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Die Erfindung betrifft einen Fahrradsattel sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrradsattels. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrradsattel um einen Sport-Fahrradsattel.
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Bei Fahrradsätteln, insbesondere Sport-Fahrradsätteln besteht die Forderung, dass der Sattel einerseits möglichst leicht ist und andererseits eine hohe Eigenflexibilität aufweist. Durch die Eigenflexibilität wird der Fahrcomfort verbessert. Dies ist insbesondere bei ungefederten Rädern erwünscht.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen Fahrradsattel, insbesondere einen Sport-Fahrradsattel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, der bei geringem Gewicht eine hohe Eigenflexibilität aufweist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Fahrradsattel mit dem Merkmal des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrradsattels mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Der erfindungsgemäße Fahrradsattel weist ein Sitzelement auf. Das Sitzelement ist das ggf. noch von einem Polster überzogene Element des Sattels, auf dessen in Fahrtrichtung hinteren Bereich der Fahrer mit seinem Gesäßknochen sitzt. Der vordere als Spitze ausgebildete Bereich dient insbesondere zur Unterstützung des Fahrers bei sportlicher, d.h. nach vorne geneigter Sitzposition. An einer Unterseite des Sitzelements ist sowohl in Fahrtrichtung im vorderen als auch im hinteren Bereich jeweils ein Aufnahmeelement angeordnet. Das Aufnahmeelement dient zur Verbindung mit einem Sattelgestell, das sodann über bekannte Befestigungselemente mit dem Sattelstützrohr verbunden ist. Erfindungsgemäß weist das Sitzelement eine Gewebematte aus Faserverbundwerkstoff auf. Durch Vorsehen einer Gewebematte kann ein dünnes flexibles Sitzelement ausgestaltet werden. Dieses weist eine hohe Eigenflexibilität bei gleichzeitig ausreichender Steifigkeit auf. Hierdurch kann ein äußerst leichter Sattel hergestellt werden, der bei der erforderlichen Steifigkeit eine hohe Eigenflexibilität aufweist.
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Erfindungsgemäß weist die Gewebematte vorzugsweise eine Dicke von ≤ 4mm, insbesondere ≤ 3mm und besonders bevorzugt ≤ 2mm auf. Ferner ist es bevorzugt, dass es sich bei den in der Gewebematte vorhandenen Fasern um Glas-, Karbon-, Aramid-, Naturfasern wie bspw. Leinen oder Mischfasern handelt. Die Fasern der Gewebematte sind vorzugsweise von einem Kunststoff, insbesondere Polyamid und besonders bevorzugt PA 6 und/oder Polypropylen umgeben. Insbesondere handelt es sich somit bei dem Kunststoffmaterial um thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Homo- oder Co-Polyamide.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Gewebematte zur Ausbildung des Sitzelements ist thermoplastisch verformbar, sodass durch thermoplastisches Verformen eine dreidimensionale Form bzw. Ausgestaltung erfolgen kann.
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In besonders bevorzugter Ausführungsform sind die Aufnahmeelemente, die zur Verbindung mit einem Sattelgestell dienen, an das Sitzelement, insbesondere die Unterseite des Sitzelements angespritzt. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Aufnahmeelemente einen sich gut mit dem Kunststoff der Gewebematte verbindenden Kunststoff aufweisen bzw. aus einem entsprechenden Kunststoff hergestellt sind. Gegebenenfalls kann zwischen den Aufnahmeelementen und dem Sitzelement bzw. der Gewebematte ein Haftvermittler vorgesehen werden. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass auch die Aufnahmeelemente aus einem ähnlichen oder demselben Kunststoff hergestellt sind, der in der Gewebematte die Fasern umgibt. Die Aufnahmeelemente sind somit insbesondere aus Polyamid, Homo- oder Co-Polyamiden, besonders bevorzugt aus PA 6 und/oder Polypropylen hergestellt. Insbesondere durch die in besonders bevorzugte Ausführungsform vorgesehene Verbindung der Aufnahmeelemente mit dem Sitzelement durch Anspritzen, kann ein leichter Fahrradsattel hergestellt werden, bei welchem die Verbindung mit dem Sattelgestell auf einfache Weise dennoch sehr stabil ausgestaltet ist. Insbesondere durch Verwendung derselben oder sich gut miteinander verbindenden Kunststoffmaterialien ist eine gute Verbindung zwischen den Aufnahmeelementen und dem Sitzelement gewährleistet. Insbesondere wenn das Gewebematerial Naturfasern wie Leinenfasern aufweist, ist es besonders bevorzugt, dass Aufnahmeelement aus Polypropylen oder einem Polypropylen aufweisenden Kunststoff, insbesondere durch Anspritzen herzustellen. Dies weist den Vorteil auf, dass geringere Spritztemperaturen erforderlich sind und insofern ein Beschädigen der Naturfasern vermieden ist. Hierbei ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Gewebematte, die in besonderer Ausführungsform auch als „Organoblech“ bezeichnet wird, besonders bevorzugt, da diese Gewebematte aus Faserverbundwerkstoff eine hohe mechanische Leistungsfähigkeit aufweist.
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Bei der thermoplastischen dreidimensionalen Umformung der Gewebematten entstehen Lageveränderungen der Fasern, sodass der Rand der Gewebematte und somit der Rand des Sitzelements ggf. keine glatte Kante aufweist. Es ist daher besonders bevorzugt, an dem Sitzelement ein umlaufendes Randelement vorzugsehen. Das Randelement umgibt hierbei das Sitzelement vorzugsweise vollständig, sodass die Außenkante der Gewebematte von dem Randelement umschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Nachbearbeiten bzw. Glätten der Außenkante der Gewebematte nicht erforderlich ist. Desweiteren ist hierdurch die Steifigkeit des Sattels zusätzlich erhöht. Das Randelement wird vorzugsweise ebenfalls durch Anspritzen an das Sitzelement hergestellt, wobei das Randelement in besonders bevorzugte Ausführungsform wiederrum einen geeigneten Kunststoff aufweist, der sich mit dem in der Gewebematte vorhandenen Kunststoff gut verbindet. Hierbei kann entsprechend der Aufnahmeelemente ein Haftvermittler vorgesehen sein oder das Randelement entsprechend dem Aufnahmeelement aus einem Polyamid und/oder Polypropylen bestehen. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass die Aufnahmeelemente in das Randelement integriert sind. Insbesondere sind die Aufnahmeelemente zusammen mit dem Randelement hergestellt, d.h. gemeinsam an das Sitzelement angespritzt. Hierdurch ist der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht und eine sichere Verbindung zwischen den Aufnahmeelementen und dem Randelement gewährleistet, da es sich insbesondere um ein gemeinsames Teil handelt.
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Die Materialwahl der Gewebematte sowie des das Rahmenelement ausbildenden Kunststoffmaterials erfolgt hierbei derart, dass das Rahmenmaterial eine Spritztemperatur aufweist, bei der das Gewebematerial nicht aufgeschmolzen wird. Ein geringfügiges Anschmelzen des Gewebematerials zur Verbesserung der Verbindung ist jedoch bevorzugt.
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Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens, das insbesondere zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Fahrradsattels dient, wird eine das Sitzelement ausbildende Gewebematte aus Faserverbundwerkstoff erwärmt. Die Gewebematte weist in bevorzugter Ausführungsform die vorstehend definierten Fasern sowie das die Fasern umgebende Kunststoffmaterial auf. Nach dem Erwärmen der Gewebematte, insbesondere auf ihre thermoplastische Verformungstemperatur wird diese in eine Spritzgussform eingelegt. Hierbei kann das Erwärmen vor dem Einlegen in die Spritzgussform oder nach dem Einlegen in die Spritzgussform erfolgen, sodass das Erwärmen der Gewebematte durch die Spritzgussform selbst erfolgt. Selbstverständlich lassen sich diese beiden Erwärmungsmöglichkeiten auch miteinander kombinieren. Im nächsten Schritt wird die Spritzgussform geschlossen, wobei zusätzlich bspw. noch Schieber eingesetzt bzw. justiert werden, die ggf. zur Ausgestaltung der Aufnahmeelemente erforderlich sind. Sodann erfolgt ein Anspritzen der Aufnahmeelemente an das Sitzelement. Die Aufnahmeelemente weisen wiederum das vorstehend anhand des Fahrradsattels bevorzugt beschriebene Material auf.
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Gegebenenfalls kann zur guten Verbindung der Aufnahmeelemente an der Gewebematte ein Haftvermittler aufgebracht werden, wobei es bevorzugt ist, dass das Aufbringen eines Haftvermittlers und somit ein zusätzlicher Arbeitsschritt vermieden wird, da aufgrund der Materialauswahl bereits eine gute Verbindung realisiert werden kann.
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Vor dem Erwärmen oder zumindest vor dem Einlegen der Gewebematte in die Spritzgussform erfolgt vorzugsweise ein Herstellen der Außenkontur bspw. durch Stanzen oder Schneiden.
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Da es in besonders bevorzugter Ausführungsform bevorzugt ist, ein umlaufendes Randelement, insbesondere aus dem vorstehend beschriebenen Material vorzusehen, ist die Außenkontur der Gewebematte vorzugsweise in das Randelement integriert. Es ist insofern bevorzugt, dass die Außenkontur der Gewebematte etwas kleiner als die Außenkontur des fertigen Sattels ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die gesamte Außenkontur der Gewebematte durch das Randelement umgeben ist und keine eine glatte Außenkontur beeinträchtigenden Fasern vorstehen.
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Die Rahmenelemente werden vorzugsweise zusammen mit den Aufnahmeelementen angespritzt, wobei es sich bei den Aufnahmeelementen und dem Rahmenelement vorzugsweise um ein Bauteil handelt. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden ferner zusätzlich Versteifungsrippen an das Sitzelement angespritzt. Das Anspritzen der Versteifungsrippen, die vorzugsweise ebenfalls aus demselben Material wie das Rahmenelement und die Aufnahmeelemente sind, erfolgt vorzugsweise in einem Herstellungsschritt.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Materialzufuhr zu den Aufnahmeelementen und dem vorgesehenen Rahmenelement über das Rahmenelement. Die Zufuhr des Spritzgussmaterials erfolgt somit zu dem Rahmenelement und dann von dort durch die entsprechenden in der Spritzgussform vorgesehenen Kanäle in die das Randelement und/oder die die Aufnahmeelemente ausbildenden Bereiche. Hierbei können entsprechende Bereiche der Spritzgussform erwärmt werden, um ein zuverlässiges Fließen des Spritzgussmaterials in die insbesondere weit vom Anspritzpunkt entfernten Bereiche sicherzustellen.
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Da ggf. an dem Bereich der Unterseite des Sattels Schieber zur Ausgestaltung von Hinterschnitten bei den Aufnahmeelementen angeordnet sind und diese ggf. gewärmt werden müssen, ist es besonders bevorzugt die Materialzufuhr von der gegenüberliegenden Seite, d.h. der Oberseite des Sattels vorzunehmen. Das Spritzgussmaterial wird somit durch die Gewebematte hindurch gespritzt. Insbesondere erfolgt das Zuführen des Materials somit durch die Gewebematte zu dem Rahmenelement, von denen es sodann in die entsprechenden Bereiche der Spritzgussform gelangt.
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Nachfolgend wir die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Unteransicht des erfindungsgemäßen Fahrradsattels und
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2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1.
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Der erfindungsgemäße Fahrradsattel bei dem es sich insbesondere um einen Sport-Fahrradsattel mit geringem Gewicht und hoher Eigenflexibilität handelt, weist ein aus einer Gewebematte aus Faserverbundwerkstoff wie Organoblech hergestelltes Sitzelement 10 auf. An einer Unterseite 12 des Sitzelements 10 sind, bezogen auf eine Fahrtrichtung 14, im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem hinteren Bereich 18 zwei Aufnahmeelemente 20 angeordnet. In einem vorderen Bereich 22 ist ein weiteres Aufnahmeelement 24 angeordnet. Die Aufnahmeelemente 20, 24 sind mit der Gewebematte 10 durch Anspritzen verbunden. Die Aufnahmeelemente weisen zur Aufnahme eines nicht dargestellten Sattelgestells Aufnahmeöffnungen 26, 28 auf.
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In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist zusammen mit den Aufnahmeelementen 20, 24 ein umlaufendes Randelement 30 an die Gewebematte bzw. das Sitzelement 10 angespritzt. Die Aufnahmeelemente 20, 24 sowie das Randelement 30 sind hierbei vorzugsweise aus demselben Material hergestellt und gemeinsam angespritzt.
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Wie in einem zur Verdeutlichung in 1 dargestellten Ausbruch 42 ersichtlich weist die Gewebematte eine Faserstruktur auf, wobei es sich insbesondere um ein Geflecht an Fasern handelt.
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Wie insbesondere aus der in 2 dargestellten Schnittansicht ersichtlich ist, sind die Rahmenelemente 30 an einer Unterseite 12 der Gewebematte angeordnet. In besonders bevorzugter Ausführungsform erfolgt das Zuführen des Spritzgussmaterials zur Ausbildung des Randelements 30 und der Aufnahmeelemente 20, 24 durch die Gewebematte 10 hindurch (Pfeile 44). Ausgehend von der Materialzufuhr wird dieses sodann in die entsprechenden Kanäle der Spritzgussform zur Ausgestaltung des Randelements 30 und der Aufnahmeelemente 20, 24 gedrückt. Hierbei können einzelne Bereiche erwärmt sein um ein zuverlässiges Fließen und ein vollständiges Ausfüllen der Spritzgussform mit Material zu gewährleisten. Dies ist insbesondere in den weit vom Anspritzpunkt 44 entfernten Bereichen, wie bspw. den Aufnahmeelementen 20, 24 erforderlich.
