehmende, festigkeitsfördernde Höhe auf. Die dargestellte Kammer 8f dient nach einem besonderen Merkmal der Erfindung darüber hinaus der Anbringung von Verstärkungselementen für die am Fahrrad durch Bremsmomente und Stöße besonders belastete Verbindung von Steuerkopfrohr 8a und Fahrradrahmen 8. Detail A zu 6 zeigt, dass an der Unterseite des Fahrradrahmens 8 nach einem besonderen Merkmal der Erfindung mit der Kammer 8f ein zusätzliches Verstärkungselement 10 fest verbunden ist, dass den Fahrradrahmen 8 im unteren Bereich nochmals verstärkt.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können erfindungsgemäße Rahmenteile mit rohrförmigen Rahmenteilen kombiniert werden.
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7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Fahrradrahmens als Kombination von erfindungsgemäßen Rahmenteilen mit rohrförmigen Rahmenteilen. In diesem Ausführungsbeispiel weist das hintere Rahmenteil 11 ein erfindungsgemäßes, stranggepresstes Hohlprofil auf, während das vordere Rahmenteil 12 ein rohrförmiges, stranggepresstes Hohlprofil mit drei Kammern 12a, 12b und 12c aufweist. Das Steuerkopfrohr 13 weist parallel zueinander stehende Arme 13a und 13b auf, die fest mit den äußeren Kammern 12a und 12c des vorderen Rahmenteils verbunden sind. Auch das Rahmenteil 11 weist entsprechende zum Zwecke der Verbindung der Rahmenteile 11 und 12 (hier nicht gesondert dargestellte) Arme auf, die ebenfalls mit den äußeren Kammern 12a und 12c des vorderen Rahmenteils fest verbunden sind.
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Auch in dieser Ausführungsform weist das hintere erfindungsmäßige Rahmenteil runde, im stranggepressten Hohlprofil enthaltene Kammern auf, wie beispielsweise für das Sitzrohr 11a oder zur Befestigung einer V-Brake-Bremse 11d. Außerdem sind wiederum Ausnehmungen für ein Tretlagergehäuse 11b und zur Aufnahme der Hinterradachse 11c vorhanden.
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Die Kombination der Rahmenteile führt zu einem geradlinigen Rahmen, der in diesem Ausführungsbeispiel als Hinterrad ein 16-Zoll-Laufrad und als Vorderrad ein 12-Zoll-Rad aufnimmt.
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Ebenso von der Erfindung umfasst ist eine hier nicht weiter dargestellte Ausführungsform, in der zwischen dem vorderen und hinteren Rahmenteil aus 7 ein entsprechend 1 gestaltetes Klappgelenk angeordnet ist, wobei in diesem Fall der mit dem vorderen Rahmenteil verbundene Teil des Klappgelenkes wiederum zwei parallel angeordnete Arme aufweist, die mit den äußeren Kammern des vorderen rohrförmigen Rahmenteils fest verbunden sind.
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Ebenso von der Erfindung umfasst ist eine Kombination der erfindungsgemäßen Rahmenteile mit rohrförmigen Rahmenteilen, die beispielsweise nur eine Kammer aufweisen. In diesem Fall weist das erfindungsgemäße Rahmenteil bspw. nur einen Arm auf, der wiederum mit dem rohrförmigen Rahmenteil verbunden ist usw.
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Alle erfindungsgemäßen, stranggepressten Rahmenteile des Fahrradrahmens können erforderlichenfalls auf einfache Weise, in einer Vielzahl von Ausführungsformen und mit unterschiedlichen Werkstoffen auf ihrer Ober- und Unterseite verkleidet werden, um den normativen Anforderungen an Fahrradrahmen (insbesondere das Vermeiden von scharfen Kanten) gerecht zu werden.
