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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Elektrofahrrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
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Elektrofahrräder, beispielsweise Pedelecs oder E-Bikes, erfreuen sich als leicht zu handhabendes, emissionsfreies Fortbewegungsmittel großer Beliebtheit. Für unterschiedliche Einsatzfelder sind besonders geeignete Fahrradtypen verfügbar. Hierzu gehören u.a. für den Freizeiteinsatz oder den Weg zur Arbeit auf der Straße oder im leichten Gelände optimierte Fahrräder (bspw. Citybikes oder Tourenbikes) und die für den Einsatz im Gelände und speziell auch bergigem Gelände entwickelten E-Mountainbikes (E-MTB) in verschiedenen Ausführungen. Elektrofahrräder bieten die Möglichkeit ohne Überbeanspruchung des Fahrers den Einsatzradius zu vergrößern und die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Aus dem Stand der Technik sind Elektrofahrräder bekannt, welche an dem Fahrradrahmen montierte Energiespeicher, sogenannte Batteriepacks/Akkupacks aufweisen. Die Batteriepacks sind hierbei in den Fahrradrahmen einsetzbar oder umgreifen diesen abschnittsweise. In den Fahrradrahmen einsetzbare Lösungen führen zu einer verringerten Steifigkeit in diesem Bereich, so dass spezielle konstruktive Verstärkungen des Rahmens erforderlich sind. Batteriepacks, welche den Fahrradrahmen abschnittsweise umgreifen, benötigen relativ viel Bauraum und können dadurch die Handlichkeit verschlechtern sowie eine geringere Agilität verursachen. Auch unter optischen Aspekten können derzeitige Elektrofahrräder insbesondere den Ansprüchen eines Lifestyle-betonten, sportlich ambitionierten Fahrers nicht gerecht werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Fahrradkonzept bereitzustellen, welches elektrisch unterstützte Mobilität mit den Ansprüchen sportlich und Lifestyle-orientierter Radfahrer in Übereinstimmung bringt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Fahrradrahmen für ein Elektrofahrrad mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 sowie ein Elektrofahrrad mit der Merkmalskombination des Anspruchs 11 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßer Fahrradrahmen hat zumindest einen Rahmenabschnitt, der zur abnehmbaren Halterung mindestens eines Energiespeichers, im Folgenden als Batteriepack bezeichnet, ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist der Rahmenabschnitt zumindest ein Hydroformingbauteil mit einem zumindest abschnittsweise L-förmigen Aufnahmebereich für den Energiespeicher auf. Der vorzugsweise als Hydroformingbauteil ausgebildete Rahmenabschnitt ermöglicht optimale Gestaltungsmöglichkeiten, so dass dieser die Festigkeitsanforderungen erfüllt. Der L-förmige Rahmenabschnitt ermöglicht hierbei eine seitliche Entnahme des Batteriepacks, so dass ein langes Batteriepack mit hoher Speicherkapazität verwendbar ist. Als bevorzugtes Hydroforming-Verfahren wird ein wirkmedienbasiertes Umformverfahren, wie insbesondere die Innenhochdruckumformung (IHU) verwendet. Hierbei wird ein Rohr in eine Werkzeugkavität eingelegt, mit einem Fluid befüllt und unter sehr hohem Druck in das formgebende Werkzeug expandiert. Durch belastungsoptimierte Bauteilgestaltung und Nutzung der Kaltverfestigung sind erhebliche Gewichtsreduzierungen möglich. Zusätzlich können durch die komplexen herstellbaren Geometrien gegenüber anderen Fertigungsverfahren Bauteile und Fertigungsschritte eingespart werden. Hierbei wird eine äußerst kompakte, homogene Rahmenform erreicht, welche die Festigkeitserfordernisse formschön erfüllt. Das asymmetrische Design wirkt untypisch und dadurch ansprechend markenbetont. Das erfindungsgemäße Konzept wird daher auch den Ansprüchen eines lifestyle betonten, sportlich ambitionierten Fahrers gerecht.
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Gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das Unterrohr zur Halterung des Energiespeichers ausgebildet, wobei das Hydroformingprofil das Unterrohr ausbildet. Bei einer Variante mit Tretlagerantrieb kann sich der Energiespeicher bis in einen Bereich der Tretlagerantriebsaufnahme hin erstrecken. Dadurch wird insgesamt ein möglichst tiefer Schwerpunkt des Fahrrads mit optimiertem Fahrverhalten erreicht.
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Der Energiespeicher ist vorzugsweise etwa mittig in dem Rahmenabschnitt angeordnet. Der Rahmenabschnitt kann zur Halterung des Energiespeichers etwa mittig des Unterrohrs zwischen Tretlager und Lenkkopflager vorgesehen sein.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn eine L-förmige Profilabdeckung vorgesehen ist, wobei sich der Querschnitt des Rahmenabschnitts und die Profilabdeckung zu einem im Wesentlichen rechteckigen Gesamtquerschnitt ergänzen. Dadurch kann sich der Querschnitt des Energiespeichers mit dem hochsteifen Querschnitt des Rahmenabschnitts zu einem technisch und optisch höchsten Ansprüchen genügenden Gesamtquerschnitt ergänzen.
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Die Eckbereiche des Rahmenabschnitts sind vorzugsweise mit Schrägflächen versehen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ergibt dies einen achteckigen Querschnitt.
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Bei einem bevorzugten Fahrradrahmen ist das Batteriepack in einem oberen Bereich des Rahmenabschnitts angeordnet. Dadurch ist das Batteriepack vom Benutzer leicht seitlich und/oder von oben einsetz- und im Rahmen verriegelbar. Das heißt, das Batteriepack ist vorzugsweise seitlich und/oder von oben auf den Rahmenabschnitt aufgesetzt. Das Batteriepack kann den Rahmenabschnitt kompakt und formschön ergänzen. Mit dieser Anordnung wird ein bestmöglicher Schutz des Batteriepacks vor Beschädigungen, beispielsweise durch Steinschlag oder Bodenberührungen, erreicht.
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Vorzugweise weist der Energiespeicher einen zumindest abschnittsweise rechteckigen Querschnitt auf.
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Das mit der Erfindung vorgeschlagene Batteriepack hat ein Batteriegehäuse, insbesondere aus Kunststoff mit feuchtigkeitsdichtem Aufbau, das zur sicheren Anbringung im vorgeschlagenen Fahrradrahmen ausgebildet ist. Hierzu sind geeignete Befestigungsmittel wie bevorzugt ein Schloss und/oder Rastmittel, wie Schnapp- oder Riegelverschlüsse vorgesehen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Satz von Energiespeichern, beispielsweise Batteriepacks mit unterschiedlicher Speicherkapazität in den Fahrradrahmen einsetzbar. Die Batteriepacks können hierbei trotz unterschiedlicher Speicherkapazität in den Rahmen einsetzbare Anschlussmaße aufweisen. Dadurch sind die Batteriepacks einfach in den Fahrradrahmen einsetzbar und können dort fixiert werden.
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Vorzugsweise ergänzen sich der Querschnitt des Rahmenabschnitts und der Querschnitt des Energiespeichers zu einem im Wesentlichen rechteckigen Gesamtquerschnitt. Dadurch wird eine hochintegrierte Interaktion zwischen Rahmenabschnitt und Energiespeicher erreicht. Der Querschnitt des Rahmenabschnitts und der Querschnitt des Batteriepacks können sich zu einem quaderförmigen oder quadratischen Querschnitt ergänzen. Dadurch ist der Bauraumbedarf auf ein Minimum reduziert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Batteriepack derart dimensioniert, das es im Bereich des Rahmenabschnitts etwa bündig mit der Rahmenoberseite des Unterrohrs abschließt.
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Rahmenabschnitt und Batteriepack können bei einer alternativen Ausführungsform abgerundete Eckenbereiche aufweisen.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist ein unterer Schenkel des Rahmenprofils zumindest eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist vorzugsweise als Kammer ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen Leichtbaurahmen mit hoher Steifigkeit.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Rahmenabschnitt eine Seitenwand mit zumindest einer Ausnehmung auf. Vorzugsweise ist eine Kammer ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen weiter optimierten Leichtbaurahmen mit hoher Steifigkeit.
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Es ist vorteilhaft, wenn sich zumindest eine Ausnehmung bis in einen Randbereich des Rahmenabschnitts erstreckt. Vorzugsweise geht zumindest eine der Ausnehmungen im Wesentlichen über die gesamte Profilhöhe und/oder Profilbreite.
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Gemäß eines Ausführungsbeispiels weist zumindest eine Ausnehmung einen rechteckigen Querschnitt mit einer Schmalseite und einer Längsseite auf.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ragt der Energiespeicher im Bereich des Rahmenabschnitts über die Rahmenoberseite des Unterrohrs nach oben hinaus. Dadurch kann ein Energiespeicher mit sehr hoher Speicherkapazität verwendet werden.
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Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrrad hat zumindest einen Rahmenabschnitt, der zur abnehmbaren Halterung mindestens eines separaten Energiespeichers, insbesondere eines Batteriepacks, ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist der Rahmenabschnitt ein Hydroformingbauteil mit einem zumindest abschnittsweise L-förmigen Aufnahmebereich für den Energiespeicher auf. Das Elektrofahrrad hat dadurch einen optimierten Rahmenquerschnitt mit konstruktiv und ästhetisch besten Eigenschaften bei minimiertem Bauraumbedarf.
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Die Erfindung kann universell bei allen Typen von Fahrrädern, insbesondere bei Mountainbikes (sowohl in Hardtail- oder Full-Suspension-Bauweise), aber auch bei anderen Fahrrädern, bspw. Straßenrad-Rahmen realisiert werden. Sie ermöglicht aufgrund der kompakten, formschönen Bauweise den Aufbau von Rädern, die weitgehend die Vorzüge eines klassischen Fahrrads und eines Elektrofahrrads in sich vereinen.
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Da sich das erfindungsgemäße Fahrrad äußerlich kaum von sonstigen modern und sportlich gestalteten Rädern abhebt, wird die Konstruktion dem sportlichen und Lifestyle-Anspruch breiter Nutzergruppen gerecht. Die mögliche unauffällige Integration des Elektroantriebkonzepts ist formschön.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im Einzelnen:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrrads und
- 2 eine perspektivische Darstellung des Elektrofahrrads aus 1.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Elektrofahrrads 1 mit einem exemplarisch als Diamantrahmen ausgebildeten erfindungsgemäßen Fahrradrahmen 2 mit einem Unterrohr 4, einem Oberrohr 6, einem Sattelrohr 8, einem Steuerrohr 10, einem Tretlagerantrieb 12 sowie Sattelstreben 14 und Unterstreben 16. Der erfindungsgemäße Fahrradrahmen 2 hat einen Rahmenabschnitt 18, der zur abnehmbaren Halterung eines als Batteriepack 20 ausgebildeten separaten Energiespeichers ausgebildet ist. Der Rahmenabschnitt 18 zur Halterung des Batteriepacks 20 ist etwa mittig des Unterohrs 4 zwischen Tretlagerantrieb 12 und Steuerrohr 10 vorgesehen. Das Batteriepack 20 ist in einem oberen Bereich des Rahmenabschnitts 18 angeordnet. Das Batteriepack 20 ist derart dimensioniert, das es im Bereich des Rahmenabschnitts 18 bündig mit der Rahmenoberseite des Unterrohrs 4 abschließt.
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Gemäß 2, welche den Fahrradrahmen 2 während des Einsetzens bzw. der Entnahme des Batteriepacks 20 zeigt, ist das Batteriepack 20 vom Benutzer seitlich in den Rahmenabschnitt 18 einschwenkbar bzw. herausschwenkbar. Das Batteriepack 20 ist mit einem schematisch angedeuteten rahmenseitigen Kontaktelement 22 elektrisch kontaktierbar und im Rahmen mittels Schloss 23 verriegelbar. Das Batteriepack 20 erstreckt sich bis in einen Bereich des Tretlagerantriebs 12. Dadurch wird insgesamt ein möglichst tiefer Schwerpunkt des Fahrrads mit optimiertem Fahrverhalten erreicht.
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Der zur abnehmbaren Halterung des Batteriepacks 20 ausgebildete Rahmenabschnitt 18 ist aus einem Hydroformingbauteil ausgebildet. Das Unterrohr 4 ist hierbei zur Halterung des Batteriepacks 20 ausgebildet, wobei das Hydroformingbauteil 18 das Unterrohr ausbildet. Der Rahmenabschnitt 18 ist fertigungstechnisch vorteilhaft als Hydroformingbauteil ausgeführt, so dass dieser neben den Festigkeitsanforderungen höchsten ästhetischen Ansprüchen genügt. Das Hydroformingbauteil 18 weist eine Ausnehmung 24 derart auf, dass ein L-förmiger Aufnahmebereich 26 für das Batteriepack 20 ausgebildet ist. Hierbei ist ein vertikaler Schenkel 28 des Rahmenabschnitts 18 rechtwinklig zu einem unteren Schenkel 30 angeordnet. Die Schenkel 28, 30 weisen eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf. Der L-förmige Rahmenabschnitt 18 ermöglicht hierbei eine seitliche Entnahme des Batteriepacks 20, so dass ein langes Batteriepack mit hoher Speicherkapazität verwendbar ist, welches aufgrund des Rahmendreiecks nicht nach oben hin entnehmbar wäre.
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Ferner ist eine L-förmige Profilabdeckung 32 mit einem ersten Schenkel und einem zweiten rechtwinklig zu diesem verlaufenden Schenkel vorgesehen, wobei sich der Querschnitt des Rahmenabschnitts 18 und die Profilabdeckung 32 zu einem rechteckigen Gesamtquerschnitt ergänzen. Dadurch kann sich der Querschnitt des Batteriepacks 20 mit dem hochsteifen Querschnitt des Rahmenabschnitts 18 zu einem technisch und optisch höchsten Ansprüchen genügenden Gesamtquerschnitt ergänzen. Dadurch wird ferner der Bauraumbedarf minimiert, so dass Handlichkeit und Agilität verbessert sind. Hierbei wird eine äußerst kompakte, homogene Rahmenform erreicht, welche die Festigkeitserfordernisse formschön erfüllt. Das asymmetrische Design wirkt ansprechend markenbetont.
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Offenbart ist ein Fahrradrahmen 2 mit zumindest einem Rahmenabschnitt 18 der zur abnehmbaren Halterung mindestens eines separaten Energiespeichers, insbesondere eines Batteriepacks 20, ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist der Rahmenabschnitt 18 zumindest ein Hydroformingbauteil mit einem zumindest abschnittsweise L-förmigen Aufnahmebereich 26 für den Energiespeicher 20 auf. Weiterhin offenbart ist ein Elektrofahrrad mit einem Fahrradrahmen 2 aufweisend zumindest einen Rahmenabschnitt 18, wobei der Rahmenabschnitt 18 zumindest ein Hydroformingbauteil mit einem zumindest abschnittsweise L-förmigen Aufnahmebereich 26 für den Energiespeicher 20 aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrofahrrad
- 2
- Fahrradrahmen
- 4
- Unterrohr
- 6
- Oberrohr
- 8
- Sattelrohr
- 10
- Steuerrohr
- 12
- Tretlagerantrieb
- 14
- Sattelstrebe
- 16
- Unterstrebe
- 18
- Rahmenabschnitt
- 20
- Batteriepack
- 22
- Kontaktelement
- 23
- Schloss
- 24
- Ausnehmung
- 26
- L-förmiger Aufnahmebereich
- 28
- vertikaler Schenkel
- 30
- unterer Schenkel
- 32
- Profilabdeckung
