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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rahmenanordnung für ein Fahrrad gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Fahrradrahmen bilden das Gestell eines Fahrrades und übertragen das Gewicht des Fahrers auf das Vorder- und Hinterrad. Der Fahrradrahmen wird zudem zum Befestigen erforderlicher Komponenten genutzt. Je nach Konstruktionsart des Fahrradrahmens sind ein Sattelrohr, der den Sattel trägt, und ein Steuerrohr vorgesehen, der die Fahrradgabel und den Lenker trägt. Das Sattelrohr und das Steuerrohr werden beispielsweise über ein Unterrohr miteinander verbunden. Das Tretlagergehäuse ist üblicherweise an der Verbindungsstelle zwischen Unterrohr und Sattelrohr vorgesehen. An diesem Verbindungsbereich ist ebenfalls der Hinterbau mit dem Hinterrad befestigt.
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Bei den bekannten Fahrradrahmen von handelsüblichen Fahrrädern, wie z. B. Pedelec’s, E-Bikes und auch nicht zusätzlich angetriebenen Fahrrädern sind sämtliche bewegliche Teile, wie Antriebsstrang, Schaltung, Bowdenzüge und Leitungen an der Oberfläche der Rahmenrohre befestigt. Bei Fahrrädern, die auch im Leihbetrieb eingesetzt werden, sind weitere Funktionsteile, wie zum Beispiel Navigation- und Ortungssysteme sowie Batterie- und Akkuanordnungen und daran angeschlossene Antriebsmotoren ebenfalls an dem Fahrzeugrahmen zu befestigen. Hieraus ergibt sich zum einen das Problem, den erforderlichen Bauraum zum Anbringen der beweglichen Teile und der weiteren Funktionsteile bereitzustellen. Zum anderen sind die beweglichen Teile und die Funktionsteile ohne weiteres von außen zugänglich und somit nicht sicher gegen Vandalismus geschützt.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
DE 298 23 882 U1 ist ein Fahrrad mit einem kastenförmigen Gesamtgehäuse bekannt. Das kastenförmige Gesamtgehäuse erstreckt sich von einer Lenksäulenaufnahme zum Pedalantrieb und zur Sattelaufnahme. Das Gehäuse wird durch zwei Gehäuseschalen gebildet, die mittels Distanzhülsen und Bolzen aneinander befestigt werden. Eine lasttragende Verbindung wird durch das Gehäuse nicht realisiert. Dazu sind weitere Rahmenrohrbauteile erforderlich.
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Ferner ist aus der Druckschrift
US 2012/0019019 A1 ein Fahrrad mit einem Rahmen bekannt, der aus einer Kombination von Rohr- und Metallblechen besteht. Das ebene Metallblech steht mit Rahmenteilen und Stützstreben in Eingriff, um die Rahmenstruktur zu bilden. Ein zugängliches Rahmengehäuse zum Unterbringen von erforderlichen Fahrradteilen ist nicht vorgesehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Rahmenanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche einerseits den mechanischen Beanspruchungen standhält und andererseits ausreichend gesicherten Bauraum zum Unterbringen der erforderlichen Teile bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Demnach wird eine Rahmenanordnung für ein Fahrrad beliebiger Art vorgeschlagen, bei dem zumindest eine Hinterradaufnahme und eine Sattelstützenaufnahme sowie eine Tretlageraufnahme vorgesehen sind, wobei ein Rahmenstrukturgehäuse oder dergleichen zur lasttragenden Verbindung zumindest zwischen der Tretlageraufnahme und der Sattelstützenaufnahme sowie der Hinterradaufnahme vorgesehen ist. Das Rahmenstrukturgehäuse weist im Wesentlichen ein einteiliges oder auch mehrteiliges Rahmenprofil und Seitenabdeckungen auf, wobei das Rahmenstrukturgehäuse durch ein etwa senkrecht zum Rahmenprofil ausgerichtetes und mit diesem verbundenes Stegblech oder dergleichen verstärkt ist. Durch die Verwendung eines Stegbleches wird der gebildete Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses nicht nur verstärkt, sondern auch unterteilt. Durch das Stegblech wird zudem in vorteilhafter Weise eine Variabilität hinsichtlich der Befestigung von Bauteilen im Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses geschaffen. Mit der gewählten Breite des Rahmenprofils wird quasi die Tiefe oder Breite des Innenraumes des Rahmenstrukturgehäuses vorgegeben, der durch die Seitenabdeckungen begrenzt ist. Durch die Wahl eines umlaufenden Rahmenprofils quasi als Rand und dem senkrecht dazu angeordneten Stegblech ergibt sich eine T-Trägerstruktur die zur besonderen mechanischen Stabilität beiträgt. Ferner ist es möglich, an dem Rahmenprofil Abschnitte vorzusehen, die eine oder mehrere Öffnungen vorsehen, die beispielsweise mit einem lösbar befestigten Deckel oder der-gleichen verschließbar sind. Mit dieser alternativen Ausführung einen Abschnitt des Rahmenprofils abnehmbar zu gestalten, wird eine bessere Zugänglichkeit in den Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses ohne das Entfernen der Seitenabdeckungen gewährleistet.
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Zum einen kann das Rahmenstrukturgehäuse die auftretenden Belastungen ohne weiteres aufnehmen und zum anderen bietet der durch das Rahmenstrukturgehäuse gebildete Innenraum ausreichend Platz zur sicheren Aufnahme der erforderlichen Anbauteile.
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Bei der erfindungsgemäßen Rahmenanordnung kann das Rahmenstrukturgehäuse Grundformen bzw. Grundflächen aufweisen, die einerseits eine optimale Lastverteilung und andererseits einen möglichst großen Innenraum bereitstellen. Vorzugsweise kann eine bezogen auf eine Seitenansicht etwa dreieckförmige Grundform des Rahmenstrukturgehäuses verwendet werden, bei der die Eckbereiche durch die Tretlageraufnahme, die Sattelstützenaufnahme und die Hinterradaufnahme gebildet werden. Durch die gewählte Bauform kann die erfindungsgemäße Rahmenanordnung mit besonderem Vorteil leicht und trotzdem sehr verbindungsteif ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein massives Metallgehäuse vorzugsweise aus Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium-, Aluminium-Magnesiumlegierungen oder auch aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) in Leichtbauweise für das Rahmenstrukturgehäuse eingesetzt werden. Das Gehäuse kann im Fließpressverfahren oder im Formausschmelzverfahren, zum Beispiel im Wachsausschmelzverfahren oder Polystyrolformverfahren hergestellt werden kann. Der durch das Rahmenstrukturgehäuse gebildete Innenraum kann zum Beispiel zur sicheren Aufnahme von Anbauteilen, wie z. B. des Tretlagers mit Ketten- oder Zahnriemenantrieb, des hinteren Radlagers mit Steckachse und z. B. voll gekapselten Antriebsrad, der Bremseinheit in beliebiger Technik, der höhen- und zum Beispiel neigungsverstellbaren Satteleinheit bzw. Sattelstütze, der Antriebsstrangsperreinrichtung z. B. als Seilschloss, der Motoreinheit für ein Pedelec- oder E-Bike, der ausreichend dimensionierten Akku- und Batterieeinheiten, der gesamten Steuer- und Regelungstechnik, der Akkuladetechnik, der gesamten Verkabelung, der Bowdenzügen zum Betätigen von Funktionsteilen und/oder der Schalteinrichtung dienen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vorgesehenen Seitenabdeckungen über Befestigungsmittel an dem Rahmenprofil befestigt sind, die nur über Spezialwerkzeuge lösbar sind. Ferner stellen die Seitenabdeckungen erhebliche Werbeflächen zur Verfügung, um somit Einnahmen zu generieren, die die Herstellungs- und Wartungskosten reduzieren.
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Vorzugsweise kann die vorgeschlagene Rahmenanordnung für Fahrräder eingesetzt werden, die im Verleihbetrieb eingesetzt werden, da aufgrund der erfindungsgemäßen Struktur ausreichend Platz für das sichere, gegen Vandalismus geschützte Unterbringen von zusätzlich benötigten Funktionsteilen gegeben ist. Es sind jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Insbesondere ist der Einsatz nicht auf zusatzangetriebene Fahrräder, wie zum Beispiel Pedelec- und E-Bikes beschränkt.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Rahmenanordnung an einem Fahrrad;
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2 eine schematische Seitenansicht der Rahmenanordnung ohne Seitenabdeckung;
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3 eine schematische Seitenansicht der Rahmenanordnung ohne Seitenabdeckung von der anderen Seite; und
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4 eine schematische Einzelteilansicht eines Rahmenstrukturgehäuses der erfindungsgemäßen Rahmenanordnung; und
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5 eine weitere schematische Einzelteilansicht des Rahmenstrukturgehäuses der Rahmenanordnung.
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In den 1 bis 5 sind verschiedene Ansichten einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Rahmenanordnung eines Fahrrades 1, insbesondere eines E-Bikes oder dergleichen dargestellt.
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Die Rahmenanordnung umfasst im Wesentlichen ein Rahmenstrukturgehäuse 2. Das Rahmenstrukturgehäuse 2 dient unter anderem zur Aufnahme des Hinterrades 3 bzw. der Hinterradnabe 20, des Sattels 4 und des Tretlagers 5. Um eine lasttragende Verbindung zumindest zwischen der Tretlageraufnahme, der Sattelstützenaufnahme und der Hinterradaufnahme zu realisieren, weist das Rahmenstrukturgehäuse 2 eine bezogen auf eine Seitenansicht etwa dreieckförmige Grundform bzw. fläche auf. Die Eckbereiche des Rahmenstrukturgehäuses werden im Wesentlichen durch die Tretlageraufnahme, die Sattelstützenaufnahme und die Hinterradaufnahme gebildet.
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, ist ferner an dem Rahmenstrukturgehäuse 2 eine Unterrohraufnahme befestigt, die beispielsweise als Rohrstutzen 26 zur lösbaren Aufnahme des Unterrohres 27 ausgeführt ist. Die lösbare Aufnahme des Unterrohres 27 wird vorzugsweise durch eine form- oder kraftschlüssige Klemmung zum Beispiel über die Tretlageraufnahme oder die Unterrohraufnahme realisiert. Somit ist ohne weiteres ein Austausch des Unterrohres 27 möglich. Beispielsweise kann der Rohrflansch bzw. Rohrstutzen 26 das als Rundrohr oder als verdrehsicheres Profilrohr ausgebildete Unterrohr 20 aufnehmen. Das Unterrohr 27 ist somit im Bedarfsfall schnell austauschbar. Das andere Ende des Unterrohres 27 ist in einem Steuerrohr 28 aufgenommen, welches wiederum zur Aufnahme einer nicht weiter dargestellten Gabel zum Lagern des Vorderrades 29 und eines nicht weiter dargestellten Lenkerrohres vorgesehen ist.
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Wenn die erfindungsgemäße Rahmenanordnung bei einem Fahrrad eingesetzt wird, welches für den Leihbetrieb eingesetzt wird, kann beispielsweise an dem Steuerrohr 28 ein Flansch 30 oder dergleichen für ein vorderes Andocksystem einer Leihstation vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Träger 31 oder dergleichen direkt an dem Rahmenstrukturgehäuse 2 für ein rückseitiges Andocksystem einer Leihstation vorgesehen sein.
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Wie insbesondere aus 4 und 5 ersichtlich, umfasst das Rahmenstrukturgehäuse 2 im Wesentlichen ein umlaufendes Rahmenprofil 6 und zwei Seitenabdeckungen 7, wobei lediglich eine der Seitenabdeckungen 7 sichtbar ist. Die Seitenabdeckungen 7 sind über spezielle Befestigungen 39 vandalismussicher an dem Rahmenprofil 6 befestigt. Der durch das Rahmenprofil 6 und die beiden Seitenabdeckungen 7 gebildete Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses 2 wird durch ein etwa senkrecht zum Rahmenprofil 6 ausgerichtetes und mit diesem verbundenes Stegblech 8 unterteilt und stabilisiert. Auf diese Weise wird durch die Verbindung von Rahmenprofil 6 und Stegblech 8 eine T-Trägerstruktur gebildet, an der ohne weiteres mechanisch hochbelastete Teile angebracht werden können. Im Bereich des Hinterrades 3 ist ein Hinterradkasten 9 durch eine entsprechend geformte Innenabdeckung 10 an dem Rahmenstrukturgehäuse 2 vorgesehen. Die Innenabdeckung 10 weist eine etwa U-förmige Querschnittsform auf und bildet den Abschluss des Hinterradkastens 9, sodass das Rahmenstrukturgehäuse 2 auch im Bereich des Hinterrades 3 abgeschlossen ist. Im Bereich des Hinterradkastens 9 umfasst das Rahmenprofil 6 zwei Schenkelabschnitte 6A, 6B, um entsprechenden Freiraum für das sich drehende Hinterrad 3 zu schaffen und in Verbindung mit der Innenabdeckung 10 ein abgeschlossenes Rahmenstrukturgehäuse 2 auch im Bereich des Hinterradkastens zu realisieren. Ferner ist ein Flansch 41 für die Steckachse der Hinterradnabe 20 einschließlich der Bremseinrichtung vorgesehen. Das austauschbare Unterrohr 27 ist in 4 und 5 als Profilrohr ausgeführt, so dass der Rohrstutzen 26 an dem Rahmenstrukturgehäuse 2 und die entsprechende Aufnahme an dem Steuerrohr 28 zur Aufnahme des profilierten Unterrohres 27 ebenfalls entsprechend profiliert sind.
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Insbesondere aus 5 ist ersichtlich, dass der bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrrades vordere Abschnitt des Rahmenprofils 6 ein abnehmbares Deckelelement 40 umfasst, so dass zur besseren Zugänglichkeit in den Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses 2 zumindest eine Öffnung an dem Rahmenprofil 6 in diesem Bereich gebildet wird.
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Als Sattelstützenaufnahme ist z. B. ein Rohrstutzen 32 für das nicht weiter dargestellte Sattelrohr des Sattels 4 an dem Rahmenprofil 6 bzw. an dem Stegblech 8 des Rahmenstrukturgehäuses 2 befestigt. Ferner ist eine Aufnahmebuchse 33 beispielsweise für eine als Seilschloss ausgeführte Antriebsstrangsperreinrichtung und ein Steckschloss 34 für das Seilschloss an dem Rahmenstrukturgehäuse 2 vorgesehen.
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Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, sind im Innenraum des Rahmenstrukturgehäuses 2 als Anbauteile ferner eine Schaltnabe 11 zum Schalten mehrerer Übersetzungsstufen und ein Elektromotor 12 zumindest zum unterstützenden Antrieb angeordnet. Die Schaltnabe 11 umfasst ein erstes als Riemenrad 13 ausgeführtes Antriebsrad und ein zweites als Riemenrad 14 ausgeführtes Abtriebsrad. Das Riemenrad 13 ist über ein als Zahnriemen 15 ausgeführtes Antriebsmittel mit einem ersten als Riemenrad 16 ausgeführten Antriebsrad der Tretkurbel 17 gekoppelt, wobei das Riemenrad 14 der Schaltnabe 11 über ein als Zahnriemen 18 ausgeführtes Antriebsmittel mit dem als Riemenrad 19 ausgeführten Antriebsrad der Hinterradnabe 20 gekoppelt ist. Die Hinterradnabe 20 ist vorzugsweise als Steckachse ausgeführt und weist zudem eine Hinterradbremse 25 auf, die ebenfalls als Anbauteil in dem Rahmenstrukturgehäuse 2 untergebracht ist.
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Der Elektromotor 12 umfasst einen als Riemenrad 35 ausgeführtes Antriebsrad. Das Riemenrad 35 ist über ein als Zahnriemen 36 ausgeführtes Antriebsmittel mit einem zweiten als Riemenrad 37 ausgeführten Antriebsrad der Tretkurbel 17 gekoppelt.
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Zum Lagern der Schaltnabe 11 in dem Rahmenstrukturgehäuse 2 ist ein Lagerschild 21 an dem Stegblech 8 bzw. Rahmenprofil 6 des Rahmenstrukturgehäuses 2 befestigt. Das Tretlager 5 mit den Tretkurbeln 17 ist über einen Tretlagerbock 22 gelagert, der an dem Rahmenprofil 6 bzw. Stegblech 8 des Rahmenstrukturgehäuses 2 befestigt ist. Sämtlichen Zahnriemen 15, 18 und 36 sind jeweils eine Riemenspanneinrichtung 23, 24 und 38 zugeordnet. Als Antriebsmittel, welche beispielsweise als Zahnriemen 15, 18 und 36 ausgeführt sind, können auch Ketten, Keilriemen oder dergleichen eingesetzt werden.
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Durch die Anordnung der Schaltnabe 11 in dem Rahmenstrukturgehäuse 2 räumlich getrennt von der Hinterradnabe 20 ergibt sich der Vorteil, dass der Ausbau des Hinterrades 3 unabhängig, d.h. ohne den Ausbau der Schaltnabe 11 bzw. der Schaltung erfolgen kann. Darüber hinaus können sowohl die Schaltnabe 11 als auch die Hinterradnabe 20 konstruktiv einfacher ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrrad
- 2
- Rahmenstrukturgehäuse
- 3
- Hinterrad
- 4
- Sattel
- 5
- Tretlager
- 6
- Rahmenprofil
- 7
- Seitenabdeckungen
- 8
- Stegblech
- 9
- Hinterradkasten
- 10
- Innenabdeckung
- 11
- Schaltnabe
- 12
- Elektromotor
- 13
- Riemenrad oder Riemenscheibe der Schaltnabe
- 14
- Riemenrad oder Riemenscheibe der Schaltnabe
- 15
- Zahnriemen
- 16
- Riemenrad oder Riemenscheibe der Tretkurbel
- 17
- Tretkurbel
- 18
- Zahnriemen
- 19
- Riemenrad oder Riemenscheibe der Hinterradnabe
- 20
- Hinterradnabe
- 21
- Lagerschild der Schaltnabe
- 22
- Tretlagerbock
- 23
- Riemenspanneinrichtung
- 24
- Riemenspanneinrichtung
- 25
- Hinterradbremse
- 26
- Rohrstutzen
- 27
- Unterrohr
- 28
- Steuerrohr
- 29
- Vorderrad
- 30
- Flansch
- 31
- Träger
- 32
- Rohrstutzen
- 33
- Aufnahmebuchse
- 34
- Steckschloss
- 35
- Riemenrad bzw. Riemenscheibe des Elektromotors
- 36
- Zahnriemen
- 37
- Riemenrad bzw. Riemenscheibe der Tretkurbel
- 38
- Riemenspanneinrichtung
- 39
- Befestigung für die Seitenabdeckungen
- 40
- Deckelelement
- 41
- Flansch
