DE2729996A1 - Fahrradrahmen - Google Patents

Fahrradrahmen

Info

Publication number
DE2729996A1
DE2729996A1 DE19772729996 DE2729996A DE2729996A1 DE 2729996 A1 DE2729996 A1 DE 2729996A1 DE 19772729996 DE19772729996 DE 19772729996 DE 2729996 A DE2729996 A DE 2729996A DE 2729996 A1 DE2729996 A1 DE 2729996A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube
fibers
angle
bicycle frame
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772729996
Other languages
English (en)
Inventor
Richard L Van Auken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Research and Engineering Co filed Critical Exxon Research and Engineering Co
Publication of DE2729996A1 publication Critical patent/DE2729996A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J23/00Other protectors specially adapted for cycles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00Cycle frames
    • B62K19/02Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members
    • B62K19/04Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity
    • B62K19/06Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity tubular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00Bicycles
    • B62K3/02Frames
    • B62K3/04Frames having a substantially horizontal top bar
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S273/00Amusement devices: games
    • Y10S273/03Epoxy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1355Elemental metal containing [e.g., substrate, foil, film, coating, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)

Description

DR. KARL TH. HEGEL . DiPL-ING. KLAUS DICKEL
PATENTANWÄLTE 079QQQC
HAMBURO BO GROSSK BERGSTRASSE 223 8 MÜNCHEN BO JULIUS-KHEIS-STRA8SE 33 POSTFACH 5ΟΟΘΘ2 TELEFON (O 4O) 3Θ 82 95 TELEFON (O 89) 88 62 IO
Tolojjrnniiii-Adresse: Ooellnerpiuent München
Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 80OO München, den
H 2755 30. Juni 1977
Exxon Research and Engineering Company
P. 0. Bok 55
Linden, N. J. 07036
V. St. A.
Fahrradrahmen
809811/0620
Postscheckkonto! Hamburg 29122O-2OB . Bankt Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 3 8138Θ7
- sT-
Die Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen, der aus über Winkelverbinder aneinander befestigten Rohrelementen besteht. Es handelt sich dabei im besonderen um die Rahmen von leichten Hochleistungsfahrrädern.
Die Entwicklung der technologischen Weiterbildung von Fahrrädern ist in dem Aufsatz von S. Wilson in "Scientific American", Säten 81 bis 91, März 1973 zusammengefaßt. Wie dort ausgeführt wird, ist der Rahmen, obwohl die klassische Rautenform des Rahmens einen großen Teil der Fahrbelastungen unmittelbar aufnimmt, nach wie vor erheblichen Biege- und Tor-
vom sionsbelastungen ausgesetzt, im besonderen, wenn die/wahrer ausgeübte Kraft von einem auf das zweite Pedal wechselt. In dem Aufsatz wird ebenfalls herausgestellt, daß zum Bau von Fahrrädern und im besonderen von Rennrädern Rohre verwendet werden, um das Gewicht des Fahrrades zu vermindern. Die Steifigkeit einerseits und das Fahrradgewicht andererseits sind zwei miteinander in Beziehung stehende Faktoren, die im besonderen für Hochleiäbungsrennräder von größter Bedeutung sind. Dabei gilt, daß die Ansprechempfindlichkeit des Fahrrades auf den Pedaltritt umso größer ist je geringer das Radgewicht ist. In ähnlicher Weise wächst die Leichtigkeit des Pedaltrittes mit der Steifigkeit des Rahmens. Für Rennräder sind leichte, hochfeste Materialien, wie Titan und andere Legierungen,für die Herstellung der rohrförmigen Elemente des Fahrradrahmens vorgeschlagen worden. Praktische Versuche haben jedoch gezeigt, daß trotz der Tatsache, daß
809811/0620 .·6
die einzelnen rohrförmigen Elemente durch moderne metallurgische Techniken mit einer außerordentlichen Steifigkeit hergestellt werden können, die aus diesen rohrförmigen Materialien hergestellten Fahrradrahmen mit der klassischen Rautenform trotzdem sehr stark durchfedern, wenn sie unter Rennbedingungen geprüft werden. Es läßt sich in der Tat eine beträchtliche Instabilität bei Fahrrädern feststellen, die aus solchen rohrförmigen Elementen hergestellt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrradrahmen zu schaffen, der aus rohrförmigen Elementen hergestellt ist und somit ein geringes Gewicht besitzt, wobei gleichzeitig eine maximale Steifigkeit des Rahmens erzielbar sein soll.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Rohre einen rohrförmigen metallischen Kern aufweisen, der mit einem faserverstärkten Kunstharzüberzug versehen ist, welcher mit der Metalloberfläche verbunden ist, wobei die Ausrichtung der Verstärkungsfasern zur Stabilisierung und Festigung des Rahmens zur Richtung der jeweiligen Längsachsen der Rohre in einem vorbestimmten Winkel angeordnet sind. Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche vervlesen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen:
809811/0620
..7
Fig. 1 die Seitenansicht eines Fahrradrahmens gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Technik des Auftragens der faserverstärkten Harzschicht auf dem rohrförmigen Element zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rahmens,
Fig. 3 einer der Fig. 2 entsprechende Darstellung,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Endteiles eines rohrförmigen Elementes einschließlich des faserverstärkten Überzuges und des Konus am Ende des Rohres und
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Winkelverbinder mit einem eingesteckten rohrförmigen Element.
In Fig. 1 ist der klassische rautenförmige Fahrradrahmen schematisch dargestellt. Zur Vereinfachung und Übersichtlichkeit sind andere Fahrradteile, die für das Verständnis des Erfindungsgegenstandes nicht erforderlich sind, wie z. B. die Räder, das Antriebssystem zum hinteren Kettenrad, der Lenker und die Vordergabel weggelassen worden.
Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, besitzt der Rahmen rohrförmige Ebnente 11, 12, 13 und 14, die den vorderen Teil
809811/0620
..8
- ψ-
des Rahmens bilden. Der rückwärtige Teil des Rahmens besteht aus jeweils einem Paar rohrförmiger Elemente 15 und 16, die in einem gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet sind und die Hinterradgabeln zur Aufnahme des Hinterrades darstellen. Winkelverbinder 17, 18, 19, 20 und 21 sind ebenfalls dargestellt.
Mit Ausnahme des Lenkerrohres 14 wird besonders bevorzugt, daß alle rohrförmigen Metallelemente einen Aluminiumkern besitzen. Besonders für leichte Rennräder zieht man besonders vor, daß das Metall des rohrförmigen Elementes Aluminium ist. Das Lenkerrohr 14 ist jedoch vorteilhaft aus Stahl hergestellt. Auch die Winkelverbinder oder Anschlußwinkel bestehen vorteilhafterweise aus Stahl.
Um dem Fahrradrahmen die erforderliche Festigkeit und Betriebscharakteristika zu verleihen, wird nach der Erfindung auf die Oberfläche aller rohrförmigen Elemente ein faserverstärkter Kunststoffüberzug aufgbracht, innerhalb dessen die Fasern in einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Elementes in einer solchen Weise ausgerichtet, daß die Biege- und Torsionscharakteristika eines jeden rohrförmigen Elementes, wenn hieraus der Fahrradrahmen hergestellt worden ist, ausgeglichen sind. Um dementsprechend dem Fahrradrahmen die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen, ist etwa die Hälfte der Verstärkungsfasern in dem Überzug des vorderen Rohres 12, des Sattelrohres 13 und des Lenkerrohres 14 in einem Winkel von zwischen - 25°und
809811/0620
- 45° zur jeweiligen Rohrlängsachse geneigt, wobei - 45° besonders bevorzugt wird. Im Gegensatz dazu, bilden die Fasern in dem Verstärkungsüberzug der hinteren Gabel 16 zum Sattel und der hinteren Gabel 15 zum Tretkurbellager mit der Längsachse des jeweiligen rohrförmigen Elementes einen Winkel von 0 , während schließlich die Fasern des Verstärkungsüberzuges des oberen Rohres 11 mit der Längsachse des rohrförmigen Elementes einen Winkel zwischen 0 und - 10°, vorzugsweise - 5°, bilden.
Es ist leicht verständlich, daß die '^"-Angabe in bezug auf den Orientierungswinkel der Fasern anzeigt, daß die Fasern über Kreuz liegen, d. h., daß von den in dem speziellen Orientierungswinkel ausgerichteten Fasern etwa die Hälfte der Fasern den gleichen Orientierungwinkel besitzt, der jedoch in der gegenüberliegenden Richtung der anderen Hälfte liegt.
Für die optimale Festigkeit und das erforderliche niedrige Gewicht handelt es sich bei den Fasern in dem faserverstärkten Überzug um kontinuierliche Graphitfasern. Bei dem Harz des faserverstärkten Überzuges handelt es sich üb ein wärmeaushärtbares Harz. Geeignete wärmeaushärtbare Harzmaterialien sind beispielsweise Epoxy- und Polyesterharze. Die Epoxy-Harze sind Polyoxide, die bekannte Kondensationsprodukte oder Verbindungen sind, die Oxiranringe mit Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen oder aktive Wasserstoff-
..10
809811/0620
atome enthalten, wie Amine, Säuren und Aldehyde. Die am häufigsten verwendeten Epoxy-Harzverbindungen sind diejenigen des Epichlorhydrins und Bisphenols sowie deren Homologe.
Die Polyesterharze sind Polykondensationsprodukte mehrbasischer Säuren mit mehrwertigen Alkoholen. Typische Polyester sind beispielsweise Polyterphthalate wie Poly(äthylen)-terphthalat. Es ist hinlänglich bekannt, daß diesen wärmeaushärtbaren Harzen Modifizierungsmittel wie Härter und ähnliches beigegeben werden. Die Herstellung derartiger Zusammensetzungen bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Bei dem bevorzugten Material, bei welchem gleichgerichtete Graphitfasern mit einem modifizierten Epoxyharz imprägniert sind, handelt es sich um handelsüblich verfügbare Materialien. So werden beispielsweise mit modifiziertem Epoxyharz vorimprägnierte Graphitfasern unter der Bezeichnung "Rigidite 5209" und "Rigidite 5213" der Narmco Division of Celanese Corporation, New York, verkauft. Andere handelsübliche Quellen für die harz-vorimprägnierten Graphitfasern, die zur Durchführung der Erfindung verwendbar sind, sind der Industrie bekannt.
Bei der Fertigung des Fahrradrahmens werden zunächst die Metalloberflächen der rohrförmigen Elemente mit einem faserverstärkten Überzug versehen, wobei die Fasern in dem be-
..12
809811/0620
vorzugten, vorbestimmten Orientierungswinkel in bezug auf die Längsachse des Rahmens ausgerichtet sind. Der Überzug aus harz-imprägniertem Fasermaterial kann am leichtesten hergestellt werden, indem man mehrere Materialschichten zur Verbindung miteinander aufeinander legt und das Harz aushärten läßt.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, wird ein Abschnitt 31 aus einem Material, bestehend aus kontinuierlichen, gleichgerichteten Graphitfasern, die mit einem Kunstharz, wie modifiziertem Epoxyharz imprägniert sind, herausgeschnitten. Wie die Fig. zeigt, besitzt dieser Abschnitt 31 die Form eines Parallelogramms derart, daß die kontinuierlichen, gleichgerichteten Graphitfasern parallel zu den Längskanten 22 und 23 verlaufen. Bei dem Abschnitt 31 bestimmt der Orientierungswinkel der Fasern 26 in bezug auf die Endkante 24 den Orientierungswinkel in bezug auf die Längsachse des rohrförmigen Elementes 30, wenn das rohrförmige Element in der nachfolgend beschriebenen Weise eingehüllt wird. Es ist noch zu erwähnen, daß es sehr vorteilhaft ist, wenn der Abschnitt 31 die gleiche Länge wie das zu umhüllende rohrförmige Element besitzt, während die Breite des Abschnittes 31 vorzugsweise dem Umfang des zu umhüllenden Rohres entspricht. Im einzelenen besitzt der Abschnitt 31 eine Dicke von etwa 0,178 mm bis etwa 0,254 mm und enthält etwa 50 bis 60 Vol.-% Graphitfasern in dem ausgehärteten Harzgrundmaterial. Vorzugsweise sind in dem erfindungs-
..13
809811/0620
gemäß verwendeten Abschnitt 31, 54 bis 58 Vol.-% Graphitfasern in einem Epoxy-Harzgrundmaterial enthalten. Wenn man das rohrförmige Elemente 30 mit dem erforderlichen faserverstärkten Überzug versieht, wird das Element 30 zunächst mit einem geeigneten strukturellen Klebematerial überzogen. Bei dem verwendeten Metallkleber handelt es sich um ein Material, das zur Verbindung von Kunststoffen und Metall eingesetzt wird, wie elastomeres, modifiziertes Epoxyharz und elastomere, modifizierte Phenolharnstoffharze. Ein Beispiel für einen Kleber ist ein Polysulfid elastomer modifiziertes Epichlorhydrin-Bisphenolharz. Viele Formkleber sind handelsüblich verfügbar, wobei einer als Metalbond 1133 bekannt ist, bei welchem es sich um ein elastomeres, modifiziertes Epoxymaterial handelt, das von der Narmco Division der Celanese Corporation, New York vertrieben wird. Bei einem anderen handelt es sich um FM 123-2, vertrieben von der American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, V. St. A. Der Metallkleber wird so aufgetragen, daß die gesamte Oberfläche des Metallrohres 30 bedeckt ist, Wenn es sich bei dem Kleber um ein dünnes Filmschichtmaterial handelt, wie Metalbond 1133, wird eine abgemessene Lage des Klebefilms abgeschnitten und um das Metallrohr 30 gelegt, so daß dessen gesamte Oberfläche bedeckt ist. Es wird dann ein Abschnitt 31, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, aus einem gleichgerichteten Fasermaterial herausgeschnitten, das mit dem Kunststoffharz imprägniert ist. Das Metallrohr 30 mit der aufgetragenen Klebeschicht wird in bezug auf den Abschnitt 31 angeordnet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, so daß die End-
809811/0620
kante 24 des Abschnittes 31 auf die Endkante des Rohres 30 ausgerichtet ist, und damit einen Winkel O1 zwischen dem Rohr und der Längskante 23 des Abschnittes 31 bildet. Dieser Winkel O1 ist beispielsweise bevorzugt 45° in bezug auf das Rohr. Das Rohr 30 wird dann auf den Abschnitt 31 aufgerollt, so daß das Rohr 30 von der mit Harzmaterial imprägnierten Faserschicht umgeben ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird der zweite Abschnitt 41 aus dem harz-imprägnierten, gleichgerichteten Graphitfasermaterial in Form eines Parallelogrammes ausgeschnitten. Innerhalb des Abschnittes 41 liegen die endlosen Graphitfasern 46 tatsächlich parallel zu den Längskanten 42 und 43. Das rohrförmige Element 32 wird in bezug auf die Endkante 48 derart ausgerichtet, daß der Orientierungswinkel der Graphitfasern die gleiche Größe wie in Fig. 2 besitzt, jedoch mit umgekehrtem Vor^Lcltoen. Das rohrförmige Element 32 besteht aus einem Aluminiummetallkern mit seinem Überzug aus Metallkleber und der ersten Schicht des faserverstärkten Materials, hergestellt durch Umlegen des Abschnittes 31 um den eine Klebeschicht tragenden Aluminiummetallkern. Indem man das Rohr 32 auf den flachen Abschnitt 41 aufrollt, wird eine zweite Harzschicht, die mit endlosen Graphitfasern verstärkt ist, auf die Oberfläche des Metallrohres aufgebracht. Der beschriebene Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden in Abhängigkeit von der Anzahl der auf das Metallrohr aufzubringenden faserverstärkten Schichten. Der Orientierungswinkel der Fasern
809811/0620 --15·
kann verändert werden, indem man den Winkel des Abschnittes entsprechend modifiziert.
Nachdem man die erforderlichen Materialschichten auf den Metallkern aufgebracht hat, wird dieser einfach in einen Ofen eingebracht und bis auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die einzelnen Schichten aneinanderzubinden. Die Temperatur, auf welche die Anordnung erhitzt wird, hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich dem Harz, welches zur Imprägnierung der Graphitfasern eingesetzt wird. Diese Temperaturen sind hinlänglich bekannt. Normalerweise liegt die Temperatur für mit einem Epoxyharz imprägnierte Graphitfasern im Bereich von etwa 1000C bis etwa 180°C und vorzugsweise bei etwa 140°C. Vor dem Aufheizen kann ein äußerer Polypropylenschutzfilm aufgebracht werden, um die verschiedenen Schichten um den Metallkern zu halten, wobei die Schutzschicht in einer einfachen Weise entfernt werden kann, indem man sie von Hand von der Oberfläche abzieht.
Wenn mehr als zwei Schichten des Materials aufgetragen werden sollen, ist es vorteilhaft, nach dem Auftrag von zwei Schichten auf einen Metallkern die Anordnung mit einem Polypropylenschutzfilm zu überziehen und einige Minuten lang auf 11O°C aufzuheizen, um ein Verbinden untereinander und mit dem Kern zu erzielen. Danach kann die Anordnung auf Raumtemperatur abgekühlt und der Polypropylenfilm entfernt werden, worauf
..16
809811/0620
man weitere Materialschichten in der gleichen Weise aufbringt.
Wie bereits erwähnt wurde, besitzt die Hälfte der Fasern bei dem Lenkerrohr 14, dem Sattelrohr 13 und dem vorderen Rohr 12 einen Orientierungwinkel zwischen - 25° bis - 45° und vorzugsweise besitzen die Fasern einen Orientierungswinkel von i 45°. Bei dem oberen Rohr 11 sind mindestens die Hälfte der Fasern innerhalb der Schicht in einem Winkel zwischen 0 und - 10 , vorzugsweise - 5 orientiert.
Bei der Herstellung des Sattelrohres besitzen besonders bevorzugt zwei Drittel der Fasern einen Orientierungwinkel von - 45° in bezug auf die Längsachse des Rohres und etwa ein Drittel der Fasern einen Orientierungswinkel von 0° in bezug auf die Rohrlängsachse.
Bei der Herstellung des vorderen Rohres 12 bevorzugt man besonders, daß etwa eine Hälfte der Fasern in der Verstärkungsschicht einen Orientierungswinkel von - 45 in bezug auf die Längsachse des Rohres besitzt und ein Viertel der Fasern mit der Rohrlängsachse einen Winkel von - 25° bildet, während der Rest zur Längsachse zwischen 0 und - 5 geneigt ist.
Bei der Herstellung des oberen Rohres 11 bevorzugt man besonders, daß im wesentlichen alle Fasern mit der Rohrlängs-
..17
809811/0620
achse einen Winkel von etwa - 5° bilden.
Bei der Herstellung des Lenkerrohres 14 ist vorzugsweise etwa die Hälfte der Fasern in bezug auf die Längsachse in einem Winkel von - 45 orientiert, während der Rest mit der Rohrlängsachse einen Winkel von 0° bildet. Bei der Hinterradgabel 15 zur Tretkurbel sind die Fasern im wesentlichen alle längsorientiert, d. h. sie bilden mit der Längsachse des Rohres einen Winkel von 0 .
Bei der Herstellung der Hinterradgabel zum Sattel ist mindestens eine Hälfte der Fasern längs oder in einem Winkel von in bezug auf die Längsachse des Rohres orientiert. Etwa ein Drittel kann einen Orientierungswinkel von etwa - 10° in bezug auf die Längsachse des Rohres besitzen.
Wie sich der Fig. 1 entnehmen läßt, sind die beschriebenen rohrförmigen Elemente untereinander mit Hilfe von Winkelverbindern zu einem Rahmen aneinander befestigt. Der Winkelverbinder 20 besitzt eine Nut zur Aufnahme der Hinterradachse, womit das Hinterrad in seiner Sollstellung verschraubt werden kann. Der untere Winkelverbinder 19 besitzt natürlich entsprechende Öffnungen zur Aufnahme des Tretkurbellagers und des Antriebsmechanismus. Der dem Sitz zugeordnete Winkelverbinder 2L vermag außerdem das Winkelrohr aufzunehmen, an welchem der Sitz üblicherweise befestigt ist. Die vorderen Winkelverbinder 17 und 18 sind jeweils mit Öffnungen zur Auf-
809811/0620 **18
nähme der Vordergabel für die Endmontage des Fahrrades ausgerüstet.
Wie die Fig. 4 zeigt, ist am Ende des vorderen Rohres 12, das einen faserverstärkten Kunstharzüberzug auf seiner Oberfläche trägt, ein Konus 12' angeschliffen, der in die Öffnung des Winkelverbinders 18 paßt. Dieser konische Teil ist äußerst wichtig, um die erforderliche Bindung zwischen den Winkelverbindern und den rohrförmigen Elementen sicherzustellen. Zum Aufbau des Rahmens kann ein flüssiges Epoxyharz als Zweikomponentenkleber eingesetzt werden, um die rohrförmigen Elemente an den jeweiligen Winkelverhindern zu befestigen.
Unter anderem liegen die bedeutenden Vorteile der Erfindung darin, daß bei extrem niedrigem Rahmengewi«ht ein Ausgleich zwischen den Torsions- und Biegesteifigkeiten erreicht wird. Außerdem hat sich gezeigt, daß ein Fahrrad unter Verwendung des erfindungsgemäßen Rahmens wesentlich geringere Vibrationen bei unebenem Gelände auf den Fahrer überträgt. Dementsprechend wird nicht nur die Funktion verbessert, sondern auch die Ermüdungserscheinungen des Fahrers verringert, und die Lebensdauer des Rahmens erhöht.
809811/0620
Leerseite

Claims (8)

  1. 2729998
    Ansprüche
    ImJ Fahrradrahmen, der aus über Winkelverbinder aneinander befestigten Rohrelementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (11, 12, 13, 14, 15, 16) aus einem rohrförmigen, metallischen Kern bestehen, der mit einem faserverstärkten Kunstharzüberzug versehen ist, welcher mit der Metalloberfläche verbunden ist, wobei die Ausrichtung der Verstärkungsfasern zur Stabilisierung und Festigung des Rahmens zur Richtung der jeweiligen Längsachsen der Rohre (11 bis 16) in einem vorbestimmten Winkel angeordnet sind.
  2. 2. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fasern (26, 46) um endlose, gleichgerichtete Graphitfasern handelt, während das Harz ein wärmeaushärtendes Epoxy- oder ein Polyesterharz ist.
  3. 3. Fahrradrahmen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkerrohr (14), das Sattelrohr (13), sowie das vordere Rohr (12) auf der Metalloberfläche einen faserverstärkten Kunststoffüberzug tragen, wobei mindestens die Hälfte der Fasern (26, 46) mit der jeweiligen Rohrachse einen Winkel von - 45° bilden, während mit der metallischen Oberfläche des oberen Rohres (11) ein faser-
    ..3
    809811/0620
    ORIGINAL INSPECTED
    verstärkter Kunststoffüberzug verbunden ist, dessen Fasern mit der Rohrlängsachse einen Winkel von etwa 0 bis i 10° bilden, und die Hinterradgabel (16) zum Sattel sowie die Hinterradgabel (15) zum Tretkurbellager aus Rohren bestehen, mit deren Oberfläche ein faserverstärkter Überzug verbunden ist, dessen Fasern (26, 46) mit der jeweiligen Rohrachse einen Winkel von etwa 0° bilden.
  4. 4. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkerrohr (14) einen Stahlrohrkern aufweist, während das obere Rohr (11), das vordere Rohr (12), das Sattelrohr (13), die Hinterradgabel (15) zum Tretlager sowie die Hinterradgabel (16) zum Sattel einen Aluminiumrohrkern besitzen.
  5. 5. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Fasern des mit dem oberen Rohr (11) verbundenen Überzuges einen Winkel von - 5° mit der Rohrlängsachse bilden.
  6. 6. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Fasern des mit dem Lenkerrohr (14) verbundenen Überzuges mit der Rohrlängsachse einen Winkel von - 45° bilden, während die andere Hälfte der Fasern in einem Winkel von 0° in bezug auf die Rohrlängsachse angeordnet sind.
    809811/0620
    ..4
    -A-
  7. 7. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Fasern des mit dem vorderen Rohr (12) verbundenen Überzuges einen Winkel von - 45°, ein Viertel der Fasern einen Winkel von i 25° und der Rest einen Winkel zwischen 0° und - 5° mit der Längsachse des Rohres bilden«,
  8. 8. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drittel der Fasern innerMb des mit dem Sattelrohr (13) verbundenen Überzuges einen Winkel von - 45° und ein Drittel der Fasern einen Winkel von 0° bis - 5° mit der Längsachse des Rohres (13) bilden.
    809811/0620
DE19772729996 1976-09-10 1977-07-02 Fahrradrahmen Withdrawn DE2729996A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/721,979 US4047731A (en) 1976-09-10 1976-09-10 Bicycle frame

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2729996A1 true DE2729996A1 (de) 1978-03-16

Family

ID=24900044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772729996 Withdrawn DE2729996A1 (de) 1976-09-10 1977-07-02 Fahrradrahmen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4047731A (de)
JP (1) JPS5334230A (de)
BE (1) BE858448A (de)
DE (1) DE2729996A1 (de)
FR (1) FR2364159A1 (de)
NL (1) NL7709018A (de)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54176955U (de) * 1978-06-02 1979-12-14
FR2441531A2 (fr) * 1978-07-31 1980-06-13 Angenieux Clb Sa Procede et moyens d'assemblage des elements composant les cadres de bicyclettes et vehicules similaires
US4493749A (en) * 1982-09-30 1985-01-15 Brezina David C Composite vehicle frames and method of manufacturing composite vehicle frames
FR2546473B1 (fr) * 1983-05-24 1987-12-11 Verre Tisse Sa Materiau tubulaire a base d'une resine renforcee par une matiere textile et cadre de bicyclette ou vehicule similaire realise a partir d'un tel materiau
JPS61171681U (de) * 1985-04-13 1986-10-24
JPS6292993U (de) * 1985-12-02 1987-06-13
US5261991A (en) * 1986-04-30 1993-11-16 Dana Corporation Composite tubular elements and methods of fabrication
IT1205783B (it) * 1986-04-30 1989-03-31 Dana Corp Elementi tubolari composti per albero motore di veicoli e metodi per la fabbricazione
US4888224A (en) * 1986-04-30 1989-12-19 Dana Corporation Composite tubular elements and methods of fabrication
WO1987006901A1 (en) * 1986-05-12 1987-11-19 Trimble Brent J Composite bicycle frame and production method
US4986949A (en) * 1986-05-12 1991-01-22 Trimble Brent J Method of making composite bicycle frames
JPS6343883A (ja) * 1986-08-11 1988-02-24 株式会社 マルイ 自転車用フレ−ムの製造方法
US4923751A (en) * 1986-10-21 1990-05-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Seamless metal-clad fiber-reinforced organic matrix composite structures, and process for their manufacture
US4900048A (en) * 1987-10-02 1990-02-13 Gleb Derujinsky Integral seamless composite bicycle frame
JPH0627512Y2 (ja) * 1987-11-11 1994-07-27 新家工業株式会社 チエーンステーおよびバツクホークとホークエンドとの接続構造
US5364095A (en) * 1989-03-08 1994-11-15 Easton Aluminum, Inc. Tubular metal ball bat internally reinforced with fiber composite
US5059054A (en) * 1989-06-15 1991-10-22 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Process for bonding tubing with polytetrafluoroethylene glass reinforced tape
US5255932A (en) * 1991-07-11 1993-10-26 Moore James D Superefficient bicycle structure
US5180043A (en) * 1992-02-20 1993-01-19 Koppy Corporation Splined assembly
US7188852B1 (en) * 1992-06-05 2007-03-13 Fritschen Thomas M Bicycle with improved composite frame
US5364115A (en) * 1993-08-13 1994-11-15 Klein Bicycle Corporation Dropout and dropout joints for bicycles
WO1996008404A1 (en) * 1994-09-16 1996-03-21 Viatech, Inc. Lightweight ergonomic bar end
DE29907475U1 (de) * 1999-04-27 1999-08-12 Yu, Kuo-Pin, Feng Yuan, Taichung Fahrradrahmen
DE19921552C2 (de) * 1999-05-11 2002-04-18 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Betätigungspedal für die Bremsanlage eines Straßenfahrzeuges
US6497631B1 (en) 1999-09-15 2002-12-24 Wilson Sporting Goods Co. Ball bat
CN1321856C (zh) * 2004-03-19 2007-06-20 沙建刚 碳纤维复合材料自行车架
US20060038375A1 (en) * 2004-06-30 2006-02-23 Parkin Michael J Sizable composite tube bicycle frame and method of making
US7380808B2 (en) * 2004-12-03 2008-06-03 Specialized Bicycle Components, Inc. Bicycle wheel support with vibration isolation
US7597338B2 (en) * 2005-08-26 2009-10-06 Giant Manufacturing Co., Ltd. Bicycle frame with multiple layer tube
US20090183356A1 (en) * 2008-01-23 2009-07-23 Chang Hui Lin Method for assembling parts of cycle frame
ITUD20100217A1 (it) * 2010-11-26 2012-05-27 Gn Man S R L Procedimento per rivestire il telaio di un velocipede, come una bicicletta, o simili
USD916628S1 (en) * 2019-09-05 2021-04-20 Beijing Niu Information Technology Co., Ltd. Bicycle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB290574A (en) * 1927-05-14 1929-01-24 Snc Ets Burel Et Clop Improvements in and relating to tubes and like structural members of cycles and motor cycles
US1998994A (en) * 1934-08-01 1935-04-23 Battery Patents Corp Bicycle frame
US2747616A (en) * 1951-07-07 1956-05-29 Ganahl Carl De Pipe structure
US2755873A (en) * 1953-10-13 1956-07-24 Klaue Hermann Cast motorcycle or like frame
US2827306A (en) * 1955-03-08 1958-03-18 Nsu Werke Ag Frames for motor-bicycles and the like
US3030124A (en) * 1959-01-19 1962-04-17 American Mach & Foundry Bond joints for a bicycle frame
US3321357A (en) * 1962-03-05 1967-05-23 Trenton Corp Reinforced covering for pipes and method of making the same
US3335049A (en) * 1965-03-10 1967-08-08 Corning Glass Works Manufacture of silica-sheathed silicon carbide fibers and the product thereof
US3893681A (en) * 1971-07-14 1975-07-08 Tensor Corp Ski
US3972529A (en) * 1974-10-07 1976-08-03 Mcneil Walter F Reinforced tubular materials and process

Also Published As

Publication number Publication date
NL7709018A (nl) 1978-03-14
FR2364159A1 (fr) 1978-04-07
BE858448A (nl) 1978-03-07
US4047731A (en) 1977-09-13
JPS5334230A (en) 1978-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2729996A1 (de) Fahrradrahmen
DE3322275C2 (de)
DE69009726T2 (de) Ansatzloser fahrradrahmen aus verbundwerkstoff und sein herstellungsverfahren.
DE68908086T2 (de) Fahrzeugrad.
DE60209403T2 (de) Fahrradkurbel und ihre Fertigungsmethode
DE602005001971T2 (de) Fahrradlenkrohr mit ineinandergreifendem Verbindungsstück in der Klammer der Lenkstange und Verfahren dazu
DE102008009969B4 (de) Fahrradfelge
EP0490120B1 (de) Fahrrad-Vorderradgabel aus einem Verbundwerkstoff
DE102010010317B4 (de) Fahrradrahmen mit gelenkiger Gestänge-Befestigungsanordnung
DE60309188T2 (de) Fahrradsatteltrügeranordnung
DE202007019264U1 (de) Speichenrad
EP3079927B1 (de) Anordnung aus einem rahmenelement und einem verbindungselement sowie verfahren zur befestigung eines verbindungselementes an einem rahmenelement
DE102007036065A1 (de) Rad mit einer Felge, einer Nabe und einer Vorrichtung zur Verbindung der Felge mit der Nabe
DE102007033719B4 (de) Fahrradfelge
DE69213007T2 (de) Fahrradrahmen aus Verbundmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102013227019A1 (de) Fahrrad-Verbundkomponente
DE29907475U1 (de) Fahrradrahmen
DE102022126181A1 (de) Fahrradkurbelarm
DE2103036A1 (de) Radsatz
DE4203135A1 (de) Fahrradrahmen
DE2852033A1 (de) Rotationselement und verfahren zu seiner herstellung
EP2930094A1 (de) Gabelkomponente für ein wenigstens teilweise muskelbetriebenes fahrrad
DE102005029292A1 (de) Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug
DE102004052922A1 (de) Halter für Lenkungszahnstangengehäuse
DE3117126A1 (de) Wellen-kupplungs-verbindung

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination