DE102013204556A1

DE102013204556A1 - Fahrrad mit integrierter Kabelführung

Info

Publication number: DE102013204556A1
Application number: DE102013204556A
Authority: DE
Inventors: Jan Talavasek; Amber R. Lucas; Ian Hamilton; Robert F. Meyer; Markus Spenninger; Holger Krauss
Original assignee: Specialized Bicycle Components Inc
Current assignee: Specialized Bicycle Components Holding Co Inc
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-09-19
Also published as: TW201343474A; US8727367B2; TWI675780B; US20130241169A1

Abstract

Ein Fahrrad mit einem Rahmen, der ein längliches hohles Rahmenelement aufweist, einer Gabel, die mit dem Rahmen drehbar gekoppelt ist, einem Rad, das mit der Gabel drehbar gekoppelt ist, und einer Lenkstange, die mit der Gabel gekoppelt ist, zum Lenken des Rades. Der Rahmen weist eine innere Oberfläche auf, die eine Längsnut mit einer Nutbreite definiert. Das Fahrrad umfasst auch ein Kabel, das in der Längsnut angeordnet ist und das eine Kabelbreite aufweist, die geringer ist als die Nutbreite.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrräder und insbesondere auf Fahrräder mit einem Elektromotor und einer Batterie.
Fahrräder weisen gewöhnlich einen Hauptrahmen und eine Frontgabel auf, die schwenkbar am Hauptrahmen befestigt ist. Der Hauptrahmen umfasst typischerweise ein Oberrohr, ein Unterrohr, ein Sitzrohr und eine Hinterradhalterung zum Aufnehmen einer Hinterradachse. Die Frontgabel umfasst typischerweise eine Vorderradhalterung zum Aufnehmen einer Vorderradachse. Eine Lenksteuerung des Fahrrades ist durch eine Lenkstange vorgesehen, die gewöhnlich an der Frontgabel über einen Lenkstangenschaft befestigt ist. Einige Fahrräder umfassen auch eine Leistungsquelle wie z. B. eine Batterie, um Leistung zu Komponenten am Fahrrad zu liefern und in einigen Fällen eine Triebkraft für das Fahrrad vorzusehen.
Viele Fahrräder umfassen Kabel zum Fernbedienen von bestimmten Vorrichtungen an den Fahrrädern. Schaltkabel und ein Bremskabel erleichtern beispielsweise das Schalten von Gängen bzw. Betätigen von Bremsen unter Verwendung von Aktuatoren (z. B. Schalthebeln und Bremshebeln) an den Lenkstangen. Solche ”Kabel” können irgendeiner von einer Vielfalt von Bewegungsübertragungsmechanismen sein, wie z. B. eine geflochtene Litze (häufig innerhalb eines Kabelgehäuses gleitfähig), oder hydraulische Schläuche, die die Verwendung von Hydraulikdruck ermöglichen, um die Vorrichtungen zu steuern.
Außerdem können elektrische Kabel verwendet werden, um Leistung und Steuersignale am Fahrrad zu übertragen. Leistung kann beispielsweise von einer Batterie zu einer angetriebenen Vorrichtung (z. B. Lampen, Radcomputer und Elektromotoren) geliefert werden und Steuersignale können zu gesteuerten Vorrichtungen (z. B. elektronischen Kettenwechslern) übertragen werden.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrrad mit einem Rahmen, der ein längliches hohles Rahmenelement aufweist, einer Gabel, die mit dem Rahmen drehbar gekoppelt ist, einem Rad, das mit der Gabel drehbar gekoppelt ist, und einer Lenkstange, die mit der Gabel gekoppelt ist, zum Lenken des Rades. Der Rahmen weist eine innere Oberfläche auf, die eine Längsnut mit einer Nutbreite definiert. Das Fahrrad umfasst auch ein Kabel, das in der Längsnut angeordnet ist und das eine Kabelbreite aufweist, die geringer ist als die Nutbreite.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrrad mit einem Rahmen mit einem länglichen Rahmenelement, das mit einer Tretlagerhülle gekoppelt ist. Eine äußere Oberfläche des Rahmenelements definiert eine Längsnut und der Rahmen umfasst ferner einen Kanal, der einen Weg von einer Außenseite des Rahmens zu einem Inneren der Tretlagerhülle schafft. Das Fahrrad umfasst auch eine Gabel, die mit dem Rahmen drehbar gekoppelt ist, ein Rad, das mit der Gabel drehbar gekoppelt ist, und eine Lenkstange, die mit der Gabel gekoppelt ist, zum Lenken des Rades. Ein Kabel ist in der Längsnut angeordnet und erstreckt sich durch den Kanal und in das Innere der Tretlagerhülle.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrrad mit einem Rahmen, der eine Tretlagerhülle mit einer Zugangsöffnung aufweist, und einem Rad, das den Rahmen abstützt. Das Fahrrad umfasst auch ein Kabel, das innerhalb der Tretlagerhülle angeordnet ist, und eine Tür, die lösbar an der Tretlagerhülle befestigt ist und die Zugangsöffnung bedeckt.
Weitere Aspekte der Erfindung werden durch Betrachtung der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrades mit einem Rahmen, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Rahmens mit einem Unterrohr, einer Tretlagerhülle und einem Batteriesatz.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Unterrohrs, des Batteriesatzes, der Tretlagerhülle, einer Aufnahme und eines Verriegelungsmechanismus in auseinandergezogener Anordnung.
4 ist eine perspektivische Rückansicht der Tretlagerhülle mit entfernten Kettenstreben.
5 ist eine untere perspektivische Ansicht der Tretlagerhülle mit einer Zugangsöffnung und einer Tür in auseinandergezogener Anordnung.
6 ist eine Schnittansicht des Unterrohrs entlang der Linie 6-6 in 3.
7a ist eine Schnittansicht des Rahmens entlang der Linie 7-7 in 2.
7b ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Rahmens, der in 7a dargestellt ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterseite des Äußeren des Unterrohrs, die eine äußere Kabelnut darstellt.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Inneren des Unterrohrs, die innere Kabelnuten darstellt.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines oberen Bereichs des Unterrohrs, wobei der Batteriesatz entfernt ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines oberen Endes des Batteriesatzes.
12 ist eine Seitenansicht des oberen Endes des Batteriesatzes von 11.
13 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts des Rahmenabschnitts entlang der Linie 13-13 in 2.
14 ist eine perspektivische Ansicht eines unteren Endes des Batteriesatzes.
15 ist eine Seitenansicht des unteren Endes des Batteriesatzes.
16 ist eine perspektivische Ansicht eines unteren Endes des Rahmens, wobei der Batteriesatz entfernt ist.
17 ist eine perspektivische Ansicht des Verriegelungsmechanismus.
18 ist eine Schnittansicht durch einen federvorbelasteten Riegel des Verriegelungsmechanismus von 17.
19 ist eine Schnittansicht eines unteren Teils des Rahmens entlang der Linie 19-19 von 2.
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen erläutert werden, soll selbstverständlich sein, dass die Erfindung nicht in ihrer Anwendung auf die Details der Konstruktion und der Anordnung von Komponenten, die in der folgenden Beschreibung dargelegt sind oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind, begrenzt ist. Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen und dazu, dass sie in verschiedenen Weisen praktiziert oder ausgeführt wird, in der Lage.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Fahrrad 10, das ein Vorderrad 15, ein Hinterrad 20, das eine zentrale Ebene 22 des Fahrrades 10 definiert, und einen Rahmen 25 umfasst. Der Rahmen 25 weist ein Steuerrohr 30 und eine Frontgabel 35 auf, die durch das Steuerrohr 30 drehbar abgestützt ist und die das Vorderrad 15 am Rahmen 25 befestigt. Eine Lenkstangenanordnung 40 ist mit dem Steuerrohr 30 gekoppelt und ist an der Frontgabel 35 durch eine Schaftanordnung 45 befestigt, so dass die Bewegung der Lenkstangenanordnung 40 zu einer Bewegung der Schaftanordnung 45 und der Gabel 35 führt.
Mit Bezug auf 1 und 2 weist der Rahmen 25 auch ein Oberrohr 50, das mit dem Steuerrohr 30 verbunden ist und sich von diesem nach hinten erstreckt, und ein Unterrohr 55, das mit dem Steuerrohr 30 unter dem Oberrohr 50 verbunden ist und sich im Allgemeinen nach unten in Richtung eines Tretlagergehäuses oder einer Tretlagerhülle 60 des Rahmens 25 erstreckt und damit verbunden ist, auf. Ein Sitzrohr 65 erstreckt sich von der Tretlagerhülle 60 nach oben und ist mit dem Oberrohr 50 verbunden und ein Sitz 70 ist durch das Sitzrohr 65 abgestützt.
Wie in 1–3 gezeigt, ist das Unterrohr 55 am Steuerrohr 30 durch ein Verbindungsrohr 75 befestigt, das zwischen dem Steuerrohr 30 und einem Unterrohr 55 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist ein Ende des Verbindungsrohrs 75 so geformt, dass es der Kontur des Steuerrohrs 30 entspricht, und das andere Ende des Verbindungsrohrs 75 liegt am Unterrohr 55 an. Das Verbindungsrohr 75 ist an das Steuerrohr 30 und das Unterrohr 55 geschweißt, um das Unterrohr 55 starr am Steuerrohr 30 zu befestigen. Das dargestellte Verbindungsrohr 75 weist auch Kabelkanäle 80 auf, die mit beiden Seiten des Verbindungsrohrs 75 gekoppelt sind. Das Verbindungsrohr 75 kann unter Verwendung eines Hydroformprozesses oder anderer geeigneter Herstellungsprozesse ausgebildet werden.
Mit Bezug auf 1–5 und 18 liegt die Tretlagerhülle 60 am Unterrohr 55 an und ist an dieses geschweißt. Die Tretlagerhülle 60 befestigt auch das Sitzrohr 65 und Kettenstreben 85 am Rest des Rahmens 25. Die Tretlagerhülle 60 weist eine Fahrradständerhalterung 90 und Tretlagerhalterungen 95 auf, die ein Tretlager 100 (1) abstützen, um einen Antriebsstrang 105 am Fahrrad 10 zu befestigen. Die Tretlagerhülle 60 wird aus Aluminium durch Gießen ausgebildet, obwohl die Hülle 60 aus einem anderen Material (und durch einen geeigneten Herstellungsprozess) ausgebildet werden kann.
Der Antriebsstrang 105 umfasst einen Kurbelsatz 110, der drehbar am Tretlager 100 angebracht ist. Wie in 1 gezeigt, stützt der Kurbelsatz 110 Pedale 115 ab, die von einem Fahrer in Anspruch genommen werden können, um eine Triebkraft für das Fahrrad 10 bereitzustellen. Der Antriebsstrang 105 umfasst auch einen Kettenumwerfer 120, der eine Kette 125 zwischen verschiedenen Kettenkränzen 130 (einer gezeigt) verschiebt. Der Kettenumwerfer 120 wird durch eine Frontschaltsteuereinheit 135 an der Lenkstangenanordnung 40 betätigt. Mehrere hintere Zahnräder 140 sind am Hinterrad 20 angebracht und sind mit dem Kurbelsatz 110 durch die Kette 125 verbunden. Ein Schaltwerk 145 verschiebt die Kette 125 zwischen verschiedenen hinteren Zahnrädern 140 und wird durch eine Rückseitenschaltsteuereinheit 150 an der Lenkstangenanordnung 40 betätigt.
6–9 zeigen, dass das Unterrohr 55 eine äußere Oberfläche 155, die eine äußere Kabelnut 160 definiert, und eine konkave innere Oberfläche 165, die mehrere innere Kabelnuten 170 definiert, aufweist. Wie in 6 dargestellt, ist die äußere Kabelnut 160 in eine Wand des Unterrohrs 55 vertieft und erstreckt sich longitudinal entlang der Unterseite des Unterrohrs 55. Mit Bezug auf 4 und 5 ist die äußere Kabelnut 160 im Querschnitt bogenförmig und ist entlang der Unterseite des Unterrohrs 55 zentriert.
Mit Rückbezug auf 6–9 sind die inneren Kabelnuten 170 seitlich relativ zueinander beabstandet und sind in die Wand des Unterrohrs 55 vertieft. Wie dargestellt, weist das Unterrohr 55 vier innere Kabelnuten 170a-d auf, die im Querschnitt bogenförmig sind und sich longitudinal entlang des Unterrohrs 55 erstrecken. Eine erste innere Nut 170a ist seitlich relativ zur vertikalen zentralen Ebene 22 beabstandet und weist eine erste Nutbreite W1 und eine erste Mündung 175 auf, die geringfügig schmäler ist als die erste Nutbreite W1. Eine zweite innere Nut 170b ist symmetrisch gegenüber der ersten inneren Nut 170a um die zentrale Ebene 22 angeordnet. Die zweite innere Nut 170b weist eine zweite Nutbreite W2 und eine zweite Mündung 180 auf, die geringfügig schmäler ist als die zweite Nutbreite W2. Wie dargestellt, sind die erste und die zweite Nutbreite W1, W2 ungefähr gleich, obwohl sich die Breiten unterscheiden können.
Eine dritte innere Nut 170c ist seitlich einwärts relativ zur ersten inneren Nut 170a auf einer Seite der zentralen Ebene 22 beabstandet. Die dritte innere Nut 170c weist eine dritte Nutbreite W3 und eine dritte Mündung 185 auf, die geringfügig schmäler ist als die dritte Nutbreite W3. Eine vierte innere Nut 170d ist seitlich einwärts relativ zur zweiten inneren Nut 170b symmetrisch gegenüber der dritten inneren Nut 170c (d. h. auf der anderen Seite der zentralen Ebene 22) beabstandet. Die vierte innere Nut 170d weist eine vierte Nutbreite W4 und eine vierte Mündung 190 auf, die geringfügig schmäler ist als die vierte Nutbreite W4. Wie dargestellt, sind die dritte und die vierte Nutbreite W3, W4 ungefähr gleich und größer als die erste und die zweite Nutbreite W1, W2, obwohl sich die Breiten zwischen den Nuten 90 unterscheiden können.
Mit Bezug auf 1 umfasst das Fahrrad 10 auch eine Front- und eine Rückseitenbremssteuereinheit 195, 200, die an der Lenkstangenanordnung 40 befestigt sind (wie dargestellt, ist die Frontbremssteuereinheit 195 direkt hinter der Rückseitenbremssteuereinheit 200 in 1 angeordnet). Wahlweise kann jede Bremssteuereinheit 195, 200 einen Schalter (nicht dargestellt) umfassen, der geschlossen wird, wenn die Bremssteuereinheit 195, 200 betätigt wird. Die Frontbremssteuereinheit 195 ist mit einer Frontbremse 205 durch ein Frontbremskabel 210 verbunden und ist direkt zur Frontbremse 205 entlang (z. B. durch oder neben) des Steuerrohrs 30 und der Gabel 35 geführt.
Die Rückseitenbremssteuereinheit 200 ist mit einer Rückseitenbremse 215 durch ein Rückseitenbremskabel 220 verbunden. Das Rückseitenbremskabel 220 erstreckt sich von der Lenkstangenanordnung 40 und entlang der Unterseite des Unterrohrs 55 innerhalb der äußeren Kabelnut 160. Das Rückseitenbremskabel 220 wird mit dem Unterrohr 55 aufgrund dessen, dass die Öffnung der Nut 85 geringfügig schmäler ist als die Breite des Kabels 95, in Eingriff gehalten. Wie in 13 und 19 gezeigt, sind auch Anschraubklemmen 225 am Unterrohr 55 befestigt, um das Rückseitenbremskabel 220 in der äußeren Kabelnut 160 zu halten.
Wie dargestellt, ist das Rückseitenbremskabel 220 ein hydraulisches Bremskabel, das die Steuerung der Rückseitenbremse 215 unterstützt und innerhalb der äußeren Kabelnut 160 geführt ist, um unter anderem einen Bruch während der Montage des Fahrrades 10 zu vermeiden. In einigen Fällen kann die äußere Nut 160 Kabel für andere Fahrradkomponenten abstützen. Ferner kann die Größe (z. B. Breite, Tiefe, Durchmesser) der äußeren Kabelnut 160 in Abhängigkeit von der Größe des in der Nut 160 geführten Kabels variieren.
Mit Bezug auf 3–5 und 19 definieren das Unterrohr 55 und die Tretlagerhülle 60 gemeinsam eine Eintrittsöffnung 230 an der Verbindungsstelle zwischen dem Unterrohr 55 und der Tretlagerhülle 60, so dass das Rückseitenbremskabel 220 von der Außenseite des Unterrohrs 55 in das Innere der Tretlagerhülle 60 geführt werden kann. Mit anderen Worten, die Eintrittsöffnung 230 schafft einen Weg für das Rückseitenbremskabel 220 von der Außenseite des Unterrohrs 55 in das Innere der Tretlagerhülle 60. Wie in 5 gezeigt, weist die Tretlagerhülle 60 eine Zugangsöffnung 235 auf, die entlang der Unterseite der Tretlagerhülle 60 angeordnet ist. Die Zugangsöffnung 235 schafft einen Zugang zum Inneren der Tretlagerhülle 60, so dass das Rückseitenbremskabel 220 leicht durch die Hülle 60 und eine der Kettenstreben 85 geführt werden kann. Eine Tür 240 ist lösbar (z. B. über Befestigungsvorrichtungen, eine Schnappverbindungsanordnung usw.) an der Tretlagerhülle 60 befestigt, um die Zugangsöffnung 235 zu bedecken.
Mit fortgesetztem Bezug auf 1 und 6–9 ist die Frontschaltsteuereinheit 135 (z. B. elektrisch oder mechanisch) mit dem Kettenumwerfer 120 durch ein erstes Schaltkabel 245 verbunden und die Rückseitenschaltsteuereinheit 150 ist (z. B. elektrisch oder mechanisch) mit dem Schaltwerk 145 durch ein zweites Schaltkabel 250 verbunden. Wie dargestellt, ist das erste Schaltkabel 245 von der Frontschaltsteuereinheit 135 an der Lenkstangenanordnung 40 durch einen der Kabelkanäle 80 im Verbindungsrohr 75 geführt und ist entlang des Inneren des Unterrohrs 55 innerhalb der ersten inneren Nut 170a in Richtung des Tretlagergehäuses 60 gelenkt. Das Tretlagergehäuse 60 weist eine Austrittsöffnung 255 auf, die einen Weg vom Inneren der Hülle 60 in Richtung des Orts des Kettenumwerfers 120 am Sitzrohr 65 schafft. Eine Kabelführung 260 ist in der Austrittsöffnung 255 angeordnet, um das erste Schaltkabel 245 von der Tretlagerhülle 60 nach oben entlang des Sitzrohrs 65 in Richtung des Kettenumwerfers 120 zu führen.
Das zweite Schaltkabel 250 ist von der Rückseitenschaltsteuereinheit 150 an der Lenkstangenanordnung 40 durch einen weiteren Kabelkanal 80 im Verbindungsrohr 75 geführt. Das zweite Schaltkabel 250 ist entlang des Inneren des Unterrohrs 55 innerhalb der zweiten inneren Nut 170b in Richtung des Tretlagergehäuses 60 gelenkt. Das zweite Schaltkabel 250 erstreckt sich durch die Tretlagerhülle 60 und in einer der Kettenstreben 85 zum Schaltwerk 145. Das erste und das zweite Schaltkabel 245, 250 können durch das Innere der Tretlagerhülle 60 unter Verwendung der Zugangsöffnung 235 gelenkt werden.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrrad 10 auch ein Lampenkabel 265, das mit einer Lampe 270 verbunden ist, die an der Lenkstangenanordnung 40 angebracht ist. Die Lampe 270 kann mit einer elektrischen Schaltung (nicht dargestellt) des Fahrrades 10 integriert sein oder als eigenständige Komponente vorgesehen sein. Mit Bezug auf 7a, 7b und 9 ist, wenn die Lampe 270 in die elektrische Schaltung des Fahrrades 10 integriert ist, das Lampenkabel 265 von der Lenkstangenanordnung 40 durch einen dritten Kabelkanal 80 geführt und ist entlang des Inneren des Unterrohrs 55 innerhalb der dritten inneren Nut 170c zu einer zentralen Leistungsquelle und Steuereinheit gelenkt, die am Fahrrad 10 angeordnet ist, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben. Wie in 7b dargestellt, weist das Lampenkabel 265 eine Kabelbreite C1 auf, die geringer ist als die dritte Nutbreite W3.
Mit fortgesetztem Bezug auf 1, 7a, 7b und 9 umfasst das Fahrrad 10 ein Buskabel 275, das eine oder mehrere am Fahrrad angebrachte elektrische oder elektromechanische Komponenten (z. B. die Front- und Rückseitenschaltsteuereinheit 135, 150, die Front- oder Rückseitenbremssteuereinheit 195, 200, die Lampe, eine Fernbedienung 280, die an der Lenkstangenanordnung 40 oder der Schaftanordnung 45 befestigt ist, einen Computer oder eine Datenanzeige und/oder andere elektrische oder elektromechanische Vorrichtungen wie z. B. eine ANT+-Vorrichtung, eine USB-Vorrichtung usw.) mit der Fahrradleistungsquelle und -steuereinheit verbindet. Das Buskabel 275 ist von der Lenkstangenanordnung 40 durch einen vierten Kabelkanal 80 geführt und ist dann entlang des Inneren des Unterrohrs 55 innerhalb der vierten inneren Nut 170d gelenkt.
Obwohl das Fahrrad 10 im Hinblick auf die äußeren und inneren Kabel 220, 245, 250, 265, 275, die in entsprechenden Nuten 85, 90 geführt sind, im Einzelnen beschrieben wird, können andere Kabel entlang des Unterrohrs 55 zusätzlich zu oder anstelle der hier beschriebenen Kabel geführt werden. Wie in 3, 7a, 7b und 10 dargestellt, ist eine Abdeckung 285 an der inneren Oberfläche 165 des Unterrohrs 55 angebracht, um eine Barriere zwischen den im Inneren geführten Kabeln 245, 250, 265, 275 und dem Inneren des Unterrohrs 55 zu schaffen. Insbesondere ist die Abdeckung 285 über den inneren Kabelnuten 170 angeordnet, um die inneren Kabel 245, 250, 265, 275 in der Position zu halten und die Kabel 245, 250, 265, 275 unter anderem vor Trümmern und Abrieb zu schützen. 7a und 7b zeigen, dass die Abdeckung 285 gekrümmt ist, um sie an die konkave innere Oberfläche 165 des Unterrohrs 55 anzupassen.
Mit fortgesetztem Bezug auf 7a und 7b umfasst die Abdeckung 285 einen Vorsprung 290, der einen halbmondförmigen Querschnitt aufweist und der bemessen ist, um in die dritte innere Nut 170c einzuschnappen, um die Abdeckung 285 in der Position entlang der unteren Wand des Unterrohrs 55 zu halten. Der Vorsprung 290 kapselt auch einen Abschnitt des Lampenkabels 265 ein oder umgibt diesen und hält das Kabel 265 an der Stelle innerhalb der dritten Kabelnut, da die Kabelbreite C1 des Lampenkabels 265 kleiner ist als die dritte Nutbreite W3. In dieser Weise nimmt die dritte innere Nut 170c das dritte Kabel auf und befestigt die Abdeckung am Unterrohr 55.
Mit Bezug auf 2, 3, 7a, 9 und 11–15 umfasst das Fahrrad 10 auch ein Ladeanschlussgehäuse oder eine Ladeanschlussaufnahme 295 und einen Batteriesatz 300, die innerhalb des Unterrohrs 55 angeordnet sind, und einen Verriegelungsmechanismus 305, der innerhalb der Tretlagerhülle 60 und in Verbindung mit der Aufnahme 295 angeordnet ist. Die Aufnahme 296 ist benachbart zu einem Vorder- oder obersten Ende des Unterrohrs 55 angeordnet und weist ein äußeres Profil auf, das dem inneren Profil des Unterrohrs 55 entspricht. Die dargestellte Aufnahme 295 ist an der Stelle innerhalb des Unterrohrs 55 durch eine Befestigungsvorrichtung 310 (z. B. eine Montageschraube) befestigt, die mit einem Loch 315 in der Seite der Aufnahme 295 in Eingriff steht.
Die Aufnahme 295 stützt die elektrischen Verbindungen zwischen dem Ladeanschluss 335 und dem Batteriesatz 300 ab. 9, 10 und 13 zeigen, dass die Aufnahme 295 einen axial ausgerichteten vertieften Bereich oder eine verjüngte Fassung 320 umfasst, die mit dem Batteriesatz 300 in Eingriff gebracht werden kann. Die verjüngte Fassung 320 weist eine erste Elektronikschnittstelle oder ein Leistungsverbindungselement 325 auf, das innerhalb der verjüngten Fassung 320 zentriert ist. Wie dargestellt, ist das Leistungsverbindungselement 325 durch einen Vorsprung 330 mit elektrischen Kontakten definiert, die nahe dem Zentrum des Vorsprungs 330 liegen. Mit Bezug auf 13 steht das Leistungsverbindungselement 325 mit einem Ladeanschluss 335 in elektrischer Verbindung, der an der Aufnahme 295 gegenüber der Befestigungsvorrichtung 310 befestigt ist. Der Ladeanschluss 335 ist von der Außenseite des Unterrohrs 55 zugänglich und weist eine Buchse 340 auf, die ein Aufladevorrichtungskabel (nicht dargestellt) aufnimmt. Der Ladeanschluss 335 ist mit dem Batteriesatz 300 über das Leistungsverbindungselement 325 elektrisch verbunden. Der dargestellte Ladeanschluss 335 ist ein elektrisches Verbindungselement vom Stifttyp, obwohl andere Typen von elektrischen Verbindungselementen möglich sind. Wie in 1 gezeigt, umschließt eine Ladeanschlussabdeckung 345 den Ladeanschluss 335, um ihn vor Trümmern, Fluiden und anderem Material zu schützen, dem das Unterrohr 55 ausgesetzt sein kann.
Der Batteriesatz 300 fungiert als Leistungsquelle und Steuereinheit für das Fahrrad 10. Mit Bezug auf 2, 3 und 7a ist der Batteriesatz 300 in einer Kammer 350 im Unterrohr 55 angeordnet, obwohl der Batteriesatz 300 in einem anderen röhrenförmigen Rahmenelement (z. B. dem Oberrohr 50, dem Sitzrohr 65 usw.) in Abhängigkeit vom gewünschten Ort für den Batteriesatz 300 abgestützt sein kann. Der Batteriesatz 300 ist im Unterrohr 55 so angeordnet, dass der Batteriesatz 300 von den Kabeln 245, 250, 265, 275 durch die Abdeckung 285 physikalisch getrennt ist und ferner vom Rückseitenbremskabel 220 durch die Abdeckung 285 und die Wand des Unterrohrs 55 physikalisch getrennt ist. Die Aufnahme 295 steht mit einem oberen Ende der Kammer 350 in Verbindung und ist nahe diesem zugänglich.
Mit Bezug auf 2, 3, 7a und 11–13 definiert der Batteriesatz 300 eine Längsachse 355 und umfasst eine Hülle oder ein Gehäuse 360, das teilweise in das Unterrohr 55 eingesteckt ist und das sicher eine oder mehrere Batterien 365 über einwärts gerichtete Stützelemente 370 abstützt. Insbesondere weist das Gehäuse 360 einen unteren Abschnitt 375, der so ausgebildet ist, dass er in die Kammer 350 passt, und einen oberen Abschnitt 380, der dem äußeren Profil des Unterrohrs 55 entspricht, auf. Wie in 6 dargestellt, ist der untere Abschnitt 375 gekrümmt und weist eine untere konvergierende Seitenoberfläche 385 auf, die mit einer oberen konvergierenden Seitenoberfläche 390 des oberen Abschnitts 380 an longitudinalen Absätzen 395 verbunden ist. Eine Dichtung oder Versiegelung 400 ist mit dem Gehäuse 360 an den longitudinalen Absätzen 395 gekoppelt (z. B. um Vibrationen zu dämpfen oder das Eindringen von Trümmern, Fluiden oder von anderem Material in die Kammer 350 zu verhindern). Der Batteriesatz 300 ist in das Unterrohr 55 vertieft, so dass die longitudinalen Absätze 395 an der Kante der Kammer 350 anliegen und so angeordnet sind, dass das Gehäuse 360 sichtbar in das Unterrohr 55 übergeht.
Wie in 15 dargestellt, umfasst das Gehäuse 360 Flaschenhalterbefestigungen 405, die an der freiliegenden oberen Oberfläche 305 befestigt sind. Mit Bezug auf 1–3 und 15 ist ein Flaschenhalter 410 am Batteriesatz 300 durch Befestigungsvorrichtungen 415 angebracht, die mit Gewindeöffnungen 420 in den Halterbefestigungen 320 in Eingriff stehen.
3 und 11–13 zeigen, dass der Batteriesatz 300 auch eine angetriebene Endkappe 425, die mit dem oberen Ende des Gehäuses 360 gekoppelt ist, und einen Ein/Aus- oder Leistungsschalter 430, der benachbart zur Endkappe 340 angeordnet ist und damit elektrisch verbunden ist, aufweist. Der Leistungsschalter 430 kann entweder strukturell an der Endkappe 340 befestigt sein oder als separate Komponente am Batteriesatz 300 vorgesehen sein. Der dargestellte Leistungsschalter 430 umfasst eine Benutzerschnittstelle oder einen Bildschirm 435, um Informationen (z. B. den Ladungszustand der Batterien 365) an einen Benutzer zu übermitteln.
Die angetriebene Endkappe 425 weist einen verjüngten Vorsprung 440 und eine zweite Elektronikschnittstelle oder ein Batterieverbindungselement 445 auf, das an einem Ende des verjüngten Vorsprungs 440 angeordnet ist. Wie dargestellt, weist das Batterieverdingungselement 445 eine Aussparung 450 mit elektrischen Kontakten auf, die nahe dem Zentrum der Aussparung 450 angeordnet sind. Wenn der Batteriesatz 300 im Unterrohr 55 angeordnet ist, ist der verjüngte Vorsprung 440 innerhalb der verjüngten Fassung 320 der Aufnahme 295 angeordnet, so dass der Vorsprung 330 mit der Aussparung 450 in Eingriff steht, um die Aufnahme 295 und den Batteriesatz 300 elektrisch zu verbinden. Das Leistungsverbindungselement 325 ist mit dem Batterieverbindungselement 445 aufgrund der Schnittstelle zwischen der Aufnahme 295 und dem Batteriesatz 300 und der Entfernbarkeit des Batteriesatzes 300 vom Unterrohr 55 lösbar gekoppelt.
Mit Bezug auf 12 und 13 ist ein seitlicher Absatz 455 zwischen der oberen konvergierenden Seitenoberfläche 390 des Gehäuses 360 und dem verjüngten Vorsprung 440 angeordnet. Der Vorsprung 355 ist im Wesentlichen rundkantenförmig und ist teilweise durch eine kontinuierlich verjüngte Oberfläche 460 definiert. Die verjüngte Oberfläche 460 weist eine konische Verjüngung benachbart zum oberen Abschnitt 380 des Gehäuses 360 und eine gekrümmte Verjüngung entgegengesetzt zur konischen Verjüngung (benachbart zum unteren Abschnitt 375 des Gehäuses 360) auf. Insbesondere ist die konische Verjüngung der verjüngten Oberfläche 460 im seitlichen Querschnitt (d. h. über die oder senkrecht zur Längsachse 355) gekrümmt und ist im longitudinalen Querschnitt (d. h. entlang der Längsachse 355) planar oder gerade. Wie dargestellt, erstreckt sich die konische Verjüngung der verjüngten Oberfläche 460 vom Vorderende der angetriebenen Endkappe 425 in Richtung des Gehäuses 360 und liegt am seitlichen Absatz 455 an. Die gekrümmte Verjüngung ist sowohl im seitlichen Querschnitt als auch im longitudinalen Querschnitt gekrümmt und ist mit der unteren konvergierenden Seitenoberfläche 385 des Gehäuses 360 im Wesentlichen bündig.
14 und 19 zeigen ein Hinterende des Batteriesatzes 300, das eine Befestigungsendkappe 465 umfasst, die das untere Ende des Gehäuses 360 umschließt. Wie dargestellt, weist die Befestigungsendkappe 465 eine Endoberfläche 470, die zur Längsachse 355 schräg ist, und eine Aussparung oder Öffnung 475 in der Endoberfläche 470, die mit dem Verriegelungsmechanismus 305 in Eingriff gebracht werden kann, um den Batteriesatz 300 im Unterrohr 55 zu befestigen, auf.
Mit Bezug auf 3 und 16–19 ist der Verriegelungsmechanismus 305 in der Tretlagerhülle 60 angeordnet, so dass der Verriegelungsmechanismus 305 in die Hülle 60 integriert ist. Der Verriegelungsmechanismus 305 ist benachbart zum unteren Ende des Batteriesatzes 300 angeordnet und umfasst ein Gestell 480 mit Gestellschrauben 485, die den Verriegelungsmechanismus 305 starr an Gestellhalterungen innerhalb der Tretlagerhülle 60 befestigen.
Der Verriegelungsmechanismus 305 umfasst auch eine Batteriekontaktplatte 490 und eine Riegelanordnung 495, die an der Tretlagerhülle 60 durch das Gestell 480 befestigt sind. Die Kontaktplatte 490 ist durch den Rahmen 25 abgestützt und ist relativ zu diesem mit der Befestigungsendkappe 465 in Eingriff beweglich, um den Batteriesatz 300 abzustützen. Wie dargestellt, weist die Kontaktplatte 490 eine schräge Kontaktoberfläche 500, die dem Batteriesatz 300 zugewandt ist, und eine nach hinten vorstehende Stütze 505, die mit einer federvorbelasteten Einstellvorrichtung 510 in Eingriff steht, um die Kontaktplatte 490 vorzubelasten, auf. Die Einstellvorrichtung 510 schiebt die Kontaktplatte 490 in Richtung des Unterrohrs 55, so dass, wenn der Batteriesatz 300 in die Kammer 350 eingesetzt wird, die Befestigungsendkappe 465 mit der Kontaktplatte 490 in Eingriff gebracht wird und durch diese geschoben wird. Mit anderen Worten, die Kontaktoberfläche 500 wird mit der Befestigungsendkappe 465 in Kontakt vorbelastet. Die Vorbelastungskraft der Kontaktoberfläche 500 an der Befestigungsendkappe 465 ist unter Verwendung einer Einstellschraube 515, die in die Stütze 505 geschraubt ist, einstellbar. In dieser Weise wird der Batteriesatz 300 in einem gewünschten Ausmaß durch die Kontaktplatte 490 vorbelastet, um die Längsbewegung des Batteriesatzes 300 innerhalb des Unterrohrs 55 zu begrenzen.
16–19 zeigen die Riegelanordnung 495, die durch das Gestell 480 abgestützt ist. Die Riegelanordnung 495 umfasst einen Riegel 520 und einen Schließzylinder 525, der mit dem Riegel 520 in Eingriff steht, um den Batteriesatz 300 relativ zum Rahmen 25 zu verriegeln und zu entriegeln. Der Riegel 520 ist relativ zur Kontaktplatte 490 beweglich und weist eine verriegelte Position, die einem verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus 305 entspricht, und eine entriegelte Position, die einem entriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus 305 entspricht, auf. Der Riegel 520 ist in die verriegelte Position vorbelastet, in der der Riegel 520 durch ein Loch 530 in der Kontaktplatte 490 vorsteht. Der Riegel 520 steht mit der Öffnung 475 in der Befestigungsendkappe 465 in Eingriff, um den Batteriesatz 300 im Rahmen 25 zu befestigen, und umfasst ein Auswärtsendprofil (d. h. konvexes Endprofil), so dass der Batteriesatz 300 im Unterrohr 55 befestigt werden kann, ohne den Verriegelungsmechanismus 305 manuell betätigen zu müssen. In der entriegelten Position ist der Riegel 520 von der Befestigungsendkappe 465 gelöst und ist mit der schrägen Oberfläche 415 der Kontaktplatte 490 im Wesentlichen bündig, so dass der Batteriesatz 300 in das Unterrohr 55 eingesetzt oder davon entfernt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform kann, wenn der Batteriesatz 300 im Unterrohr 55 verriegelt wird, die Bewegung des Riegels 520 von der verriegelten Position in die entriegelte Position nur durch Drehen des Schließzylinders 525, wie nachstehend beschrieben, durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 4 und 16–18 ist der Verriegelungsmechanismus 305 zwischen dem verriegelten Zustand und dem entriegelten Zustand unter Verwendung eines Schlüssels 535 beweglich, der mit dem Schließzylinder 525 in Eingriff steht. Wie in 3 gezeigt, ist der Schließzylinder 525 für einen Benutzer durch eine Öffnung 540 in der Tretlagerhülle 60 zugänglich. Der Schließzylinder 525 umfasst ein Verriegelungsgehäuse 545 und einen Stecker 550, der eine Keilnut 555 mit einem vorbestimmten Profil eines Schlüssels 535 aufweist, so dass, wenn der geeignete Schlüssel 535 in die Keilnut 555 eingefügt wird, der Stecker 550 gedreht werden kann, um einen nockenförmigen Verriegelungshebel 560 zu bewegen. Die Bewegung des Verriegelungshebels 560 betätigt den Riegel 520 zwischen der verriegelten Position und der entriegelten Position.
Das Fahrrad 10 kann auch einen Motor (nicht dargestellt) umfassen, der antreibend mit dem Hinterrad 20 gekoppelt ist, um selektiv eine Triebkraft für das Fahrrad 10 vorzusehen und/oder als Generator für eine elektrische Schaltung (nicht dargestellt) des Fahrrades 10 zu wirken. Der Motor ist mit dem Batteriesatz 300 elektrisch verbunden und wird durch diesen betrieben, der auch als Steuereinheit für den Motor und/oder andere elektrische Zubehörteile am Fahrrad 10 dienen kann.
Nachdem der Rahmen 25 montiert ist, werden die Kabel 220, 245, 250, 265, 275 von der Lenkstangenanordnung 40 durch das Unterrohr 55 geführt und werden durch die Abdeckung 285 eingeschlossen. Die Aufnahme 295 wird im Unterrohr 55 angeordnet über die Befestigungsvorrichtung 310 daran befestigt und der Verriegelungsmechanismus 305 wird im Tretlager 60 angeordnet und über die Gestellschrauben 485 daran befestigt.
Nachdem die Aufnahme 295 am Unterrohr 55 befestigt ist, wird der Batteriesatz 300 am Unterrohr 55 durch Ausrichten der angetriebenen Endkappe 425 auf die verjüngte Fassung 320 befestigt. Mit der so ausgerichteten angetriebenen Endkappe 425 wird der Batteriesatz 300 in die Kammer 350 durch Absenken des unteren Endes des Batteriesatzes 300, während gleichzeitig der Batteriesatz 300 geringfügig nach vorn in Eingriff mit der Aufnahme 295 geschoben wird, eingesteckt. Die Befestigungsendkappe 465 kommt mit der Kontaktplatte 490 in Eingriff, die aufgrund der Vorbelastung an der Kontaktplatte 490 geringfügig nach hinten (in Richtung der Tretlagerhülle 60) geschoben wird. Der Batteriesatz 300 wird beim vollen Einsetzen in die Kammer 350 aufgrund des äußeren Profils des vorbelasteten Riegels 520 automatisch im Unterrohr 55 verriegelt. In Ausführungsformen, die keine automatische Verriegelung des Batteriesatzes 300 im Unterrohr 55 vorsehen, kann der Batteriesatz 300 manuell durch Bewegen des Verriegelungsmechanismus 305 in den verriegelten Zustand unter Verwendung des Schlüssels 535 im Unterrohr 55 verriegelt werden. Da der Batteriesatz 300 fest in das Unterrohr 55 eingesteckt wird, wird der Batteriesatz 300 vor einer Beschädigung entlang der Unterseite des Rahmens 25 durch das Unterrohr 55 geschützt. Der Ladeanschluss 335 kann verwendet werden, um die Batterien 365 ohne Entnehmen des Batteriesatzes 300 aus dem Rahmen 25 wiederaufzuladen.
Der Verriegelungsmechanismus 305 ist vollständig in den Rahmen 25 integriert, so dass alles bis auf die Fläche des Verriegelungszylinders 525 an der Außenseite des Rahmens 25 sichtbar ist. Die Zugangsöffnung 235 in der Tretlagerhülle 60 schafft einen Zugang zum Inneren der Hülle 60, so dass der Verriegelungsmechanismus 305 montiert und gewartet werden kann. Die Kabel 220, 245, 250 (und andere Kabel, wie erforderlich) können auch leicht vom Unterrohr 55 und durch die Tretlagerhülle 60 (z. B. in Richtung des Sitzrohrs 65 oder der Kettenstreben 85) geführt werden.
Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Fahrrad, das umfasst: einen Rahmen mit einem länglichen hohlen Rahmenelement, wobei eine innere Oberfläche des Rahmenelements eine Längsnut mit einer Nutbreite definiert; eine Gabel, die mit dem Rahmen drehbar gekoppelt ist; ein Rad, das mit der Gabel drehbar gekoppelt ist; eine Lenkstange, die mit der Gabel gekoppelt ist, zum Lenken des Rades; und ein Kabel, das in der Längsnut angeordnet ist, wobei das Kabel eine Kabelbreite aufweist, die geringer ist als die Nutbreite.
Fahrrad nach Anspruch 1, das ferner eine Abdeckung umfasst, die über der Nut angeordnet ist, um das Kabel in der Nut zu halten.
Fahrrad nach Anspruch 2, wobei die Abdeckung einen Vorsprung umfasst, der in die Nut eingerastet ist.
Fahrrad nach Anspruch 2, wobei das Rahmenelement eine konkave innere Oberfläche umfasst und die Abdeckung gekrümmt ist, so dass sie an die konkave Oberfläche angepasst ist.
Fahrrad nach Anspruch 2, das ferner einen Batteriesatz umfasst, der im Rahmenelement angeordnet ist, wobei die Abdeckung zwischen der Nut und dem Batteriesatz angeordnet ist.
Fahrrad nach Anspruch 1, wobei die innere Oberfläche mehrere Nuten definiert und das Fahrrad mehrere Kabel umfasst, die jeweils in einer entsprechenden Nut angeordnet sind.
Fahrrad nach Anspruch 6, das ferner eine Abdeckung umfasst, die über den Nuten angeordnet ist, um die Kabel in den Nuten zu halten.
Fahrrad nach Anspruch 7, wobei die Abdeckung einen Vorsprung umfasst, der in eine der Nuten eingerastet ist.
Fahrrad nach Anspruch 8, wobei der Vorsprung einen Abschnitt von einem der Kabel umgibt.
Fahrrad nach Anspruch 1, wobei der Rahmen ferner eine Tretlagerhülle umfasst und wobei das Kabel innerhalb der Tretlagerhülle angeordnet ist.
Fahrrad nach Anspruch 10, wobei der Rahmen ferner ein Sitzrohr umfasst und die Tretlagerhülle eine Austrittsöffnung umfasst, die einen Weg von einem Inneren der Tretlagerhülle in Richtung des Sitzrohrs schafft.
Fahrrad, das umfasst: einen Rahmen mit einem länglichen Rahmenelement, das mit einer Tretlagerhülle gekoppelt ist, wobei eine äußere Oberfläche des Rahmenelements eine Längsnut definiert, wobei der Rahmen ferner einen Kanal umfasst, der einen Weg von einer Außenseite des Rahmens zu einem Inneren der Tretlagerhülle schafft; eine Gabel, die drehbar mit dem Rahmen gekoppelt ist; ein Rad, das drehbar mit der Gabel gekoppelt ist; eine Lenkstange, die mit der Gabel gekoppelt ist, zum Lenken des Rades; und ein Kabel, das in der Längsnut angeordnet ist und sich durch den Kanal und in das Innere der Tretlagerhülle erstreckt.
Fahrrad nach Anspruch 12, wobei das Kabel ein Bremskabel ist.
Fahrrad nach Anspruch 13, wobei das Kabel ein hydraulisches Bremskabel ist.
Fahrrad nach Anspruch 12, das ferner eine Batterie umfasst, die im Rahmenelement angeordnet ist.
Fahrrad nach Anspruch 15, wobei die Batterie vom Kabel physikalisch getrennt ist.
Fahrrad nach Anspruch 12, wobei das Rahmenelement eine innere Oberfläche umfasst, die eine zweite Längsnut mit einer Nutbreite definiert, wobei das Fahrrad ferner ein zweites Kabel umfasst, das in der zweiten Längsnut angeordnet ist, und wobei das zweite Kabel eine Kabelbreite aufweist, die geringer ist als die Nutbreite.
Fahrrad, das umfasst: einen Rahmen mit einer Tretlagerhülle, wobei die Tretlagerhülle eine Zugangsöffnung umfasst; ein Rad, das den Rahmen abstützt; ein Kabel, das innerhalb der Tretlagerhülle angeordnet ist; und eine Tür, die lösbar an der Tretlagerhülle befestigt ist und die Zugangsöffnung bedeckt.
Fahrrad nach Anspruch 18, wobei der Rahmen ein längliches Rahmenelement umfasst, das mit der Tretlagerhülle gekoppelt ist und eine Längsnut definiert, die das Kabel abstützt, wobei das Fahrrad ferner eine Batterie umfasst, die im Rahmenelement angeordnet ist, wobei die Batterie vom Kabel physikalisch getrennt ist.
Fahrrad nach Anspruch 19, wobei sich das Kabel entlang einer äußeren Oberfläche des Rahmenelements innerhalb der Nut erstreckt und wobei der Rahmen ferner einen Kanal umfasst, der einen Weg für das Kabel von einer Außenseite des Rahmens zu einem Inneren der Tretlagerhülle schafft.
Fahrrad nach Anspruch 19, wobei sich das Kabel entlang einer inneren Oberfläche des Rahmenelements innerhalb der Nut erstreckt, wobei die Nut eine Nutbreite aufweist und das Kabel eine Kabelbreite aufweist, die geringer ist als die Nutbreite, und wobei sich das Kabel vom Inneren der Rahmenelements direkt zu einem Inneren der Tretlagerhülle erstreckt.