DE8817102U1 - Rahmen in Sandwich-Bauweise - Google Patents

Description

Rahmen in Sandwich-Bauweise

Die Erfindung betrifft einen Rahmen in Sandwichbauweise, insbesondere aus Kunststoff, der sich insbesondere für Motorräder, Fahrräder od. dgl. eignet. Sandwichbauweise bedeutet eine Leichtbauweise, bei der zwei leichte, flache Deckteile, oder -platten, zwischen denen sich Füllstoffe befinden, durch Kleben, Löten od. dgl. miteinander verbunden sind.

Derartige Rahmen sind bei Fahrrädern bekannt (vgl. das unter der Rollennummer G 81 33 605.5 eingetragene Gebrauchsmuster) und aus einem Stück gefertigt oder aus zwei Schalen zusammengesetzt. Bei der ersteren, einstückigen Ausbildung besteht der Rahmen aus einer Einlage aus Blech, welche mit Kunststoff ummantelt ist. Bei der Schalenbauweise sind die miteinander verbundenen Schalen aus Kunststoff gebildet, wobei zwischen diesen ein Versteifungsprofil, z. B. CFK-Rohrprofil (kohlenstoffaserverstärkt) eingelegt ist. Die Herstellung solcher Fahrradrahmen erfordert die Verarbeitung von in Muldenformen gepreßten, faserverstärkten Kunststoffmatten. Die mithin für die Herstellung notwendigen Schalenformen stellen allerdings ein teures und auf eine einzige Rahmenausbildung spezialisiertes und somit nicht flexibles Herstellungswerkzeug dar. Zudem eignen sich die Schalenformen bei der Herstellung in erster Linie nur für großflächige Fahrradrahmen, was einen hohen Verbrauch an Werkstoff sowie eine außerordentliche Empfindlichkeit des entsprechend ausgeführten Zweirads gegenüber Seitenwind mit sich bringt.

Bei einem anderen bekannten, aus Rohren gebildeten Rahmen für Motorräder (Gebrauchsmustereintragung 84 09 217) sind zwei zusammenlaufende Rohrenden mit Hilfe eines Verbin-

dungsteils mit einem weiteren Rohr verbunden. Dieser Verbindungsteil besitzt zwei Rohreinsteckausnehmungen für die beiden erstgenannten Rohrenden und eine weitere Bohrung für das zuletzt genannte Rohr. Hierfür ist der Verbindungsteil hohlzylindrisch ausgebildet und realisiert mithin eine Muffenverbindung, welche für in leichter Sandwich-/Schalenbauweise gefertigte Fahrradrahmen ungeeignet ist. Zudem erschwert die Rohrbauweise eine gezielte Versteifung des Fahrradrahmens in der vertikalen Ebene.

Nach alledem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rahmen zu schaffen, bei dem die eingangs genannten Nachteile beseitigt sind, eine einfache und kostengünstige sowie an diverse Rahmenformwünsche flexibel anpaßbare Herstellung ermöglicht sowie im Falle der Verwendung für Motor-, Fahrräder od. dgl. ein hoher Fahrkomfort unter ausreichender Betriebssicherheit gewährleistet ist.

Zur Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Rahmen im wesentlichen aus einzelnen Holmen zu bilden, die an ihren Enden mittels ein oder mehrerer Verbindungsstege aneinandergefügt gehalten sind und dort gegebenenfalls innen und/oder außen gebildete Aussparungen aufweisen, in welche die Verbindungsstege fugenüberlappend geklebt sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Rahmen sind also die Holme separat voneinander gefertigt, in der Rahmengröße entsprechenden Abmessungen abgelängt, an den Enden auf passende Fügewinkel zugeschnitten und dort mittels Verbindungselemente aneinandergehalten. Die Verbindungselemente sind als die Trennspalte/-fugen der aneinandergrenzenden Holmenden überbrückende bzw. überführende Stegkörper ausgebildet und durch Klebstoff oder wirkungsgleichen Mitteln an den aneinandergrenzenden Holmenden fixiert. In diesen sind innen

und/oder gegebenenfalls auch außen Materialausnehmungen vorgenommen, welche der Aufnahme der Verbindungsstege dienen. Die so gebildeten Aussparungen haben die Funktion, eine besonders stabile Halterung und Verankerung der Verbindungsstege an den Holmen zu gewährleisten. Die Fertigung des Rahmens aus Holmen in Sandwichbauweise mit fugenüberlappenden Verbindungsstegen ermöglicht bei geringem Gewicht eine große Steifigkeit, inbesondere in der Vertikalebene. Außerdem besitzt der so ausgeführte Rahmen eine hohe EIastizität mit stoßdämpfenden Eigenschaften, vor allem in vertikaler Richtung, welche bei Verwendung für Zweiräder den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit erhöhen.

Um bei der Herstellung der Holme deren Ablängen zu vereinfachen, sind in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rahmens die Enden miteinander verbundener Holme aneinanderstoßend ausgebildet, wobei jeder Holm im Stoßbereich mit zwei länglichen, parallel zueinander verlaufenden Aussparungen versehen ist, welche mit denen des benachbarten Holmes eine gemeinsame Flucht bilden. Dies ermöglicht auch die einfache Ausbildung der Verbindungsstege als entsprechend längliche, ggf. geradlinig verlaufende Körper. Eine an die Sanwichform der Holme besonders angepaßte Bauweise besteht in schmalen, flachen VerbindungsStegen in Streifenform. Wichtig ist, daß die VerbindungsStege aus steifem Material gebildet sind. Ein zweckmäßiger Werkstoff hierfür ist Fiberglas.

Zur Erzielung der außerordentlichen Steifigkeit des Rahmens in vertikaler Richtung liegt es im Bereich der Erfindung, die Holme mit einem in horizontaler Richtung schmalen, in vertikaler Richtung länglich ausgedehnten Querschnittsprofil zu versehen. Besonders geeignet hierfür ist eine Rechteckform oder eine oval gerundete (ggf. elliptische) Form. Insbesondere mit der letztgenannten Form wird der

Vorteil erzielt, daß insbesondere bei Fahrradrahmen scharfe Ecken und Kanten, von denen bei Stürzen eine beträchtliche Verletzungsgefahr für den Radfahrer ausgeht, vermieden werden .
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Heutzutage sind Rahmen, insbesondere für Fahrradräder, mit möglichst wenig Gewicht erwünscht. Dem trägt eine weitere Ausbildung der Erfindung Rechnung, wonach im Inneren der Holme ein oder mehrere Hohlräume angeordnet sind, welche vor allem der einfachen Herstellbarkeit wegen - sich vorzugsweise entlang der Holm-Längsachse erstrecken. Mit dieser Ausführung wird auch der Verbrauch an Material und Werkstoff vermindert.

Eine auf der Erfindung basierende Realisierung der Sandwichbauweise der Holme besteht darin, diese in ihrem Inneren mit Holz, Wabenkörpern aus Metall oder Kunststoff und/oder Schaumstoffen als Füll- bzw. Kernmaterial zu versehen, welches von außen mit Armierungsmaterial, wie z. B.

faserverstärktem Kunststoff oder aufklebbaren Metallfolien und/oder -platten sandwichartig beschichtet ist. Vor allem die mittels Metallplatten realisierte Armierung schafft eine hohe Steifigkeit und gleichzeitig Elastizität auch gegenüber horizontal gerichteten Kräften und Stößen, wobei durch die Verwendung der genannten Kernmaterialen die Ausbildung von Holmen mit geringem Gewicht ermöglicht ist. Die mechanische Festigkeit läßt sich noch weiter erhöhen, wenn im Holminneren eine verstärkende Einlage beispielsweise aus elastischem Fiberglas oder Metallplatten angeordnet ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Fahrrad mit erfindungsgemäßem Rahmen,

Fig. 2 den in Fig. 1 gestrichelt umrandeten Teilbereich in stark vergrößerter, auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 3a eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Rahmenverbindungsstelle,

Fig. 3b eine auseinandergezogene Darstellung der Ausbildung nach Fig. 3a,

Fig. 4a eine der Fig. 3a entsprechende Darstellung einer anderen Ausbildung des in Fig. 1 gestrichelt umrandeten Teilbereichs,

Fig. 4b eine Fig. 3b entsprechende Darstellung der Ausbildung nach Fig. 4a,

Fig. 5 einen Holmquerschnitt entsprechend der Linie Y-Y in Fig. 1, und

Fig. 6 einen weiteren Holmquerschnitt entsprechend der Linie Y-Y in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Fahrrad schematisch angedeutet, welches mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Rahmen 1 versehen ist. Dieser ist aus einer Mehrzahl von Holmen 2 zusammengesetzt, welche an ihren Enden untereinander verbunden sind. Zur Schaffung der Verbindungsstellen sind die Enden der Holme mit (gestrichelt angedeuteten) Aussparungen 3 versehen, wobei gegenüberliegend angeordnete Aussparungen 3a

bzw. 3b aneinander gefügter Holme 2a bzw. 2b sich miteinander etwa in Deckung befinden und dabei eine gemeinsame Fluchtrichtung 4 bilden. In die Aussparungen 3 sind Verbindungsstege 5 eingesetzt, welche mit Klebemitteln od. dgl. dort befestigt sein können. In Fig. 2 ist die in Fig. 1 gestrichelt umkreiste Verbindungsstelle durch eine auseinandergezogene Darstellung weiter verdeutlicht. Hiernach sind ferner bezüglich der Horizontalen 6 die aneinanderstoßenden Endseiten 7a bzw. 7b der miteinander verbundenen Holme 2a bzw. 2b auf einen gemeinsamen Fügewinkel &agr; zugeschnitten, um die Holmenden bündig aneinanderpassen bzw. -halten zu können.

Gemäß Fig. 3a und 3b sind zwei aneinanderzufügende Holme 2a bzw. 2b jeweils mit zwei parallel verlaufenden Aussparungen 3 versehen, wobei im aneinandergefügten Zustand der Holme 2a bzw. 2b gemäß Fig. 3a die Aussparungen unterschiedlicher Holme miteinander fluchten. Die Verbindungsstege 5 sind in die Aussparungen 3, die im Inneren der Holme 2a bzw. 2b angeordnet sind, hineingeklebt. Da sich in zwei miteinander fluchtenden Aussparungen unterschiedlicher Holme 2a bzw. 2b jeweils ein einstückiger Verbindungssteg 5 befindet, wird eine stabile Halterung der aneinandergrenzenden Holme 2a bzw. 2b erzielt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 4a bzw. 4b unterscheidet sich von dem nach Figuren 3a bzw. 3b dadurch, daß die Verbindungsstege 5 und die diese aufnehmenden Aussparungen 3 nicht im Holminneren sondern an der Holmaußenwand ausgebildet sind.

Gemäß Fig. 5 besitzt der Holm 2 im Querschnitt ein Profil mit einem mittleren, langgestreckten Längsabschnitt 9, welcher an entgegengesetzten Enden in die beiden gerundeten Endbereiche 8 übergeht. Im Bereich des Längsabschnitts 9 ist in die gegenüberliegenden Außenwände des Holms 2 eine

Armierungsbeschichtung 10, beispielsweise aus GFK, CFK oder Metall zur Versteifung eingelassen. Etwa im Holmquerschnitt zwischen den beidseitigen Armierungsbeschichtungen IO mittig angeordnet sind Hohlräume 11, welche im dargestell- ten Beispiel als kreisrunde Bohrungen realisiert sind, die in Richtung der Längsachse des Holmes 2 (in die Zeichen- ebene verlaufend) sich erstrecken. Der Unterschied des demgegenüber abgewandelten Holmquerschnitts nach Fig. 6 besteht darin, daß anstelle der Bohrungen eine verstärkende Einlage 12 angeordnet ist, welche sich etwa mittig zwischen den beiden außen angebrachten Armierungsbeschichtungen 10 befindet und sich geradlinig von einem Endbereich 8a zum entgegengesetzten Endbereich 8b erstreckt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So liegt es im Rahmen der Erfindung, bei den Holmen auf Aussparungen zu verzichten, und die deren Trennfugen überbrückenden Verbindungsstege auf beispielsweise die diametral gegenüberliegenden Außenwände jedes Holmes aufzukleben, so daß die VerbindungsStege im Bereich des Übergangs von einem Holm zum anderen auf deren Außenwänden leichte Erhebungen bilden.

Claims (9)

Neue Schutzansprüche

1. Motor- und/oder Fahrrad-Rahmen in Sandwichbauweise, insbesondere aus Kunststoff, bei dem flache Deckteile oder platten über Füllstoffe beispielsweise durch Kleben oder Löten miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus einzelnen Holmen (2) gebildet ist, die an ihren Enden mittels ein oder mehrerer Verbindungselemente (5) aneinandergefügt gehalten und innen mit Holz, Wabenkörpern aus Metall oder Kunststoff und/oder Schaumstoff als Kernmaterial (13) ausgefüllt sind, welches mit in Holmlängsrichtung verlaufenden Armierungsstreifen (10) wie z. B. faserverstärkten Kunststoff oder aufklebbaren Metallfolien und/oder -platten sandwichartig in Holmlängsrichtung beschichtet ist.

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente auf die Außenwände der Holme - deren Trennfugen überbrückend - befestigt sind.

3. Rahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (2) innen und/oder außen gebildete Aussparungen (3) aufweisen, in welche die Verbindungselemente (5) fugenüberlappend geklebt sind.

4. Rahmen nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch aneinanderstoßende Enden (7a, 7b) verbundener Holme (2a, 2b), welche jeweils im Stoßbereich mit zwei länglichen, parallelen Aussparungen (3) versehen sind, die mit denen des benachbarten Holmes (2a bzw. 2b) eine gemeinsame Flucht (4) bilden.

5. Rahmen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch schmale, flache Verbindungselemente (5) in Steg- und/oder Streifenform.

6. Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (5) aus steifem Material, vorzugsweise Fiberglas, hergestellt sind.

7. Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen schmalen, in vertikaler Richtung länglich (9) ausgebildeten Holmquerschnitt, vorzugsweise in oval gerundeter (8) Form.

8. Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere im Holminneren und/oder Kernmaterial (13) angeordnete Hohlräume (11), welche vorzugsweise sich entlang der Holm-Längsachse erstrecken.

9. Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Holminneren und/oder Kernmaterial (13) eine verstärkende Einlage (12) angeordnet ist.