DE4142619C2 - Fahrradrahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen, mit einem Rahmenrohr dessen Außenkontur durch hydrostatische Verformung eines Rohres mit im wesentlichen kreisprofilartigem Querschnitt festgelegt ist und an dessen einem Ende ein Steuerkopf befestigt ist, einer Aufnahme für ein Sattelstützrohr und einer Rohraufnahme für einen Pedalantrieb.

Ein derartiger Fahrradrahmen ist aus der US-PS 44 84 756 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Fahrradrahmen wird das Hauptrahmenrohr im Bereich seiner beiden Enden hydrostatisch zu Aufnahmemuffen für weitere Rahmenrohre umgeformt, wobei die an die Aufnahmemuffen angrenzenden Bereiche ebenfalls hydrostatisch nach außen verformt worden sind.

Damit z. B. der bekannte Fahrradrahmen den maximalen, in irgendeinem Bereich des Rahmenrohres auftretenden Belastungen auch langfristig standhält, sind die erforderlichen Rahmenrohre relativ dickwandig ausgebildet. Nachteiligerweise ist dadurch aber das Gewicht des Fahrradrahmens, und damit natürlich auch des Fahrrades ingesamt, relativ groß, wodurch es einerseits unhandlich wird und andererseits das Fahren, insbesondere bei ansteigender Strecke, recht mühselig ist.

Ausgehend von diesem vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Fahrradrahmen zu schaffen, der zum einen den oben geschilderten Belastungen standhält, aber zum anderen ein geringes Gewicht aufweist.

Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein mittlerer, die Rohraufnahme für den Pedalantrieb aufweisender Bereich des Rahmenrohres in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Radialebenen beidseitig nach außen kreuzprofilartig verformt ist, während das Rahmenrohr in einem, die Aufnahme für das Sattelstützrohr bildenden Endbereich sowie im anderen, zum Steuerkopf führenden Endbereich lediglich in einer Radialebene beidseitig nach außen verformt ist.

Mit der Erfindung wurde ein Fahrradrahmen geschaffen, welcher relativ dünnwandig ausgebildet sein kann und trotzdem aufgrund der hydrostatischen Verformung des Querschnitts nach außen den geschilderten Belastungen standhält. Durch die erfindungsgemäßen hydrostatischen Verformungen des Kreisprofils wird ein Kreuzprofil mit fließenden Übergängen bezüglich der Umfangs- und der Querschnittsänderungen geschaffen, das dem Fahrradrahmen an den Stellen, wo vermehrt Druck-, Zug- und Torsionsspannungen auftreten, eine bessere Steifigkeit verleiht. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß durch die nach der Erfindung erfolgte hydrostatische Kaltverformung des Rohrrahmenprofils mittels Drücken von bis zu 2000 bar eine die Güte des Metalls verbessernde Kaltverfestigung entsteht. Dies alles wirkt sich besonders vorteilhaft z. B. bei Kinderfahrradrahmen aus, da diese zum einen aufgrund ruppigen Umganges der Kinder mit den Fahrrädern großen Belastungen ausgesetzt sind aber zum anderen gerade solche Fahrräder möglichst leichtgewichtig sein sollen.

Zwar ist es durch die FR 692 193 bekannt, Rohre von gegossenen Fahrradrahmen mit verschiedenen Querschnitten, auch kreuzprofilartigem Querschnitt zu versehen. Dabei erstreckt sich der jeweilige Querschnitt jedoch über die gesamte Rohrlänge.

Gerade aber bei längeren Rohren für ein Fahrrad ist es vorteilhaft, entsprechend der Er­ findung das Rahmenrohr je nach Art und Größe der aufzunehmenden Belastung in unterschiedlichen Bereichen voneinander abweichend hydrostatisch zu verformen. Diese Art des Aufbaus des Fahrradrahmens hat große Vorteile, setzt jedoch eine genaue vorherige Untersuchung über die Art und Größe der Belastungen in jedem Axialbereich des Rahmenrohres voraus. Bei Kenntnis der spezifischen Belastungsfälle (Knickung, Torsion) je Axialbereich ist es jedoch möglich, unter Verwendung eines dünnwandigen Rohres dasselbe unter Vergrößerung des Außenumfangs so zu verformen, daß es die jeweiligen Belastungssituationen in den einzelnen Axialbereichen langfristig übersteht.

Darüber hinaus kann es jedoch auch vorteilhaft sein, in Anpassung an die Art und Größe der aufzunehmenden Belastung das Rahmenrohr in mindestens einem axialen Bereich in einer Radialebene im unterschiedlichen Maße beidseitig hydrostatisch zu verformen. Dadurch ist es möglich, am Rohrrahmenprofil Bereiche mit unterschiedlichen Querschnitten und Umfängen auszubilden, wobei der Durchmesser des hydrostatisch verformten Rahmenrohres oberhalb des Durchmessers des Ausgangsrohres liegt.

Der erfindungsgemäße Fahrradrahmen ist also aufgrund seiner unterschiedlichen Verformung in der Lage, bei insgesamt geringen Wandstärken auch hohe Druck-, Zug- und Torsionsspannungen aufzunehmen. Aufgrund der Möglichkeit, nach der Erfindung differenzierte Verformungen in Teilbereichen des Rahmens herzustellen - so auch bei geschwungenen Rahmenrohren - können die Rahmen vorteilhafterweise auch entsprechend dem gewünschten Design, zur Gebrauchserleichterung oder zur Produktionsvereinfachung spezielle Verformungen aufweisen. Das ergibt insgesamt eine wesentlich größere Gestaltungsfreiheit bei der Entwicklung von neuen, im modischen Trend liegenden Fahrradrahmen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des Fahrradrahmens,

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rahmenrohr gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Rahmenrohr gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Rahmenrohr gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Fahrradrahmen insgesamt mit der Be­ zugsziffer 10 versehen.

Der Fahrradrahmen 10 weist ein Rahmenrohr 11 sowie einen Steuerkopf 12 auf. Am einen Ende des Rahmenrohres 11 ist eine nach oben weisende Sattelaufnahme 13, am anderen Ende der Steuerkopf 12 sowie im mittleren Bereich eine Rohraufnahme 14 für den nicht dargestellten Pedalantrieb angeordnet. Der zum Steuerkopf 12 weisende Rohrbereich des Rahmenrohres 11 ist mit der Bezugsziffer 15 versehen. Er läuft in Richtung zum Steuerkopf 12 leicht konisch zusammen, wobei ein Endabschnitt 27 des Rohrbereichs 15 - wie Fig. 2 (Schnitt II-II) zeigt - so zusammengepreßt worden ist, daß die Innenumfangsflächen aufeinanderliegen. Der Endabschnitt 27 steckt in einer schlitzförmigen Öffnung 16 (Fig. 2) der Rohrwandung 17 des Steuerkopfes 12 und ist über eine Kehlnahtverschweißung 18 fest mit dem Steuerkopf 12 verbunden.

Der Fahrradrahmen 10 ist, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt, entsprechend der jeweiligen Bean­ spruchung auf drei unterschiedliche Arten hydrostatisch ver­ formt, wie die entlang der Schnittlinien III-III, IV-IV und V-V in den Längsschnitt durch das Rahmenrohr 11 eingezeichne­ ten Rohrquerschnitte zeigen. Zur verbesserten Darstellung sind die oben genannten Rohrquerschnitte in den Fig. 3-5 ver­ größert dargestellt.

Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1, daß die in der Radialebene x′ gegenüberliegenden Bereiche 19 und 20 des Rahmenrohres 11 in einander entgegengesetzten Richtungen nach außen hydrosta­ tisch verformt sind, wodurch das Widerstandsmoment des so verformten Abschnitts des Rahmenrohres 11 sich erhöht.

Dagegen zeigt Fig. 4 einen Querschnitt des Rahmenrohres 11 entlang der in Fig. 1 mit IV-IV gekennzeichneten Schnittlinie, wobei hier das ursprünglich kreiszylindrische Rohr nicht nur in der x′′-Ebene Profilierungen 23 und 24 auf­ weist, sondern außerdem aufgrund von Profilierungen 21 und 22 in der y′′-Ebene als Kreuzprofil ausgeformt ist. Durch diese Art der hydrostatischen Verformung vergrößert sich nicht nur das Widerstandsmoment des Rahmenrohres 11, sondern auch die Torsionssteifigkeit in diesem Bereich deutlich.

Letztlich zeigt Fig. 5 einen Querschnitt des Rahmen­ rohres 11 entlang der in Fig. 1 mit V-V gekennzeichneten Schnittlinie, wobei hier nur die sich in der y′′′-Ebene gegenüberliegenden Bereiche 25 und 26 hydrostatisch verformt wurden.

Claims (9)

1. Fahrradrahmen, mit einem Rahmenrohr, dessen Außenkontur durch hydrostatische Verformung eines Rohres mit im wesentlichen kreisprofilartigem Querschnitt festgelegt ist und an dessen einem Ende ein Steuerknopf befestigt ist, einer Aufnahme für ein Sattelstützrohr und einer Rohraufnahme für einen Pedalantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer, die Rohraufnahme (14) für den Pedalantrieb aufweisender Bereich des Rahmenrohres (11) in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Radialebenen (x′′, y′′) beidseitig nach außen kreuzprofilartig verformt ist, während das Rahmenrohr (11) in einem, die Aufnahme (13) für das Sattelstützrohr bildenden Endbereich sowie im anderen, zum Steuerkopf (12) führenden Endbereich lediglich in einer Radialebene (x′, y′′′) beidseitig nach außen verformt ist.

2. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenrohr (11) im mittleren Bereich in den zwei senkrecht aufeinander stehenden Radialebenen (x′′, y′′) in unterschiedlichem Maße nach außen verformt ist.

3. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenrohr (11) in mindestens einem axialen Bereich in einer Radialebene im unterschiedlichen Maße beidseitig hydrostatisch verformt ist.

4. Fahrradrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenrohr (11) zumindest teilweise gebogen ausgebildet ist.

5. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (27) des zum Steuerkopf (12) führenden Endbereiches des Rahmenrohres (11) in einer Ebene zusammengepreßt ist und daß dieser Endabschnitt (27) in einer schlitzförmigen Öffnung (16) des Steuerkopfes (12) verschweißt ist.

6. Fahrradrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenrohr (11) und der Steuerkopf (12) über eine Kehlnaht (18) verbunden sind.

7. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Seitenansicht polygonale Ausbildung.

8. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Seitenansicht U-förmige Ausbildung.

9. Fahrradrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Seitenansicht dreieckförmige Ausbildung.