DE29604730U1

DE29604730U1 - Fahrradrahmen

Info

Publication number: DE29604730U1
Application number: DE29604730U
Authority: DE
Original assignee: OMT OBERFLAECHEN MATERIALTECH
Current assignee: OMT OBERFLAECHEN MATERIALTECH
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2006-03-15

Description

Anmelder: o.m.t. Oberflächen- und Materialtechnologie GmbH Seelandstraße 65
23569 Lübeck

Fahrradrahmen

Die Erfindung betrifft einen im wesentlichen aus Metallrohren aufgebauten Fahrradrahmen mit einem Tretlager, einem Lenkkopf und gegebenenfalls einem Sattelkopf.

An Fahrradrahmen werden in bezug auf Fahrkomfort und Stabilität vielfach mit Blick auf die Werkstoffe gegensätzliche Anforderungen gestellt. Einerseits sollten sie elastisch in der Ebene des Rahmens und andererseits steif quer zur Tretrichtung sein. Insbesondere das Tretlager und der Lenkkopf fordern hohe Quersteifigkeit, ohne dabei an dynamischer Dauerfestigkeit zu verlieren.

Bei Stahl als Werkstoff für den Rahmen sind aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls dieses Werkstoffes der Elastizität Grenzen gesetzt, obwohl hochfeste Rohrgeometrien schon mit geringen Wandstärken zu erreichen sind. Ideale Werkstoffe, die gute Elastizität mit hoher Festigkeit verbinden, sind Titanlegierungen. Titanrohre lassen sich jedoch in Wandstärke und Geometrie nur schwer variieren, so daß aufgrund der Elastizität ausreichende Steifigkeiten des Tretlagers und des Lenkkopfes nur schwer zu realisieren sind. Dieses beweisen die heute im Markt vertriebenen Titanfahrräder mit Lenkkopfsteifigkeiten von 62 bis 70 Nm/Grad und Tretlagersteifigkeiten von 80 bis 90 Nm/Grad.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung bekannter Fahrradrahmen aus Metall im Hinblick auf eine hohe Steifigkeit des Rahmens in Querrichtung, ohne daß hierdurch die durch entsprechende Werkstoffwahl erreichbare günstige Elastizität des Rahmens in Fahrtrichtung bzw. in der Rahmenebene nachteilig beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrradrahmen der einleitend erwähnten Art erfindungsgemäß so gelöst, daß der Rahmen im Bereich des Tretlagers und/oder des Lenkkopfes, insbesondere an dort befindlichen Verbindungsstellen zwischen Metallrohren, jeweils mit einer zumindest einlagigen Verstärkung aus faserverstärktem Kunststoff versehen ist. Falls der Rahmen auch mit einem Sattelkopf ausgestattet ist, könnte eine solche Verstärkung zweckmäßigerweise auch oder gegebenenfalls nur im Bereich des Sattelkopfes vorgesehen werden, falls sich in diesem Bereich eine Versteifung des Rahmens konstruktiv nicht oder nur mit entsprechend hohem Aufwand verwirklichen läßt.

Die Verstärkungen sorgen an den kritischen und durch Biegemomente relativ hoch belasteten Stellen des Rahmens für eine sehr hohe Steifigkeit in Querrichtung, so daß als Werkstoffe für den Rahmen insbesondere auch solche mit an sich erwünschter hoher Elastizität, wie etwa Titanlegierungen, geeignet sind, bei deren Verwendung als Rahmenwerkstoff sich sonst in der Praxis Probleme wegen einer nicht genügenden Quersteifigkeit des Rahmens ergeben können.

Die Verstärkungen, die den Rahmen an den zwei bzw. drei erwähnten, quer zu versteifenden Bereichen zweckmäßigerweise nach Art von Hülsen vollständig umhüllen, werden vor allem dann

gut am Rahmen haften, wenn dieser außen an den verstärkten Strecken mit den Mikroaufrauhungen versehen ist.

Besonders vorteilhaft sind Verstärkungen aus mit Kohlefasermatten verstärkten Kunststoffen (CFK). Allerdings sind auch Aramidfasermatten gut geeignet, während sich als Kunststoff vor allem ein Zwei-Komponenten-Epoxidharz als zweckmäßig erwiesen hat. Im übrigen sollten die Fasermatten bzw. Fasermattenstreifen kreuzweise und gegebenenfalls auch mehrlagig auf die zu verstärkenden Rahmenstrecken gewickelt sein, da dann je nach Anwendungsfall eine gezielte Einstellung der Steifigkeit und Festigkeit des Rahmens möglich wird. Gut und mit günstigen Versteifungseffekt lassen sich Fasermatten verarbeiten, die eine "Dichte" bzw. ein flächenbezogenes Gewicht in der Größenordnung von 30 bis 450 g/m² haben.

Wie praktische Versuche gezeigt haben, kann man mit erfindungsgemäß verstärkten Metallrahmen aus einer Titanlegierung ohne Verlust an Dauerbiegefestigkeit Steifigkeiten im Lenkkopf von > 90 Nm/Grad und im Tretlager von > 120 Nm/Grad erreichen, also Werte, die im Vergleich zu unverstärkten Rahmen mit gleichen Rohren aus diesem Werkstoff wesentlich besser sind. Sinngemäß gilt dies auch in bezug auf Rahmen, die aus anderen Metallen, wie etwa Stahl oder Aluminium, bestehen.

Claims

Ansprüche

1. Aus Metallrohren aufgebauter Fahrradrahmen mit einem Tretlager, einem Lenkkopf und gegebenenfalls einem Sattelkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen im Bereich des Tretlagers und/oder des Lenkkopfes, insbesondere an dort befindlichen Verbindungsstellen zwischen Metallrohren, jeweils mit einer zumindest einlagigen Verstärkung aus faserverstärktem Kunststoff versehen ist.

2. Fahrradrahmen mit einem Sattelkopf, insbesondere Fahrradrahmen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Bereich des Sattelkopfes vorgesehene Verstärkung der im Anspruch 1 angegebenen Art.

3. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungen den Rahmen in den genannten Bereichen umhüllen.

4. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen außen an den verstärkten Strekken aufgerauht ist.

5. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungen aus mit Kohlefasermatten verstärktem Kunststoff bestehen.

6. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungen aus mit Aramidfasermatten verstärktem Kunststoff bestehen.

7. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermatten in den Verstärkungen kreuzweise gewickelt sind.

8. Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermatten ein flächenbezogenes Gewicht von etwa 30 bis 450 g/m² haben.