-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rahmeneinheit für ein Zweirad umfassend einen Hauptrahmen. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit umfassend einen Hauptrahmen für ein Zweirad, insbesondere eine erfindungsgemäße Rahmeneinheit. Schließlich betrifft die Erfindung eine vorteilhafte Verwendung einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit.
-
Für Zweiräder, wie beispielsweise Fahrräder, sind unterschiedliche Fahrradrahmen aus dem Stand der Technik bekannt. Zweiradrahmen können beispielsweise mittels der konventionellen Rohrbauweise aus Stahl gefertigt werden. Dabei werden verschiedene Rundrohre an ihren Enden zusammengefügt um zum Beispiel einen Teil eines Zweiradrahmens, etwa den Hauptrahmen, zu bilden. Unter dem Hauptrahmen wird im Bereich des Zweiradrahmens insbesondere der zentrale Rahmenteil ohne weitere Anbauten, wie etwa ein Hinterbau, verstanden. Bei dieser Bauweise ist jedoch die Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung des Zweiradrahmens eingeschränkt. Insofern wurde der Werkstoff Stahl bei der Herstellung von derartigen Rahmeneinheiten durch andere Werkstoffe wie Aluminium oder kohlenstofffaserverstärkten Materialien praktisch komplett verdrängt.
-
So offenbart beispielsweise die
WO 2013/029788 A1 einen Zweiradrahmen, welcher durch Halbschalen gebildet wird, die aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial gebildet sind.
-
Auch die
US 2015/0048592 A1 beschreibt, dass anstelle von Stahl vielmehr Materialien wie Aluminium, Kohlenstofffasern oder Titan verwendet werden. Bei neuartigen Materialien kann es aber dazu kommen, dass bei dem Zusammenschweißen des Rahmens Defekte wie Risse entstehen. Es wird die Verwendung eines linken und eines rechten Rahmenkörpers vorgeschlagen. Es wird zudem vorgeschlagen, Verstärkungsbleche einzusetzen.
-
Die
US 2009/0212530 A1 beschreibt ebenfalls, dass die konventionell verwendeten Stahlrohre nachteilig sind und Materialien wie Aluminium, Magnesium, Titan und faserverstärkte Kunststoffmaterialien vorteilhafter sind. Es wird offenbart, dass der Rahmen eines Fahrrads aus einer linken und einer rechten Halbschale hergestellt wird.
-
Der Einsatz von Kohlenstofffasern oder Aluminium führt jedoch zu vergleichsweise schlechten Recyclingeigenschaften der Rahmen. Zudem führt die Verwendung von Verstärkungsblechen zu aufwendigeren Herstellungsverfahren.
-
Die
DE 10 2012 004 174 A1 beschreibt Rahmenkomponenten eines Zweiradsystems. Eine einzelne Rahmenkomponente kann dabei aus einer ersten und einer zweiten Halbschale aus Blechformteilen hergestellt sein. Um den Hauptrahmen zu bilden, sind jedoch weitere Rahmenkomponenten notwendig, was die Herstellung entsprechend aufwendig gestaltet.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Rahmeneinheit, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Verwendung anzugeben, wobei die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden sollen und trotzdem eine Rahmeneinheit mit einer hohen Gestaltungsfreiheit erreicht werden soll.
-
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung wird die Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Rahmeneinheit dadurch gelöst, dass der Hauptrahmen durch eine erste Teilschale und eine mit der ersten Teilschale gefügte zweite Teilschale gebildet wird, und wobei die erste Teilschale und die zweite Teilschale aus einem Stahl umfassenden Werkstoff hergestellt sind.
-
Die Erfindung wendet sich also von den im Stand der Technik verfolgten Ansätzen ab, welche den Einsatz von Leichtmetallen und kohlenstofffaserverstärkten Kunstoffen vorschlagen, bewusst ab. Es wurde vielmehr erkannt, dass durch einen Hauptrahmen aus zumindest zwei miteinander gefügten Teilschalen aus einem Stahl umfassenden Werkstoff zum einen die Gestaltungsfreiheit trotz des Einsatzes von Stahl im Vergleich zu konventionellen Rahmen aus Stahl erhöht werden kann und zum anderen gleichzeitig eine hohe Stabilität erzielbar ist. Schließlich kann zudem eine vergleichsweise einfache Herstellung ermöglicht werden. Entgegen den Vorurteilen hat sich gezeigt, dass beispielsweise gegenüber Aluminium auch ohne innere Versteifungsbleche vergleichbar steife und leichte Rahmeneinheiten herstellbar sind, die jedoch zudem noch deutlich filigraner und eleganter aussehen.
-
Wie bereits eingangs beschrieben, wird unter dem Hauptrahmen insbesondere der zentrale Rahmenteil ohne weitere Anbauten wie etwa einem Hinterbau verstanden. Im Unterschied zum Stand der Technik kann also insbesondere zwar der gesamte Hauptrahmen durch die erste und die zweite Teilschale gebildet werden. Es wird aber bevorzugt nicht der gesamte Rahmen bzw. die gesamte Rahmeneinheit, sondern ausschließlich der Hauptrahmen der Rahmeneinheit durch die erste und die zweite Teilschale gebildet. Beispielsweise wird/werden ein Hinterbau und/oder andere Anbauten der Rahmeneinheit nicht durch die erste und die zweite Teilschale gebildet. Somit ergibt sich ein vorteilhafter modularer Aufbau.
-
Beispielsweise weist der Hauptrahmen mehrere (beispielsweise zwei, drei oder vier) rohrförmige Abschnitte auf. Die rohrförmigen Abschnitte können beispielsweise im Wesentlichen gerade oder gebogen verlaufen. Der Hauptrahmen weist beispielsweise seitlich betrachtet eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie auf, insbesondere wenn die Rahmeneinheit als Diamantenrahmen ausgeführt ist. Beispielsweise kann mindestens ein rohrförmiger Abschnitt des Hauptrahmens eine über seine Länge veränderliche Querschnittsform aufweisen. Dadurch kann eine belastungsgerechte und/oder gewichtsoptimierte Bauweise bereitgestellt werden, welche mit konventionellen Stahlrohren nicht möglich ist.
-
Vorzugsweise sind genau zwei Teilschalen vorgesehen, sodass die erste Teilschale insbesondere eine erste Halbschale und die zweite Teilschale insbesondere eine zweite Halbschale ist. Die Teilschalen sind insbesondere seitliche Teilschalen, welche jeweils eine seitliche Hälfte des Hauptrahmens bilden. Die erste Teilschale ist in Längsrichtung oder Fahrtrichtung des Zweirads gesehen beispielsweise eine rechte Teilschale und die zweite Teilschale eine linke Teilschale des Hauptrahmens.
-
Beispielsweise weisen die Teilschalen jeweils zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Beispielsweise sind die Teilschalen im Wesentlichen spiegelsymmetrisch, insbesondere entlang der Fügeebene, ausgeführt.
-
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung von Teilschalen die Fügebereiche zwischen den Teilschalen im Vergleich zu der konventionellen Stahlrohr-Bauweise belastungsgerecht angeordnet werden können, was zu einer erhöhten Stabilität führt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit, umfasst der Hauptrahmen ein Oberrohr, ein Unterrohr, ein Sitzrohr und/oder ein Steuerrohr. Es hat sich gezeigt, dass wenn der Hauptrahmen derartige Teile umfasst, eine besonders stabile und einfach herzustellende Rahmeneinheit mit ansprechender Optik bereitgestellt werden kann.
-
Beispielsweise ist die Rahmeneinheit ein sogenannter Diamantenrahmen oder ein Teil hiervon, welcher eine besonders hohe Stabilität bei geringem Gewicht ermöglicht. In diesem Fall besteht der Hauptrahmen beispielsweise aus dem Oberrohr, dem Unterrohr, dem Sitzrohr und dem Steuerrohr. Dabei weist der Hauptrahmen eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie auf. Ein vorgesehener Hinterbau kann ebenfalls eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie aufweisen.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit sind beziehungsweise ist die erste Teilschale und/oder die zweite Teilschale durch Tiefziehen hergestellt. Mit tiefgezogenen Teilschalen können komplexe Geometrien mit einer hohen Steifigkeit realisiert werden. Dies führt im Ergebnis zu einer hohen Designfreiheit mit variablen Querschnitten der Rahmeneinheit. Zudem kann eine ausreichend hohe Maßhaltigkeit der Teilschalen erreicht werden. Beispielsweise sind die Teilschalen aus Blechzuschnitten hergestellt.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit sind die erste Teilschale und die zweite Teilschale mittels eines Schmelzschweißverfahrens, insbesondere mittels Laserschweißens und/oder mittels Laserhybridschweißens, miteinander gefügt. Unter einem Laserhybridschweißen wird insbesondere ein Laserschweißverfahren unter Zufuhr eines Schutzgases, beispielsweise eines inerten Schutzgases (wie Argon und/oder Helium) oder eines aktiven Schutzgases (wie Kohlendioxid und/oder Sauerstoff) verstanden, ähnlich dem MIG- oder MAG-Schweißen. Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz der Schmelzschweißverfahren und insbesondere des Laserschweißens und/oder des Laserhybridschweißens eine weitgehende Automatisierbarkeit des Produktionsprozesses erreicht werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass sich ein geringer Wärmeverzug nach dem Schweißen einstellt, was zu einer hohen Maßhaltigkeit der Rahmeneinheit und entsprechend geringer Nacharbeit führt. Im Ergebnis kann im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren eine attraktivere Optik erreicht werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit sind die erste Teilschale und die zweite Teilschale zumindest abschnittsweise im Wesentlichen entlang der Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Unter der Hauptbelastungsrichtung wird insbesondere die Richtung verstanden, entlang der die Rahmeneinheit die größte Belastung erfährt. Beispielsweise sind die Teilschalen zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zur Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Mit anderen Worten verlaufen die Fügestellen oder Fügenähte entlang oder parallel zur Hauptbelastungsrichtung. Weist der Hauptrahmen beispielsweise rohrförmige Abschnitte auf, verlaufen die Fügestellen oder Fügenähte im Wesentlichen in Längsrichtung der rohrförmigen Abschnitte.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit verläuft mindestens ein Kabelkanal, insbesondere für einen Schaltzug und/oder einen Bremszug, zumindest abschnittsweise zwischen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale in dem Hauptrahmen. Durch das Vorsehen von Teilschalen können Kabelkanäle besonders einfach in die Rahmeneinheit integriert werden, da diese beispielsweise vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale in die erste Teilschale eingebracht werden können.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit weist die Rahmeneinheit einen mit dem Hauptrahmen verbundenen Hinterbau auf, welcher insbesondere mindestens eine Strebe, insbesondere mindestens eine Kettenstrebe und/oder mindestens eine Sattelstrebe aufweist. Der Hinterbau oder Teile hiervon, beispielsweise die Kettenstreben, kann beziehungsweise können grundsätzlich ebenfalls durch die erste und die zweite Teilschale gebildet werden, das heißt integral mit dem Hauptrahmen ausgebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, wenn der Hinterbau separat von den Teilschalen ausgebildet und mit diesen verbunden ist. Dadurch kann insbesondere ein individuelles Anpassen der Rahmeneinheit erleichtert werden. Ebenfalls kann dadurch der Hinterbau mit geschlossenen Profilen ausgeführt werden und die einzelnen Streben des Hinterbaus müssen nicht durch halboffene Teilschalen gebildet werden.
-
Bevorzugt weist der Hinterbau (mindestens) zwei untere Streben oder Kettenstreben und/oder (mindestens) zwei obere Streben oder Sattelstreben auf. Beispielsweise sind die Kettenstreben und/oder Sattelstreben als Profile oder Klappteile ausgebildet. Bevorzugt sind die Kettenstreben zur Erhöhung der Stabilität durch ein Klappteil miteinander verbunden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit weist die Rahmeneinheit ein oder mehrere Anbauteile, insbesondere eine oder mehrere Lagerbuchsen, ein Steuerrohr, eine Sattelstütze, eine Sattelklemme und/oder ein Tretlagergehäuse, auf. Alternativ können ein oder mehrere dieser Anbauteile jedoch auch integral mit den Teilschalen, das heißt dem Hauptrahmen, ausgebildet sein. Durch die separate Ausbildung als Anbauteile kann jedoch eine hohe Maßhaltigkeit in den Bereichen der entsprechenden Anbauteile erreicht werden.
-
Die Lagerbuchsen (beispielsweise zwei) können der präzisen Aufnahme des Steuersatzes dienen. Alternativ kann auch das gesamte Steuerrohr als Anbauteil ausgebildet werden. Dieses kann beispielsweise zumindest teilweise von den Teilschalen umgriffen werden. Dadurch ist ein äußerst steifes Steuerrohr realisierbar. Das Gleiche gilt für die Ausbildung der Sattelstütze. Diese kann ebenfalls als Anbauteil ausgebildet werden und beispielsweise zumindest teilweise von den Teilschalen umgriffen werden, wodurch eine besonders steife Gestaltung der Sattelstütze möglich ist. Schließlich kann auch die Sattelklemme oder das Tretlagergehäuse als Anbauteil ausgebildet werden. Auch hier sind dadurch entsprechend geringe Toleranzen einstellbar. Insbesondere im Bereich des Tretlagergehäuses kann eine steife Knotengestaltung erreicht werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit ist der Werkstoff Stahl, insbesondere ein hochfester Stahl, oder ein Stahlverbundwerkstoff. Ist der Werkstoff ein Stahl oder hochfester Stahl, können beispielsweise Vollbleche verwendet werden. Ist der Werkstoff ein Stahlverbundwerkstoff kann beispielsweise ein Sandwichblech verwendet werden, welches metallische Deckschichten und eine dazwischen angeordnete Kunststoffschicht aufweist. Durch diese Verbundwerkstoffe können vorteilhafte Eigenschaften wie insbesondere ein geringeres Gewicht bei einer vergleichsweise hohen Steifigkeit erreicht werden. Vorteilhaft wird der Werkstoff durch Tiefziehen zu den entsprechenden Teilschalen geformt.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit ist beziehungsweise sind ein Antrieb oder ein Teil hiervon und/oder ein Energiespeicher oder ein Tank hierfür zwischen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale in dem Hauptrahmen angeordnet. Der Antrieb ist beispielsweise ein elektrischer Antrieb oder Elektromotor. Der Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie. Ebenfalls ist denkbar, dass ein Tank für einen Kraftstoff vorgesehen ist. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Rahmeneinheit vorteilhaft für motorgetriebene Zweiräder verwendet werden.
-
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen einer ersten Teilschale und einer zweiten Teilschale, wobei die erste Teilschale und die zweite Teilschale aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind; und Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale, sodass der Hauptrahmen der Rahmeneinheit gebildet wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wendet sich vom Stand der Technik und dem Einsatz von Leichtmetallen und kohlenstofffaserverstärkten Kunstoffen ab. Vielmehr werden zwei miteinander gefügte Teilschalen aus einem Stahl umfassenden Werkstoff bereitgestellt, um den Hauptrahmen der Rahmeneinheit zu bilden. Hierdurch kann die Gestaltungsfreiheit trotz des Einsatzes von Stahl im Vergleich zu konventionellen Rahmen aus Stahl erhöht und eine hohe Stabilität erzielt werden. Durch die Verwendung von Teilschalen zur Herstellung des Hauptrahmens ist das Herstellungsverfahren zudem äußert einfach und wirtschaftlich durchführbar. Im Ergebnis können beispielsweise gegenüber Aluminium vergleichbar steife und leichte Rahmeneinheiten hergestellt werden, die zudem noch deutlich filigraner und eleganter aussehen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale ein Tiefziehen der ersten und/oder der zweiten Teilschale. Durch den Einsatz von Tiefziehteilen kann eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit bei ausreichender Steifigkeit und Maßhaltigkeit erreicht werden. Hierzu können beispielsweise Blechzuschnitte in entsprechende Werkzeuge eingelegt werden, welche die entsprechenden Teilschalen aus den Blechzuschnitten herstellt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: Positionieren der ersten Teilschale; Anordnen von einem oder mehreren Anbauteilen, insbesondere einer oder mehrerer Lagerbuchsen, einem Steuerrohr, einer Sattelstütze, einer Sattelklemme und/oder einem Tretlagergehäuse, an der ersten Teilschale.
-
Durch das Positionieren der ersten Teilschale, beispielsweise durch ein Einlegen in eine Vorrichtung, können anschließend entsprechende Anbauteile an den vorgesehen Positionen präzise angeordnet werden. Grundsätzlich ist denkbar, dass die durch die Anbauteile realisierten Elemente bereits von vorneherein in den entsprechenden Teilschalen integriert sind. Dadurch, dass jedoch separate Anbauteile vorgesehen werden, kann eine weiterhin erhöhte Maßhaltigkeit und Steifigkeit in den Bereich der Anbauteile erreicht werden. Nach optionalen weiteren Arbeitsschritten kann die zweite Teilschale auf der ersten Teilschale positioniert werden und das Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale kann erfolgen, sodass der Hauptrahmen der Rahmeneinheit gebildet wird.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: Positionierung von Streben, insbesondere Kettenstreben, für einen Hinterbau der Rahmeneinheit; Verbinden der Streben durch ein Verbindungselement, insbesondere ein Klappteil; optionales Anpassen der Streben, insbesondere durch Spanen; und Anordnen der Streben an der ersten Teilschale.
-
Durch die zusätzlichen Schritte dieser bevorzugten Ausgestaltung kann zunächst eine Unterbaugruppe gefertigt werden, welche anschließend an der ersten Teilschale angeordnet wird. Hierdurch wird das Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit mit einem Hauptrahmen und daran angeordnetem, aber zumindest teilweise separat ausgebildetem Hinterbau vereinfacht. Durch das Verbinden der Streben durch ein Verbindungselement kann die Stabilität der Unterbaugruppe und schließlich des Hinterbaus erhöht werden. Bevorzugt können die Streben und/oder das Verbindungselement auch mit dem Tretlagergehäuse verbunden werden, bevor die Unterbaugruppe aus Streben, Klappteil und Tretlagergehäuse an der Teilschale angeordnet wird. Durch den weiteren Schritt des Anpassens der Streben, beispielsweise durch Fräsen, wird die Maßgenauigkeit erhöht. Die Streben können beispielsweise zuvor ebenfalls aus Teilschalen oder auch aus Klappteilen hergestellt sein.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: zumindest abschnittsweises Integrieren mindestens eines Kabelkanals in die Rahmeneinheit. Die Kabelkanäle können beispielsweise für Schaltzüge oder Bremszüge verwendet werden. Durch das Vorsehen von Teilschalen können Kabelkanäle aufgrund der einfachen Zugänglichkeit besonders einfach in die Rahmeneinheit, insbesondere den Hauptrahmen, integriert werden. Beispielsweise werden die Kabelkanäle vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale in der erste Teilschale positioniert.
-
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass weitere Elemente vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale zur Integration in der ersten Teilschale positioniert werden. Beispielsweise kann ein (elektrischer) Antrieb oder ein Teil hiervon und/oder ein Energiespeicher oder ein Tank hierfür zwischen der ersten und der zweiten Teilschale angeordnet werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale ein Schmelzschweißverfahren, insbesondere ein Laserschweißen und/oder ein Laserhybridschweißen. Durch den Einsatz der Schmelzschweißverfahren und insbesondere des Laserschweißens und/oder des Laserhybridschweißens kann eine weitgehende Automatisierbarkeit des Produktionsprozesses, ein geringer Wärmeverzug und eine attraktive Optik erreicht werden.
-
Bezüglich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die Beschreibung der Rahmeneinheit und den dort beschriebenen Vorteilen verwiesen.
-
Durch die vorherige und folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Rahmeneinheit sollen auch entsprechende Verfahrensschritte zur Herstellung entsprechender Rahmeneinheiten durch bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung einer Rahmeneinheit auch entsprechende Rahmeneinheiten offenbart sein.
-
Gemäß einer dritte Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe zudem durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit für ein mit Muskelkraft betriebenes und/oder motorgetriebenes Zweirad, insbesondere für ein Fahrrad, ein Elektrofahrrad oder ein Kraftrad wie etwa ein Motorrad, gelöst.
-
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
-
1–4 perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit zu verschiedenen Zeitpunkten;
-
5 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit;
-
6 eine vergrößerte, transparente Ansicht der Rahmeneinheit im Bereich des Tretlagergehäuses;
-
7a, b perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit;
-
8a–d vergrößerte Ansichten des Hauptrahmens im Bereich des Steuerrohrs des Ausführungsbeispiels aus 7; und
-
9a–c verschiedene Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit.
-
Die 1 bis 4 zeigen zunächst perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit 1, wie sie in 5 dargestellt ist, zu verschiedenen Zeitpunkten. Die Rahmeneinheit 1 ist in diesem Beispiel ein Fahrradrahmen und besteht im Wesentlichen aus einem Hauptrahmen 2 und einem Hinterbau 4. Der im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Hauptrahmen 2 weist dabei ein Steuerrohr 21, ein Sitzrohr 22, ein Oberrohr 23 und ein Unterrohr 24 auf (siehe 5).
-
1a zeigt nun zunächst eine perspektivische Ansicht eines Teils des Hinterbaus 4 für die Rahmeneinheit 1 aus 5. Zunächst werden zwei Streben, in diesem Fall zwei Kettenstreben 6a, 6b positioniert und durch ein Klappteil 8 verbunden. Die Kettenstreben 6a, 6b sind jeweils als geschlossene Hohlprofile ausgebildet, beispielsweise aus Klappteilen oder aus gefügten Halbschalen. Die Kettenstreben 6a, 6b weisen jeweils eine Aussparung 10a, 10b zur Aufnahme der Hinterachse auf. Die Toleranzen für den Einbau der Hinterachse sind genau einstellbar. In die Kettenstrebe 6a ist zudem bereits ein Kabelkanal 12 für den Schaltzug integriert, welche innerhalb der Kettenstrebe 6a verläuft, jedoch zur Veranschaulichung dargestellt ist.
-
1b zeigt den Teil des Hinterbaus 4 aus 1a, wobei nun zusätzlich ein Tretlagergehäuse 14 an den Kettenstreben 6a, 6b und dem Klappteil 8 angeordnet ist. Durch die separate Ausbildung des Tretlagergehäuses 14 ist die Toleranz für das Tretlager präzise einstellbar.
-
Es kann nun optional ein Anpassen, beispielsweise ein Nachfräsen, der Kettenstreben 6a, 6b erfolgen, sofern dies notwendig ist.
-
2 zeigt nun eine perspektivische Ansicht einer ersten Teilschale 16a des Hauptrahmens 2 der Rahmeneinheit 1. Die erste Teilschale 16a ist in diesem Fall als rechte Halbschale ausgebildet und weist einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Die erste Teilschale 16a wurde aus einem Stahlblech durch Tiefziehen hergestellt. Die erste Teilschale 16a wurde in eine Vorrichtung (nicht dargestellt) eingelegt. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung von Anbauteilen und der Unterbaugruppe aus 1.
-
Als Anbauteile wurden zwei Lagerbuchsen 18 für den Steuersatz (nicht dargestellt), eine Sattelklemme 19 und die Unterbaugruppe aus 1 umfassend das Tretlagergehäuse 14, die Kettenstreben 6a, 6b und das Klappteil 8 positioniert und an der Teilschale 16a angeordnet. Grundsätzlich können einzelne Elemente jedoch auch integral mit der Teilschale 16a ausgebildet werden. Durch die Anbauteile 14, 18, 19 sind geringe Toleranzen einstellbar.
-
3 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Teilschale 16a aus 2, wobei nun zusätzlich Kabelkanäle 12, 30 in die erste Teilschale 16a eingebracht wurden. Der Kabelkanal 12 für den Schaltzug verläuft im Wesentlichen entlang des (späteren) Unterrohrs 24 und der Kabelkanal 30 für den Bremszug verläuft im Wesentlichen entlang des (späteren) Oberrohrs 23.
-
4 zeigt nun eine perspektivische Ansicht der Anordnung aus 3, wobei eine zweite Teilschale 16b auf der ersten Teilschale 16a positioniert wurde und mit dieser gefügt wurde. Die zweite Teilschale 16b ist als linke Halbschale und im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der ersten Teilschale 16a ausgebildet. Die erste Teilschale 16a und die zweite Teilschale 16b wurden beispielsweise mittels Laserschweißens bzw. Laserhybridschweißens entlang der Schweißnähte 17 miteinander gefügt. Hierdurch stellte sich ein geringer Wärmeverzug nach dem Schweißen ein, was zu einer hohen Maßhaltigkeit der Rahmeneinheit und entsprechend geringer Nacharbeit führt. Im Ergebnis kann im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren eine attraktivere Optik erreicht werden.
-
Die erste Teilschale 16a und die zweite Teilschale 16b sind zumindest abschnittsweise im Wesentlichen entlang der Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Dadurch haben die Schweißnähte 17 eine belastungsgerechte Lage.
-
5 zeigt nun eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Rahmeneinheit 1. Wie bereits ausgeführt, besteht die Rahmeneinheit 1 im Wesentlichen aus einem Hauptrahmen 2 und einem Hinterbau 4. Der Hauptrahmen 2 wurde durch das Fügen der ersten Teilschale 16a und der zweiten Teilschale 16b gebildet. Der Hauptrahmen 2 ist im Wesentlichen dreieckig oder trapezförmig und weist dabei ein Steuerrohr 21, ein Sitzrohr 22, ein Oberrohr 23 und ein Unterrohr 24 auf. Das Steuerohr 21 und die Sattelstütze 25 sind integral mit dem Hauptrahmen ausgebildet. Der Hinterbau 4 wurde zusätzlich um zwei weitere Streben, in diesem Fall Sattelstreben 32a, 32b ergänzt, welche jeweils vom oberen Teil des Sitzrohrs 22 zu den entsprechenden Enden der Kettenstreben 6a, 6b verlaufen. Die Sattelstreben sind ebenfalls durch ein Verbindungselement 34 miteinander verbunden. Durch die vom Hauptrahmen 2 separate Ausgestaltung der Sattelstreben 32a, 32b können diese individuell angepasst werden. Beispielsweise sind verschiedene Querschnitte, etwa runde oder ovale Querschnitte, der Sattelstreben 32a, 32b möglich. Ovale Querschnitte begünstigen ein aerodynamisches Design.
-
Eine weitere bevorzugte und hier nicht dargestellte Ausführungsform sieht vor, zunächst die Sattelstreben, die Kettenstreben und optional das Tretlagergehäuse miteinander zu verbinden und anschließend als Einheit an die Teilschalen anzubinden.
-
6 zeigt eine vergrößerte, transparente Ansicht der Rahmeneinheit 1 im Bereich des Tretlagergehäuses 14. Durch die getrennte Bauweise von Hauptrahmen 2, Tretlagergehäuse 14 und Hinterbau 4 im Bereich des Tretlagers lässt sich dieser Knotenpunkt besonders steif ausbilden. Dies wäre bei einer einstückigen Bauweise lediglich mittels Verstärkungsblechen möglich. Die Einfassung des Tretlagergehäuses 14 durch die Halbschalen 16a, 16b begünstigt ebenfalls die Stabilität und Optik. Zudem wird durch die von dem Hauptrahmen 2 getrennte Bauweise ermöglicht, dass die Profile der Kettenstreben 6a, 6b und der Sattelstreben 32a, 32b geschlossen ausgebildet werden können.
-
7a, b zeigen zwei perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit 1', welche sich unter anderem durch einen im Vergleich zur Rahmeneinheit 1 abweichenden Hauptrahmen 2' auszeichnet.
-
8a–d zeigt vergrößerte Ansichten des Hauptrahmens 2' im Bereich des Steuerrohrs des Ausführungsbeispiels aus 7. Im Unterschied zur Rahmeneinheit 1 werden keine Lagerbuchsen 18, sondern das gesamte Steuerrohr 21' als Anbauteil ausgebildet. Hierdurch ist ein äußerst steifes Steuerrohr realisierbar. Der Hauptrahmen 2' umgreift jedoch das Steuerrohr 21'. 8a zeigt dabei die erste Teilschale 16a', 8b zusätzlich das Steuerrohr 21', 8c weiterhin zusätzlich die zweite Teilschale 16b' in perspektivischer Ansicht. 8d ist eine transparente Ansicht von 8c.
-
Im Übrigen wird auf die Rahmeneinheit 1 verwiesen.
-
9a–c zeigen verschiedene Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit 1''. Die Rahmeneinheit 1'' ist ähnlich zu der Rahmeneinheit 1'. Insofern kann auf die Beschreibung der Rahmeneinheit 1' verwiesen werden. Jedoch ist die Sattelstütze 25'' nicht integral mit dem Hauptrahmen 2'', sondern als separates Anbauteil ausgebildet. Hierdurch ist eine steife Gestaltung der Sattelstütze realisierbar. Bei den 9a, c ist die Lage der Sattelstütze 25'' vor dem Fügen der ersten Teilschale 16a'' mit der zweiten Teilschale 16b'' gezeigt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2013/029788 A1 [0003]
- US 2015/0048592 A1 [0004]
- US 2009/0212530 A1 [0005]
- DE 102012004174 A1 [0007]
