DE202015103688U1

DE202015103688U1 - Zweiradrahmen, insbesondere für ein Pedelec

Info

Publication number: DE202015103688U1
Application number: DE202015103688.4U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co; Technische Universitaet Dresden; Storck Bicycle GmbH
Current assignee: Storck Bicycle De GmbH; Technische Universitaet Dresden; Rehau Industries SE and Co KG
Priority date: 2015-07-14
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2016-10-17
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: US20190023343A9; US20180208262A1; WO2017008908A1; CN107922031A; CN107922031B; US10710663B2; DE112016003141A5

Abstract

Zweiradrahmen, insbesondere für ein Pedelec, – mit zwei Rahmen-Halbschalen (1, 1‘), die unter Bildung mindestens eines inneren Hohlraumes (2) zu einem Tragrahmen (3) zusammen gefügt sind, – wobei der Tragrahmen (3) mindestens eine innere Trennfläche (4) aufweist, an der die beiden Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) aneinander anliegen, – wobei der Tragrahmen (3) vorzugsweise Aufnahmen (5, 6, 7) für ein Lenkerrohr und/oder ein Tretlager und/oder ein Fahrersattelrohr aufweist, – wobei der Tragrahmen (3) an seinem in Fahrtrichtung (z) gesehen hinteren Ende einen Hinterbau (8) für die Montage eines Hinterrades (9) bildet, und – wobei zur Bildung des Hinterbaus (8) eine in Fahrtrichtung (z) gesehen linke Stützstrebe (10) sowie eine in Fahrtrichtung (z) gesehen rechte Stützstrebe (11) vorgesehen sind, so dass das Hinterrad (8) zwischen diesen beiden Stützstreben (10, 11) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfläche (4) zwischen den beiden Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) sowohl durch die linke Stützstrebe (10) als auch durch die rechte Stützstrebe (11) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweiradrahmen, insbesondere für ein Pedelec,

– mit zwei Rahmen-Halbschalen, die unter Bildung mindestens eines inneren Hohlraums zu einem Tragrahmen zusammen gefügt sind,
– wobei der Tragrahmen mindestens eine innere Trennfläche aufweist, an der die beiden Rahmen-Halbschalen aneinander anliegen,
– wobei der Tragrahmen vorzugsweise Aufnahmen für ein Lenkerrohr und/oder ein Tretlager und/oder ein Fahrradsattelrohr aufweist,
– wobei der Tragrahmen an seinem in Fahrtrichtung gesehen hinteren Ende einen Hinterbau für die Montage eines Hinterrades bildet und
– wobei zur Bildung der Hinterbaus eine in Fahrtrichtung gesehen linke Stützstrebe sowie eine in Fahrtrichtung gesehen rechte Stützstrebe vorgesehen sind, so dass das Hinterrad zwischen diesen beiden Stützstreben montierbar ist.

Pedelecs unterscheiden sich von einem normalen Fahrrad durch zusätzliche Komponenten. Dies sind ein Elektromotor, mindestens ein Batterieelement zum Motorantrieb sowie in der Regel einer Steuerelektronik für den Motor. Vorzugsweise kann der Elektromotor zur Unterstützung des Pedalantriebs durch den Fahrer zugeschaltet werden. Die Steuerelektronik misst die aufgewandte Kraft oder die Geschwindigkeit und betätigt bzw. schaltet den Motor beim Erreichen bestimmter Werte ab. In der Praxis werden Pedelec-Rahmen häufig aus Aluminium gefertigt. Die Rahmenrohre müssen mit einem vergleichsweise großen Durchmesser gefertigt werden, um die genannten Zusatzelemente darin unterbringen zu können. Teilweise werden die Zusatzelemente auch außen am Rahmen befestigt, was jedoch ästhetisch nicht sehr ansprechend ist.
Außerdem sind Pedelec-Rahmen aufgrund der zusätzlichen Elemente wesentlich schwerer als normale Fahrrad-Rahmen. Es gibt Ansätze, Pedelec-Rahmen aus zwei Halbschalen herzustellen, in denen die Versorgungselemente verstaut werden. Dies wird u.a. in den Dokumenten DE 10 2011 053 100 A1 und DE 20 2013 002 987 U1 offenbart. Aus der letztgenannten Schrift ist ein Pedelec-Rahmen bekannt, der aus zwei Halbschalen gefertigt wird.
Bei der Herstellung eines Zweiradrahmens, insbesondere für ein Pedelec, mit zwei Rahmen-Halbschalen aus Kunststoff, besteht im Bereich des Hinterbaus, welcher zur Aufnahme eines Hinterrades dient, ein grundsätzliches Problem dahingehend, dass die Realisierung einer geschlossenen Profilkonstruktion nicht ohne weiteres möglich ist. Die beiden Halbschalen werden in der Regel im Spritzguss-Verfahren hergestellt, so dass Randbedingungen hinsichtlich deren Entformbarkeit bestehen. Dies führt in der Praxis dazu, dass von den Halbschalen gebildete Stützstreben zur Bildung des Hinterbaus jeweils ein offenes, beispielsweise C-förmiges Profil aufweisen, welches deutlich reduzierte Festigkeitswerte besitzt. Um diesem Problem zu begegnen, können zusätzliche Halbschalen-Elemente eingesetzt werden, mit denen die offenen Profile im Bereich der Hinterbau-Stützstreben verschlossen werden. Dies hat jedoch einen erhöhten Fertigungsaufwand zur Folge.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zweirad-Rahmen, insbesondere für ein Pedelec, anzugeben, der eine hohe mechanische Belastbarkeit im Bereich des Hinterbaus aufweist, und dabei gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
Ausgehend von einem Zweiradrahmen mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trennfläche zwischen den beiden Rahmen-Halbschalen sowohl durch die linke Stützstrebe als auch durch die rechte Stützstrebe verläuft. Erfindungsgemäß wird also von dem konventionellen Prinzip abgewichen, dass eine einzelne Halbschale zur vollständigen Bildung einer Stützstrebe herangezogen wird bzw. entsprechende Konstruktionen im Bereich der Stützstrebe durch ein zusätzliches separates Abdeckelement verschlossen werden. Stattdessen wird der Zweiradrahmen konstruktiv so gestaltet, dass das Zwei-Halbschalen-Konzept auch in den beiden Stützstreben verwirklicht wird; die Stützstreben also in das Zwei-Halbschalen-Konzept integriert werden. Dies ermöglicht erfindungsgemäß die Konstruktion eines geschlossenen Hohlprofils im Bereich dieser Stützstreben, indem das Hohlprofil auch hier – analog zum Rest des Rahmens – durch beide Rahmen-Halbschalen gebildet wird.
Um dies konstruktiv zu ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass sich die beiden Rahmen-Halbschalen zur Bildung des Hinterbaus in einer Draufsicht von oben gesehen gabelförmig verzweigen. Zweckmäßigerweise bildet hierbei die Aufnahme für den Fahrersattel den Verzweigungsbereich. Vorzugsweise verläuft die Trennfläche zwischen den beiden Rahmen-Halbschalen auch durch die Aufnahme für das Fahrradsattelrohr, wodurch sich fertigungstechnische Vorteile im Spritzgussverfahren zur Herstellung der beiden Rahmen-Halbschalen ergeben. Dies gilt zweckmäßigerweise entsprechend auch für die Aufnahme des Lenkers im vorderen Bereich des Tragrahmens.
Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere zweckmäßig, den Hinterbau asymmetrisch zu gestalteten. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die linke und die rechte Stützstrebe in der Tragrahmenebene gesehen unter einem Winkel α versetzt zueinander ausgerichtet sind. Durch dieses Konzept ist es möglich, dass ausgehend vom vorderen Bereich des Tragrahmens zur Bildung der Stützstreben dienende Abschnitte der beiden Rahmen-Halbschalen aneinander vorbeilaufen können und sich insbesondere im zum Tragrahmen zusammengefügten Zustand in einer Draufsicht von oben überkreuzen, so dass entsprechend die in Fahrtrichtung gesehen linke Rahmen-Halbschale auch zur Gestaltung der rechten Stützstrebe und umgekehrt beiträgt. Zweckmäßigerweise beträgt der Versatzwinkel α mindestens 5°; vorzugsweise mindestens 10°. Andererseits ist es zweckmäßig, dass der Versatzwinkel α höchstens 70°, vorzugsweise höchstens 60°, beträgt.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft eine, vorzugsweise die rechte Stützstrebe von der Hinterradachse ausgehend schräg nach oben, während die andere Stützstrebe zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Hierdurch lässt sich die zuvor beschriebene Asymmetrie, die eine Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lehre ermöglicht, ästhetisch elegant umsetzen. Ferner bestehen auch mechanische Vorteile. Vorzugsweise schließt sich an das vordere Ende der anderen Stützstrebe ein nach oben abknickender Zwischenabschnitt an. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahme für das Tretlager im Verbindungsbereich von Zwischenabschnitt und der anderen Stützstrebe angeordnet. Zweckmäßigerweise laufen der Zwischenabschnitt und ein Fortsetzungsabschnitt der einen Stützstrebe im vorderen Bereich des Tragrahmens dann zusammen.
Zweckmäßigerweise sind die linke und rechte Stützstrebe jeweils als ein von beiden Rahmen-Halbschalen gebildetes geschlossenes Hohlprofil ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung liegt es hierbei insbesondere, dass die Höhe des Hohlprofils jeweils mindestens doppelt so groß, beispielsweise mindestens dreimal so groß ist wie die Breite. Vorzugsweise bestehen die beiden Rahmen-Halbschalen aus Kunststoff. Grundsätzlich können jedoch auch andere Materialen, wie z.B. Aluminium, verwendet werden.
Insgesamt wird mittels der erfindungsgemäßen Lehre erreicht, dass auch im Hinterbau zur Aufnahme des Hinterrades das bewährte Zwei-Halbschalen-Konzept verwirklicht werden kann, ohne dass hierfür im Bereich der Stützstreben neben den beiden Rahmen-Halbschalen zusätzliche Abdeckelemente oder dergleichen erforderlich sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, zwei Halbschalen aufweisenden Zweiradrahmens für ein Pedelec;
1a, b der Schnitt A-A bzw. B-B in 1
2 die Ansicht X in 1;
3 die Draufsicht Y in 1;
4 eine dreidimensionale Darstellung des in 1 gezeigten Zweiradrahmens;
5 eine der 4 entsprechende Darstellung vor dem Zusammenfügen der beiden Halbschalen und
6a bis 6c eine stark vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen Halbschalen-Konstruktionsprinzips in der Draufsicht Y, welches in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 5 verwirklicht ist.
Die 1 zeigt einen Zweiradrahmen für ein Pedelec. Der Zweiradrahmen weist zwei Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ aus Kunststoff auf (vgl. insbesondere 2 bis 5), welche mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wurden. Die Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ sind unter Bildung mehrerer innerer Hohlräume 2 (s. exemplarisch 1a, 1b) zu einem Tragrahmen 3 zusammengefügt. Der Tragrahmen 3 weist demzufolge eine innere Trennfläche 4 (vergl. u.a. 2, 3) auf, an der die beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ aneinander anliegen. Wie einer vergleichenden Betrachtung der 1 bis 5 zu entnehmen ist, weist der Tragrahmen 3 eine Lenkerrohr-Aufnahme 5, eine Tretlager-Aufnahme 6 und eine Fahrradsattelrohr-Aufnahme 7 auf. Der Tragrahmen 3 bildet an seinem in Fahrtrichtung z gesehen hinteren Ende einen Hinterbau 8 für die Montage eines (in den 3 und 6c angedeuteten) Hinterrades 9. Zur Bildung des Hinterbaus 8 ist eine in Fahrtrichtung z gesehen linke Stützstrebe 10 sowie eine in Fahrtrichtung z gesehen rechte Stützstrebe 11 vorgesehen, so dass das Hinterrad 9 zwischen diesen beiden Stützstreben 10, 11 montierbar ist. Dieser Sachverhalt kann insbesondere der 3 entnommen werden. Zur Montage der Achse 9‘ des Hinterrades 9 weisen die beiden Stützstreben 10, 11 an ihrem hinteren Ende jeweils eine Aufnahmeöffnung 30 auf. Erfindungsgemäß verläuft die Trennfläche 4 zwischen diesen beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ sowohl durch die linke Stützstrebe 10 als auch durch die rechte Stützstrebe (vergl. insbes. 3 und 4).
Konstruktiv wird dies dadurch ermöglicht, dass sich beide Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ zur Bildung des Hinterbaus 8 in der Draufsicht Y von oben gesehen gabelförmig verzweigen. Hierbei bildet die Aufnahme 7 für das (nicht dargestellte) Fahrersattelrorhr den Verzweigungsbereich 50. Im zum Tragrahmen 3 zusammengebauten Zustand führt dies dazu, dass sich die beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ in der Draufsicht Y von oben gesehen überkreuzen. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die in Fahrtrichtung z gesehen linke Rahmen-Halbschale 1 auch eine Halbschale zur Bildung der in Fahrtrichtung z gesehen rechten Stützstrebe 11 bildet und entsprechend die rechte Rahmen-Halbschale 1‘ auch eine Halbschale zur Bildung der in Fahrtrichtung z gesehen linken Stützstrebe 10 bildet (vergl. 1a, 1b).
Wie insbesondere einer zusammenschauenden Betrachtung der 1, 2, 4 und 5 entnommen werden kann, ist der Hinterbau 8 asymmetrisch gestaltet, indem die linke Stützstrebe 10 und die rechte Stützstrebe 11 in der Tragrahmenebene gesehen unter einem Winkel α versetzt zueinander ausgerichtet sind. Im Ausführungsbeispiel beträgt dieser Versatzwinkel α ca. 30° (s. 1). Es ist erkennbar, dass die in Fahrtrichtung z gesehen rechte Stützstrebe 11 von ihrer Öffnung 30, also der Hinterradachse 9‘ ausgehend schräg nach oben verläuft, während die linke Stützstrebe 10 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. An das vordere Ende der linken Stützstrebe 10 schließt sich ein nach oben abknickender Zwischenabschnitt 12 an. Im Verbindungsbereich von linker Stützstrebe 10 und Zwischenabschnitt 12 ist die Aufnahme 6 für das (nicht dargestellte) Tretlager angeordnet. Der Zwischenabschnitt 12 und ein Fortsetzungsabschnitt 13 der rechten Stützstrebe 11 laufen im vorderen Bereich des Tragrahmens 3 zusammen.
Sowohl die linke Stützstrebe 10 als auch rechte Stützstrebe 11 sind jeweils als ein von beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ gebildetes geschlossenes Hohlprofil ausgebildet. Dies kann insbesondere den Schnittdarstellungen in den 1a, b entnommen werden. Die Verbindung der beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ kann durch übliche Fügeverfahren, beispielsweise Kleben, Clipsen, Schweißen oder auch eine beliebige Kombination dieser vorgenannten Maßnahmen erfolgen. In der Schnittdarstellung B-B gemäß 1b ist die Höhe h des Hohlprofils mehr als doppelt so groß wie die Breite b. In der Schnittdarstellung A-A gemäß 1a ist das Verhältnis h/b größer als 3. Den Schnittdarstellungen in 1a, b und insbesondere der 5 ist zu entnehmen, dass die beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ zur Erhöhung ihrere mechanischen Belastbarkeit innere Versteifungsrippen 20 aufweisen.
Das grundsätzliche Konstruktionsprinzip der erfindungsgemäßen Lehre wird in den 6a bis 6c noch einmal schematisch erläutert. 6a zeigt die in Fahrtrichtung z gesehen linke Rahmen-Halbschale 1, wobei deren beiden Abschnitte 1a und 1b, die zur Bildung der Stützstreben 10, 11 beitragen, jeweils als gerade Striche angedeutet sind. In 6b ist nun die rechte Rahmenhalbschale 1‘ mit den entsprechenden Abschnitten 1a‘ und 1b‘ dargestellt. 6c zeigt die beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ nach deren Zusammenfügen zum Tragrahmen 3. Man erkennt, dass sich im (durch den gestrichelten Kreis dargestellten) Verzweigungsbereich 50 die Abschnitte 1b und 1a‘ der beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ überkreuzen, so dass die zur Bildung der beiden Stützstreben 10, 11 dienenden Abschnitte 1b und 1a‘ aneinander vorbeilaufen können. Der 6c kann entsprechend auch entnommen werden, dass die linke Rahmen-Halbschale 1 sowohl mittels des Abschnittes 1a zur Bildung der linken Stützstrebe 10 als auch mittels des Abschnittes 1b zur Bildung der rechten Stützstrebe 11 beiträgt. Dies gilt analog für die rechte Rahmen-Halbschale 1‘, deren Abschnitt 1b‘ zur Bildung der rechten Stützstrebe 11 und deren Abschnitt 1a‘ zur Bildung der linken Stützstrebe 10 beiträgt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein geschlossenes Hohlprofil sowohl bei der linken Stützstrebe 10 als auch bei der rechten Stützstrebe 11 zu verwirklichen (1a, b), ohne dass hierfür zusätzliche Abdeckelemente oder dergleichen erforderlich sind. In 6c ist ferner das nach Zusammenfügen der beiden Rahmen-Halbschalen 1, 1‘ montierbare Hinterrad 8 angedeutet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011053100 A1 [0003]
DE 202013002987 U1 [0003]

Claims

Zweiradrahmen, insbesondere für ein Pedelec, – mit zwei Rahmen-Halbschalen (1, 1‘), die unter Bildung mindestens eines inneren Hohlraumes (2) zu einem Tragrahmen (3) zusammen gefügt sind, – wobei der Tragrahmen (3) mindestens eine innere Trennfläche (4) aufweist, an der die beiden Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) aneinander anliegen, – wobei der Tragrahmen (3) vorzugsweise Aufnahmen (5, 6, 7) für ein Lenkerrohr und/oder ein Tretlager und/oder ein Fahrersattelrohr aufweist, – wobei der Tragrahmen (3) an seinem in Fahrtrichtung (z) gesehen hinteren Ende einen Hinterbau (8) für die Montage eines Hinterrades (9) bildet, und – wobei zur Bildung des Hinterbaus (8) eine in Fahrtrichtung (z) gesehen linke Stützstrebe (10) sowie eine in Fahrtrichtung (z) gesehen rechte Stützstrebe (11) vorgesehen sind, so dass das Hinterrad (8) zwischen diesen beiden Stützstreben (10, 11) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfläche (4) zwischen den beiden Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) sowohl durch die linke Stützstrebe (10) als auch durch die rechte Stützstrebe (11) verläuft.
Zweiradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich beide Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) zur Bildung des Hinterbaus (8) in einer Draufsicht (Y) von oben gesehen gabelförmig verzweigen.
Zweiradrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) für das Fahrersattelrohr den Verzweigungsbereich (50) bildet.
Zweiradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterbau (8) asymmetrisch gestaltet ist, indem die linke Stützstrebe (10) und die rechte Stützstrebe (11) in der Tragrahmenebene gesehen unter einem Winkel (α) versetzt zueinander ausgerichtet sind.
Zweiradrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatzwinkel (α) mindestens 5°, vorzugsweise mindestens 10°, beträgt.
Zweiradrahmen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatzwinkel (α) höchstens 70°, vorzugsweise höchstens 60°, beträgt.
Zweiradrahmen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise die rechte, Stützstrebe (11) von der Hinterradachse (9) ausgehend schräg nach oben verläuft, während die andere Stützstrebe (10) zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
Zweiradrahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das vordere Ende der anderen Stützstrebe (10) ein nach oben abknickender Zwischenabschnitt (12) anschließt.
Zweiradrahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) für das Tretlager im Verbindungsbereich von Zwischenabschnitt (12) und der anderen Stützstrebe (10) angeordnet ist.
Zweiradrahmen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (12) und ein Fortsetzungsabschnitt (13) der einen Stützstrebe (11) im vorderen Bereich des Tragrahmens (3) zusammen laufen.
Zweiradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die linke Stützstrebe (10) und die rechte Stützstrebe (11) jeweils als ein von beiden Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) gebildetes geschlossenes Hohlprofil ausgebildet sind.
Zweiradrahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) des Hohlprofils jeweils mindestens doppelt so groß, beispielsweise mindestens dreimal so groß ist wie die Breite (b).
Zweiradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen-Halbschalen (1, 1‘) aus Kunststoff bestehen.