DE3804342C2

DE3804342C2 - Aus Leichtmetall- oder Thermoplastdruckguss hergestelltes Fahrrad

Info

Publication number: DE3804342C2
Application number: DE19883804342
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2008-02-13
Also published as: DE3804342A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Rahmen und einer Vorderradgabel, welche aus Leichtmetall- oder Thermoplastdruckguß hergestellt sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Fahrräder sind beispielsweise durch die DE-PS 8 07 487 oder die FR 979 506 bekannt. Durch die DE-PS 8 22 342 ist es bekannt, als Lampengehäuse Rotationskörperfortsätze beidseitig des Gabelkopfes an die Vorderradgabel anzugießen, die gleichzeitig als Verstärkung dienen.

Leichtmetalle und Kunststoffe weisen gegenüber bisher vorwiegend für die Fahrradherstellung verwendetem Stahl den Nachteil des niedrigeren Elastizitätsmoduls, also einer verminderten Formsteifigkeit auf. Dieser Eigenschaft muß bei Verwendung von Leichtmetall oder Thermoplasten Rechnung getragen werden. Nur bei einer auf die veränderten Festigkeitseigenschaften Rücksicht nehmenden Formgebung, beispielsweise durch Anwendung großer dünnwandiger Hohlprofile, kann gegenüber Stahlrohrrahmen und -gabeln Gewicht eingespart werden.

Beide Werkstoffe, besonders Thermoplaste, weisen zudem die Vorteile einer guten Korrosionsbeständigkeit sowie einer leichten, praktisch ohne spanabhebende Nacharbeit möglichen Herstellbarkeit durch Druckguß auf.

Es soll die Aufgabe gelöst werden, ein Fahrrad mit Rahmen und Vorderrad gabel aus Leichtmetall- oder Thermoplastdruckguß zu schaffen, dessen Formgebung unter Rücksichtnahme auf den reduzierten Elastizitätsmodul bei gleicher Formsteifigkeit eine Gewichtserleichterung gegenüber einer Stahlausführung gewährleistet, sowie mit kleinerem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche bilden die im Anspruch 1 angegebenen Aufgabenlösung in vorteilhafter Weise weiter.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert:

Das in Fig. 1 in der Seitenansicht dargestellte Fahrrad besitzt einen im Druckguß hergestellten Leichtmetall- oder Kunststoffrahmen mit einem Hauptrahmenträger 1, der den Steuerkopf 2 mit dem Sattelträgerkasten 3 verbindet. Das Hinterrad 7 wird an den beiden, an den Sattelträgerkasten 3 angegossenen Schenkeln 5, 6 des Hinterradträgers befestigt. Am unteren Teil des Rahmens sitzen Tretkurbeln 8 und 9, mit denen die Antriebskette 10 angetrieben wird. Das Kettenrad 11 wird von der mit angegossenen, U-förmigen Kappe 12 umfaßt. Das Vorderrad 4 wird von der ebenfalls aus Leichtmetall oder Kunststoff gegossenen Vorderradgabeln 13 getragen und stellt die Verbindung durch den Steuerkopf 2 hindurch zum Lenker 14 her.

In Fig. 2 ist vergrößert ein in Fig. 1 mit A-B gekennzeichneter Schnitt durch den vorderen Teil des Sattelträgerkastens 3 wiedergegeben, um die Befestigung des den Sattel 15 tragenden Sattelrohrs 16 zu erläutern. Zur Halterung des Sattelrohrs 16 besitzt der Sattelträgerkasten 3 Augen 17 und 18, die in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind und von einer Spannschraube 19 mit Mutter 20 durchdrungen sind. Der Sattelträgerkasten 3 besitzt an seinem vorderen Ende eine Verstärkung 21, in die ein geschlitztes Sattelträgerrohr 22 gesteckt ist. Der Schlitz 23 des Sattelträgerrohres 22 ist in Fig. 3 in der Seitenansicht dargestellt. Er umfaßt das Sattelrohr 16 und verbindet es beim Anziehen von Schraube 19 mit Mutter 20 über das Sattelträgerrohr 22 mit der Verstärkung 21 des Sattelträgerkastens 3.

Die Vorderradgabel 13 ist in den Fig. 4 und 5 in vergrößertem Maßstab wiedergegeben. Fig. 4 stellt einen in Fig. 5 mit C-D gekennzeichneten Längs- und Fig. 5 einen in Fig. 4 mit E-F gekennzeichneten Querschnitt dar. Sie besteht aus zwei Gabelschenkeln 24 und 25. Diese sind auf ihren Innenseiten durch Rippen 26 und 27 verstärkt. Der Gabelkopf 28 weist im vorliegenden Beispiel zwei Rotationskörperfortsätze 29 und 30 auf, welche mit nicht mit dargestellten Scheinwerfereinsätzen ausgerüstet sind. Die Rotationskörperfortsätze 29, 30 verstärken den Gabelkopf 28, der über den konischen Fortsatz 31 in den Steuerkopf 2 eingreift und über das Schrägkugellager 32 schwenkbar abgestützt ist. In den konischen Gabelfortsatz 31 ist ein formgezogenes Steuerkopfrohr 33 gesteckt, welches an seinem unteren Bund 34 mit einer gepreßten Stirnverzahnung ausgerüstet ist, so daß ein Formschluß zwischen Gabelkopf 28 und Steuerkopfrohr 33 hergestellt wird. Die obere Lagerabstützung erfolgt durch ein Schrägkugellager 35 wobei ein den Innenring umfassendes Rohrstück 36 das Steuerkopfrohr 33 umfaßt. Durch ein auf letzterem angebrachtes Gewinde und eine Doppelmutter 37 kann die Befestigung in bekannter Weise derart eingestellt werden, daß eine spielfreie Lagerung der Vorderradgabel 13 im Steuerkopf 2 gewährleistet ist. In das Steuerkopfrohr 33 faßt das Lenkerschaftrohr 38 und wird, wie bei konventionellen Fahrrädern üblich, durch einen Spannring 39, der einen darin untergebrachten Konus mit einer Spannschraube 40 aufweist, durch Reibschluß nur der Vorderradgabel 13 verbunden.

In den Abbildung Fig. 6 bis 12 ist ein Fahrrad veranschaulicht, bei dem die Räder 41 und 42 wie bei einem Kraftwagen an der am mit einem einseitigen Hinterradträger 47 ausgerüsteten Rahmen gelagerten Antriebsnabe 54 und vorn an der am einseitigen Gabelschenkel 49 der Vorderradgabel 50 gelagerten Bremsnabe 55 mittels Radbolzen 56 befestigt sind. In Fig. 6 ist diese Fahrradlösung in der Seitenansicht, auf der sich der einseitige Hinterradträger 47 und der Vorderradgabelschenkel 49 befindet und in Fig. 7 die Seitenansicht mit der Radbefestigung dargestellt.

Der glockenförmige Steuerkopf 43 ist mit dem, den Sattel 46 tragenden Sattelträgerrohr 45 durch den Hauptrahmenträger 44 verbunden. Letzterer ist, wie die in Fig. 6 gestrichelt dargestellte Innenabmessung zeigt, als flaches, konisches Rohr derart gestaltet, daß sein Gußkern, welcher in der Kokille am Kern des Steuerkopfes 43 abgestützt ist, über den Tretlagerrohranguß hinweg herausgezogen werden kann. Vom Tretlagerrohr bis zur Sattelabstützung geht das Sattelstützrohr nach hinten in den zum Rad hin verrippten Hinterradträger 47 über. Die Verrippung ist im Querschnitt I-K in Fig. 10 verdeutlicht. Das Widerstandsmoment dieses Querschnitts wird dadurch vergrößert, daß das vorzugsweise aus Thermoplast hergestellte Schutzblech 48, zumindest der Teil desselben, welches den Hinterradträger 47 überdeckt, auf den zum Rad 42 hin offenen Rippenquerschnitt des Hinterradträgers 47 aufgeklebt wird.

In der Vorderansicht Fig. 8 ist der Gabelschenkel 49 der Vorderradgabel 50 mit zwei, den Gabelkopf verstärkenden Rotationskörperfortsätzen 51 und 52 ausgerüstet. Auch bei dem Vorderrad-Gabelschenkel 49 wird eine Verstärkung dadurch erreicht, daß, wie der in Fig. 6 mit G-H gekennzeichnete, in Fig. 9 dargestellte Querschnitt zeigt, ein Teil des Schutzbleches 53 aufgeklebt wird.

In den Abbildungen Fig. 11 und 12 ist der Kardanantrieb des in Fig. 6 bis 10 dargestellten Fahrrades wiedergegeben. Fig. 11 veranschaulicht den in Fig. 6 gekennzeichneten Querschnitt vom Tretlager bis zur Radlagerung. Unterhalb des Hauptrahmenträgers 44 ist das Tretlagerrohr angegossen, an welches der Hinterradträger 47 anschließt, der innen durch das eingeklebte Schutzblech 48 abgeschlossen und verstärkt ist. In dem Hohlraum zwischen Schutzblech 48 und Hinterradträger 47 ist gekapselt die Kardanwelle 61 untergebracht, die über ein Kegelritzel 57 von den beiden Tretkurbeln 86 und 87 aus angetrieben wird und im an einem am Hinterradträger 47 angegossenen Zylindergehäuse 62 befestigten Getriebedeckel 70 abgestützt wird.

In Fig. 12 ist der in diesem Beispiel dreistufige Hinterradantrieb vergrößert wiedergegeben. Die Kardanwelle 61 treibt über eine durch eine Verstellgabel 71 von einem nicht mit dargestellten Bowdenzug aus axial verschiebbare, mit Außenklauen 72 ausgerüstete Hülse 73 eine von den drei nebeneinandersitzenden Kegelritzeln 67 bis 69 an, welche mit je einem Zahnkranz des Tellerrades 66 kämmen. Die verschiebbare Hülse 73, damit die Kardanwelle 61, ist über die beiden Kugellager 83 und 84 im Getriebedeckel 70 gelagert. Das Rad 42 ist mittels der Radbolzen 56 an der Antriebsnabe 54 befestigt, wodurch gleichzeitig eine Bremsscheibe mit der Antriebsnabe 54 verbunden ist. Die Antriebsnabe 54 ist mittels Doppelkugellager 85 im Lagerflansch 63, der mit dem Zylindergehäuse 62 verschraubt ist, gelagert. Der Antrieb auf das Rad 42 erfolgt vom in der Antriebsnabe 54 mittels Kugellager 65 gelagerten Tellerrad 66 über den Freilauf 81. Zum Bremsen durch Rücktritt sitzt auf der Kardanwelle 61 die Freilaufhülse 80. Bei Rückwärtsbewegung der Kardanwelle 61 verdreht die Außenverzahnung der Freilaufhülse 80 über einen Zahnring 79 über dessen Vierkantfortsatz einen in einem Innengewinde des Fortsatzes 76 des Getriebedeckels 70 angeordneten Gewindering 78, der über ein Drucklager 77 die auf dem Deckelfortsatz 76 axial beweglich, in Umfangsrichtung fest gelagerte, mit Reibbelag ausgerüstete Bremsscheibe 82 gegen die mit dem Rad 42 umlaufende, außen verrippte Bremsscheibe drückt, wodurch das Rad 42 abgebremst wird.

Bezugszeichenliste

1 Hauptrahmenträger
2 Steuerkopf
3 Sattelträgerkasten
4 Vorderrad
5, 6 Schenkel (Hinterradträger)
7 Hinterrad
8, 9 Tretkurbel
10 Antriebskette
11 Kettenrad
12 Kappe
13 Vorderradgabel
14 Lenker
15 Sattel
16 Sattelrohr
17, 18 Augen
19 Spannschraube
20 Mutter
21 Verstärkung
22 Sattelträgerrohr
23 Schlitz
24, 25 Vorderrad-Gabelschenkel
26, 27 Rippe
28 Gabelkopf
29, 30 Rotationskörperfortsatz
31 Fortsatz
32, 35 Schrägkugellager (Axiallager)
33 Steuerkopfrohr
34 unterer Bund
36 Rohrstück
37 Doppelmutter
38 Lenkerschaftrohr
39 Spannring
40 Spannschraube
41, 42 Rad
43 Steuerkopf
44 Hauptrahmenträger
45 Sattelträgerrohr
46 Sattel
47 Hinterradträger
48 Schutzblech
49 Vorderrad-Gabelschenkel
50 Vorderradgabel
51, 52 Rotationskörperfortsatz
53 Schutzblech
54 Antriebsnabe
55 Bremsnabe
56 Radbolzen
57 Kegelritzel
60 Bohrung
61 Kardanwelle
62 Zylindergehäuse
63 Lagerflansch
65 Kugellager
66 Tellerrad
67, 68, 69 Kegelritzel
70 Getriebedeckel
71 Verstellgabel
72 Außenklaue
73 Hülse
76 Fortsatz
77 Drucklager
78 Gewindering
79 Zahnring
80 Freilaufhülse
81 Freilauf
82 Bremsscheibe
83, 84 Kugellager
85 Doppelkugellager
86, 87 Tretkurbel
W Außenbreite

Claims

1. Fahrrad mit einem Rahmen und einer Vorderradgabel, welche aus Leichtmetall- oder Thermoplastdruckguß hergestellt sind,
wobei der Rahmen einen Hauptrahmen, einen diesen nach vorn abschließenden Steuerkopf zur Lagerung der Vorderradgabel und einen sich nach hinten an den Hauptrahmen anschließenden Hinterradträger aufweist, welcher nach oben in eine Sattelstützaufnahme mit einer nach oben offenen Bohrung für die Aufnahme eines Sattelrohres ausläuft,
wobei der Gabelkopf der einstückig gegossenen Vorderradgabel einen sich zum Steuerkopf hin erstreckenden biegesteifen Fortsatz aufweist, in den ein mit dem Gabelkopf verbundenes Steuerkopfrohr eingeführt ist, welches ein Lenkerschaftrohr durch Reibschluß trägt und durch welches die obere Abstützung der Vorderradgabel am Steuerkopf über ein Lager erfolgt, und
wobei die die Radlagerung tragenden Schenkel der Vorderradgabel eine Längsverrippung aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein hohler Flachkörper bildet als Hauptrahmenträger (1; 44) den Hauptrahmen und der Steuerkopf (2; 43) ist derart glockenförmig ausgebildet, daß er auf seiner die Vorderradgabel (13; 50) in einem Axiallager (32) tragenden Unterseite einen Durchmesser aufweist, welcher die Außenbreite (W) der Vorderradgabel (13; 50) ausmacht,
b) die Längsverrippung (Rippen 26, 27) ist auf der Innenseite der Schenkel (24, 25; 49) der ein- oder zweischenklig ausgebildeten Vorderradgabel (13; 50) angebracht und läuft in den Fortsatz (31) des Gabelkopfes (28) aus, welcher in den glockenförmigen Steuerkopf (2; 43) hineinfaßt, und
c) das Steuerkopfrohr (33) ist mit dem Gabelkopf (28) in Schwenkrichtung der Vorderradgabel (13; 50) formschlüssig verbunden.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die vorgegossene Bohrung (60) ein auf der Austrittsseite geschlitztes Sattelträgerrohr (22) geschoben ist, welches zur Aufnahme des Sattelrohres (16) dient.

3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderradgabel (13) ein- oder beidseitig des Gabelkopfes (28) angegossene, gleichzeitig zur Verstärkung dienende Rotationskörperfortsätze (29, 30) aufweist.

4. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- oder zweischenklig ausgebildete Hinterradträger (5, 6; 47) und die Schenkel (24, 25; 49) der Vorderradgabel (13; 50) eine Verrippung aufweisen, auf welcher aus Metall oder Kunststoff bestehende Platten, welche ganz oder teilweise als Schutzblech (48, 53) dienen, aufgeklebt oder aufgeschweißt sind.

5. Fahrrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kardanantrieb vorgesehen ist, dessen Kardanwelle (61) im gekapselten Raum zwischen Hinterradträger (47) und Schutzblech (48) untergebracht ist.

6. Fahrrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterradträger (47) des Rahmens in ein beidseitig offenes Zylindergehäuse (62) ausläuft, an den auf der Radseite ein Lagerflansch (63) für eine Antriebsnabe (54), an welcher über Radbolzen (56) das Rad (42) befestigt ist, geschraubt ist, wobei die Antriebsnabe über ein Kugellager (65) sowie einen Freilauf (81) ein ein- oder mehrkränziges Tellerrad (66) trägt, dessen zugeordnete und von der Kardanwelle (61) angetriebene Kegelritzel (67 bis 69) an einem auf der Außenseite am Zylindergehäuse (62) befestigten Getriebedeckel (70) gelagert sind.