EP3337718A1 - Rahmeneinheit in schalentechnik, verfahren zur herstellung einer rahmeneinheit und verwendung einer rahmeneinheit - Google Patents

Rahmeneinheit in schalentechnik, verfahren zur herstellung einer rahmeneinheit und verwendung einer rahmeneinheit

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Publication number
EP3337718A1
EP3337718A1 EP16745080.8A EP16745080A EP3337718A1 EP 3337718 A1 EP3337718 A1 EP 3337718A1 EP 16745080 A EP16745080 A EP 16745080A EP 3337718 A1 EP3337718 A1 EP 3337718A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame unit
shell
partial shell
frame
partial
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Withdrawn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
EP16745080.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas KEUTZ
Jia-Uei CHAN
Melanie BORUCKI
Daniel Nierhoff
Matthias Schirmer
Oliver ROTT
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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 ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3337718A1 publication Critical patent/EP3337718A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/02—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members
    • B62K19/04—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity
    • B62K19/08—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members the material being wholly or mainly metallic, e.g. of high elasticity made from sheet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/18—Joints between frame members
    • B62K19/20—Joints between frame members welded, soldered, or brazed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/86—Making other particular articles other parts for bicycles or motorcycles

Definitions

  • the present invention relates to a frame unit for a bicycle comprising a main frame.
  • the invention also relates to a method for producing a frame unit comprising a main frame for a bicycle, in particular a frame unit according to the invention.
  • the invention relates to an advantageous use of a frame unit according to the invention.
  • Two-wheeler frames can be made, for example, by means of conventional pipe construction made of steel.
  • various round tubes are joined together at their ends to, for example, a part of a
  • the main frame is understood to mean in particular the central frame part without further attachments, such as a rear triangle.
  • the freedom of design in the design of the bicycle frame is limited.
  • the steel material has been virtually completely displaced in the production of such frame units by other materials such as aluminum or carbon fiber reinforced materials.
  • WO 2013/029788 AI discloses a bicycle frame, which is formed by half shells, which are formed from a fiber-reinforced thermoplastic material.
  • a single frame component can be made of a first and a second half-shell made of sheet metal parts. To form the main frame, however, further frame components are necessary, which makes the production correspondingly expensive.
  • the present invention has the object to provide a generic frame unit, a generic method and a generic use, the disadvantages of the prior art to be avoided and still a frame unit to be achieved with a high design freedom.
  • the object is achieved in a generic frame unit in that the main frame is formed by a first sub-shell and a second sub-shell joined to the first sub-shell, and wherein the first sub-shell and the second sub-shell made of a steel comprehensive material are.
  • the invention thus turns away from the approaches pursued in the prior art which suggest the use of light metals and carbon fiber reinforced plastics. Rather, it has been recognized that comprising at least two interconnected subshells made of a steel by a main frame Material on the one hand, the design freedom can be increased despite the use of steel compared to conventional steel frame and on the other hand at the same time a high stability is achieved. Finally, a comparatively simple production can also be made possible. Contrary to prejudice, it has been shown that comparatively stiff and lightweight frame units can be produced, for example, with respect to aluminum, even without inner stiffening plates, but they also look much more filigree and elegant.
  • the main frame is understood as meaning, in particular, the central frame part without further attachments, such as a rear triangle.
  • the entire frame is understood as meaning, in particular, the central frame part without further attachments, such as a rear triangle.
  • Main frame are formed by the first and second sub-shell. However, it is preferably not the entire frame or the entire frame unit, but only the main frame of the frame unit formed by the first and the second sub-shell. For example, a rear triangle and / or other attachments of the frame unit are not formed by the first and the second partial shell. This results in an advantageous modular design.
  • the main frame has a plurality (for example two, three or four) tubular sections.
  • the tubular sections may for example be substantially straight or curved.
  • the main frame has, for example laterally considered a substantially triangular or trapezoidal geometry, in particular when the frame unit is designed as a diamond frame.
  • At least one tubular portion of the main frame may have a variable cross-sectional shape along its length.
  • a load-appropriate and / or weight-optimized design can be provided, which is not possible with conventional steel pipes.
  • first partial shell is in particular a first half-shell and the second partial shell is in particular a second half-shell.
  • the partial shells are in particular lateral partial shells, which each form a lateral half of the main frame.
  • the first sub-shell is in the longitudinal direction or direction of travel of the two-wheel seen, for example, a right sub-shell and the second sub-shell, a left sub-shell of the main frame.
  • the partial shells each have, at least in sections, a substantially C-shaped cross section.
  • the partial shells are in
  • the main frame comprises a top tube, a down tube, a seat tube and / or a head tube. It has been found that when the main frame comprises such parts, a particularly stable and easy to manufacture frame unit can be provided with attractive appearance.
  • the frame unit is a so-called diamond frame or a part thereof, which allows a particularly high stability with low weight.
  • the main frame for example, the top tube, the down tube, the seat tube and the head tube.
  • the main frame has a substantially triangular or trapezoidal geometry.
  • An intended rear triangle can also have a substantially triangular or trapezoidal geometry.
  • Frame unit are or is the first sub-shell and / or the second sub-shell made by deep drawing.
  • deep-drawn part shells complex geometries with a high rigidity can be realized. As a result, this leads to a high design freedom with variable cross-sections of the frame unit.
  • a sufficiently high dimensional accuracy of the partial shells can be achieved.
  • the partial shells are made of sheet metal blanks.
  • the first sub-shell and the second sub-shell by means of a
  • Fusion welding process in particular by means of laser welding and / or by laser hybrid welding joined together.
  • laser laser welding using a protective gas is called laser hybrid welding.
  • an inert shielding gas such as argon and / or helium
  • an active shielding gas such as carbon dioxide and / or oxygen
  • Frame unit are the first sub-shell and the second sub-shell at least
  • the main load direction is understood in particular to be the direction along which the frame unit experiences the greatest load.
  • the partial shells are at least partially substantially parallel to the
  • joints or joint seams along or parallel to the main load direction. If the main frame has, for example, tubular sections, the joints or joint seams run essentially in the longitudinal direction of the tubular sections.
  • Frame unit extends at least one cable channel, in particular for a shift cable and / or a brake cable, at least in sections between the first sub-shell and the second sub-shell in the main frame.
  • cable channels can be particularly easily integrated into the frame unit, since these for example, before joining the first and the second partial shell in the first
  • Partial shell can be introduced.
  • the frame unit has a rear frame connected to the main frame, which in particular has at least one strut, in particular at least one chain stay and / or at least one seat post.
  • the rear part or parts thereof, for example the chain stays can in principle also be formed by the first and the second partial shell, that is to say be integrally formed with the main frame. However, it is preferred if the rear construction is formed separately from the subshells and connected to them.
  • the rear triangle (at least) on two lower struts or chain stays and / or (at least) two upper struts or saddle struts.
  • the chain stays and / or saddle struts are formed as profiles or folding parts.
  • the chain stays are connected to increase the stability by a folding part.
  • the frame unit one or more attachments, in particular one or more bushings, a head tube, a seat post, a saddle clamp and / or a bottom bracket shell, on.
  • attachments in particular one or more bushings, a head tube, a seat post, a saddle clamp and / or a bottom bracket shell, on.
  • attachments also be integral with the subshells, that is the main frame, be formed. Due to the separate training as attachments, however, a high dimensional accuracy in the areas of the corresponding attachments can be achieved.
  • the bushings (for example, two) can the precise recording of the
  • Tax rate serve.
  • the entire head tube as an attachment be formed. This can, for example, at least partially by the
  • Part shells are embraced. As a result, an extremely stiff head tube can be realized.
  • This can also be formed as an attachment and, for example, at least partially surrounded by the partial shells, whereby a particularly rigid design of the seat post is possible.
  • the saddle clamp or the bottom bracket shell can be designed as an attachment. Here too, correspondingly small tolerances can be set.
  • Especially in the area of the bottom bracket shell can be a stiff
  • Node design can be achieved.
  • Frame unit is the material steel, in particular a high-strength steel, or a steel composite material. If the material is a steel or high-strength steel, for example, solid metal sheets can be used. Is the material a
  • Steel composite material for example, a sandwich sheet can be used, which has metallic cover layers and a plastic layer disposed therebetween.
  • advantageous properties in particular a lower weight, can be achieved with a comparatively high rigidity.
  • Frame unit is or are a drive or a part thereof and / or an energy storage or a tank arranged for this purpose between the first sub-shell and the second sub-shell in the main frame.
  • the drive is for example an electric drive or electric motor.
  • the energy store is for example a battery. It is also conceivable that a tank is provided for a fuel.
  • the frame unit according to the invention can be advantageously used for motor-driven two-wheelers.
  • the object mentioned in a generic method is achieved in that the method Steps comprises: providing a first sub-shell and a second sub-shell, wherein the first sub-shell and the second sub-shell are made of a steel material; and joining the first subshell and the second subshell so that the main frame of the frame unit is formed.
  • the method according to the invention deviates from the prior art and the use of light metals and carbon fiber reinforced plastics. Rather, two interconnected subshells are made of a steel-comprising material to form the main frame of the frame unit. This allows the freedom of design despite the use of steel compared to conventional
  • the provision of the first subshell and the second subshell comprises deep drawing of the first and / or the second subshell.
  • deep-drawn parts a particularly high degree of design freedom can be achieved with sufficient rigidity and dimensional accuracy.
  • sheet metal blanks can be inserted into corresponding tools, which the corresponding sub-shells from the
  • the method further comprises: positioning the first subshell; Arranging one or more attachments, in particular one or more bushings, a
  • Head tube a seat post, a saddle clamp and / or a bottom bracket shell, on the first part shell.
  • the method further comprises: positioning struts, in particular chain stays, for a rear frame of the frame unit; Connecting the struts by a
  • Connecting element in particular a folding part; optional adjustment of the struts, in particular by machining; and arranging the struts on the first subshell.
  • a subassembly can first be made, which is then arranged on the first subshell.
  • the method for producing a frame unit with a main frame and disposed thereon, but at least partially separately trained rear triangle is simplified.
  • the stability of the subassembly and ultimately the rear end can be increased.
  • Connecting element are also connected to the bottom bracket shell before the subassembly of struts, folding part and bottom bracket shell is arranged on the subshell.
  • the struts for example by milling, the dimensional accuracy is increased.
  • the struts for example, previously also be made of partial shells or folding parts.
  • the method further comprises: at least partially integrating at least one
  • the cable channels can, for example, for
  • Shift cables or brake cables are used.
  • Cable ducts can be particularly easily integrated into the frame unit, in particular the main frame due to the easy accessibility.
  • the cable channels are positioned in the first subshell before joining the first and the second subshells.
  • first and the second partial shell are positioned before the joining of the first and the second partial shell for integration in the first partial shell.
  • an (electric) drive or a part thereof and / or an energy store or a tank for this purpose can be arranged between the first and the second partial shell.
  • the joining of the first partial shell and the second partial shell comprises
  • Fusion welding process in particular laser welding and / or a
  • Laser hybrid welding Through the use of fusion welding methods and in particular laser welding and / or laser hybrid welding, it is possible to achieve an extensive automation of the production process, low heat distortion and attractive appearance. With respect to further advantageous embodiments of the method is based on the
  • Embodiments of the method for producing a frame unit may also be disclosed corresponding frame units. According to a third teaching of the present invention, the aforementioned
  • Task also by the use of a frame unit according to the invention for a operated by muscle power and / or motor-driven bicycle, in particular for a bicycle, an electric bicycle or a motorcycle such as a motorcycle, solved.
  • FIG. 1 - 4 perspective views for illustrating a
  • Fig. 5 is a perspective view of the first embodiment of a
  • FIG. 7a, b are perspective views of a second embodiment of a
  • FIG. 8a-d enlarged views of the main frame in the region of the head tube of
  • FIGS. 1 to 4 show perspective views for illustrating an embodiment of a method for producing a first embodiment
  • the frame unit 1 is in this example a bicycle frame and consists essentially of a main frame 2 and a Rear triangle 4.
  • the substantially triangular or trapezoidal main frame 2 has a control tube 21, a seat tube 22, a top tube 23 and a down tube 24 (see FIG. 5).
  • a pair of struts in this case two chain stays 6a, 6b, are positioned and connected by a hinged part 8.
  • Chain stays 6a, 6b are each designed as closed hollow profiles
  • the chain stays 6a, 6b each have a recess 10a, 10b for receiving the rear axle.
  • a cable channel 12 for the shift cable is already integrated in the chain stay 6a, which runs inside the chain stay 6a, but is shown for illustration purposes.
  • Fig. Lb shows the part of the rear end 4 of Fig. La, in which now additionally
  • Bottom bracket housing 14 is arranged on the chain stays 6a, 6b and the folding part 8. Due to the separate design of the bottom bracket 14, the tolerance for the bottom bracket is precisely adjustable. Optionally, an adaptation, for example a re-milling, of the chain stays 6a, 6b can optionally take place, if necessary.
  • FIG. 2 now shows a perspective view of a first partial shell 16a of FIG
  • the first partial shell 16a is formed in this case as a right half shell and has a substantially C-shaped cross-section.
  • the first partial shell 16a was made of a steel sheet by deep drawing.
  • the first partial shell 16a was inserted into a device (not shown). This allows accurate positioning of attachments and the subassembly of FIG. 1.
  • a saddle clamp 19 and the subassembly of Fig.l comprising the bottom bracket 14, the chain stays 6a, 6b and the folding part 8 are positioned and arranged on the partial shell 16a.
  • individual elements can also be formed integrally with the partial shell 16a.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the first partial shell 16a from FIG. 2, cable channels 12, 30 now being additionally introduced into the first partial shell 16a.
  • the cable duct 12 for the shift cable runs essentially along the (later) down tube 24 and the cable duct 30 for the brake cable runs essentially along the (later) top tube 23.
  • FIG. 4 now shows a perspective view of the arrangement from FIG. 3, wherein a second partial shell 16b has been positioned on the first partial shell 16a and joined with it.
  • the second sub-shell 16b is formed as a left half-shell and substantially mirror-symmetrical to the first sub-shell 16a.
  • the first partial shell 16a and the second partial shell 16b have been joined together, for example, by means of laser welding or laser hybrid welding along the weld seams 17. This resulted in a low heat distortion after welding, resulting in a high dimensional stability of the frame unit and correspondingly low rework. As a result, a more attractive appearance can be achieved compared to conventional welding methods.
  • the first partial shell 16a and the second partial shell 16b are joined together at least in sections substantially along the main loading direction. As a result, the welds 17 have a load-oriented location.
  • FIG. 5 now shows a perspective view of the first exemplary embodiment of the frame unit 1.
  • the frame unit 1 consists essentially of a main frame 2 and a rear frame 4.
  • the main frame 2 has been joined by joining the first partial shell 16a and the second partial shell 16b educated.
  • Main frame 2 is substantially triangular or trapezoidal and in this case has a control tube 21, a seat tube 22, a top tube 23 and a down tube 24.
  • the control ear 21 and the seat post 25 are integrally formed with the main frame.
  • Rear stay 4 has additionally been supplemented by two further struts, in this case seat stays 32a, 32b, which respectively extend from the upper part of the seat tube 22 to the corresponding ends of the chain stays 6a, 6b.
  • the saddle struts are also connected to each other by a connecting element 34.
  • Fig. 7a, b show two perspective views of a second embodiment of a frame unit according to the invention, which inter alia by a in the
  • Fig. 8a-d shows enlarged views of the main frame 2 'in the region of the head tube of the embodiment of Fig. 7.
  • the frame unit 1 no bearing bushes 18, but the entire head tube 21' formed as an attachment.
  • FIG. 8a shows the first partial shell 16a '
  • FIG. 8b additionally the control tube 2 V
  • Fig. 8c further in addition the second partial shell 16 b 'in a perspective view
  • Fig. 8d is a transparent view of Fig. 8c.
  • FIGS. 9a-c show various views of a third embodiment of a frame unit 1 "according to the invention."
  • the frame unit 1 is similar to the frame unit.
  • the seat post 25 is "not integral with the main frame 2", but formed as a separate attachment.
  • FIGS. 9a, c the position of the seat post 25 "is shown before the first partial shell 16a" is joined to the second partial shell 16b ".

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rahmeneinheit für ein Zweirad umfassend einen Hauptrahmen (2, 2', 2''). Die Aufgabe, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und trotzdem eine Rahmeneinheit mit einer hohen Gestaltungsfreiheit zu erreichen, wird dadurch gelöst, dass der Hauptrahmen (2, 2', 2'') durch eine erste Teilschale (16a, 16a', 16a'') und eine mit der ersten Teilschale (16a, 16a',16a'') gefügte zweite Teilschale (16b, 16b', 16b'') gebildet wird, und dass die erste Teilschale (16a, 16a', 16a'') und die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b'') aus einem Stahl umfassenden Werkstoff hergestellt sind. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit und eine Verwendung einer Rahmeneinheit.

Description

RAHMENEINHEIT IN SCHALENTECHNIK, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER RAHMENEINHEIT UND VERWENDUNG EINER RAHMENEINHEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rahmeneinheit für ein Zweirad umfassend einen Hauptrahmen. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit umfassend einen Hauptrahmen für ein Zweirad, insbesondere eine erfindungsgemäße Rahmeneinheit. Schließlich betrifft die Erfindung eine vorteilhafte Verwendung einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit.
Für Zweiräder, wie beispielsweise Fahrräder, sind unterschiedliche Fahrradrahmen aus dem Stand der Technik bekannt. Zweiradrahmen können beispielsweise mittels der konventionellen Rohrbauweise aus Stahl gefertigt werden. Dabei werden verschiedene Rundrohre an ihren Enden zusammengefügt um zum Beispiel einen Teil eines
Zweiradrahmens, etwa den Hauptrahmen, zu bilden. Unter dem Hauptrahmen wird im Bereich des Zweiradrahmens insbesondere der zentrale Rahmenteil ohne weitere Anbauten, wie etwa ein Hinterbau, verstanden. Bei dieser Bauweise ist jedoch die Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung des Zweiradrahmens eingeschränkt. Insofern wurde der Werkstoff Stahl bei der Herstellung von derartigen Rahmeneinheiten durch andere Werkstoffe wie Aluminium oder kohlenstofffaserverstärkten Materialien praktisch komplett verdrängt. So offenbart beispielsweise die WO 2013/029788 AI einen Zweiradrahmen, welcher durch Halbschalen gebildet wird, die aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial gebildet sind.
Auch die US 2015/0048592 AI beschreibt, dass anstelle von Stahl vielmehr Materialien wie Aluminium, Kohlenstofffasern oder Titan verwendet werden. Bei neuartigen Materialien kann es aber dazu kommen, dass bei dem Zusammenschweißen des Rahmens Defekte wie Risse entstehen. Es wird die Verwendung eines linken und eines rechten Rahmenkörpers vorgeschlagen. Es wird zudem vorgeschlagen,
Verstärkungsbleche einzusetzen. Die US 2009/0212530 AI beschreibt ebenfalls, dass die konventionell verwendeten Stahlrohre nachteilig sind und Materialien wie Aluminium, Magnesium, Titan und faserverstärkte Kunststoffmaterialien vorteilhafter sind. Es wird offenbart, dass der Rahmen eines Fahrrads aus einer linken und einer rechten Halbschale hergestellt wird.
Der Einsatz von Kohlenstofffasern oder Aluminium führt jedoch zu vergleichsweise schlechten Recyclingeigenschaften der Rahmen. Zudem führt die Verwendung von Verstärkungsblechen zu aufwendigeren Herstellungsverfahren.
Die DE 10 2012 004 174 AI beschreibt Rahmenkomponenten eines Zweiradsystems. Eine einzelne Rahmenkomponente kann dabei aus einer ersten und einer zweiten Halbschale aus Blechformteilen hergestellt sein. Um den Hauptrahmen zu bilden, sind jedoch weitere Rahmenkomponenten notwendig, was die Herstellung entsprechend aufwendig gestaltet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Rahmeneinheit, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Verwendung anzugeben, wobei die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden sollen und trotzdem eine Rahmeneinheit mit einer hohen Gestaltungsfreiheit erreicht werden soll.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung wird die Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Rahmeneinheit dadurch gelöst, dass der Hauptrahmen durch eine erste Teilschale und eine mit der ersten Teilschale gefügte zweite Teilschale gebildet wird, und wobei die erste Teilschale und die zweite Teilschale aus einem Stahl umfassenden Werkstoff hergestellt sind.
Die Erfindung wendet sich also von den im Stand der Technik verfolgten Ansätzen ab, welche den Einsatz von Leichtmetallen und kohlenstofffaserverstärkten Kunstoffen vorschlagen, bewusst ab. Es wurde vielmehr erkannt, dass durch einen Hauptrahmen aus zumindest zwei miteinander gefügten Teilschalen aus einem Stahl umfassenden Werkstoff zum einen die Gestaltungsfreiheit trotz des Einsatzes von Stahl im Vergleich zu konventionellen Rahmen aus Stahl erhöht werden kann und zum anderen gleichzeitig eine hohe Stabilität erzielbar ist. Schließlich kann zudem eine vergleichsweise einfache Herstellung ermöglicht werden. Entgegen den Vorurteilen hat sich gezeigt, dass beispielsweise gegenüber Aluminium auch ohne innere Versteifungsbleche vergleichbar steife und leichte Rahmeneinheiten herstellbar sind, die jedoch zudem noch deutlich filigraner und eleganter aussehen.
Wie bereits eingangs beschrieben, wird unter dem Hauptrahmen insbesondere der zentrale Rahmenteil ohne weitere Anbauten wie etwa einem Hinterbau verstanden. Im Unterschied zum Stand der Technik kann also insbesondere zwar der gesamte
Hauptrahmen durch die erste und die zweite Teilschale gebildet werden. Es wird aber bevorzugt nicht der gesamte Rahmen bzw. die gesamte Rahmeneinheit, sondern ausschließlich der Hauptrahmen der Rahmeneinheit durch die erste und die zweite Teilschale gebildet. Beispielsweise wird/werden ein Hinterbau und/oder andere Anbauten der Rahmeneinheit nicht durch die erste und die zweite Teilschale gebildet. Somit ergibt sich ein vorteilhafter modularer Aufbau.
Beispielsweise weist der Hauptrahmen mehrere (beispielsweise zwei, drei oder vier) rohrförmige Abschnitte auf. Die rohrförmigen Abschnitte können beispielsweise im Wesentlichen gerade oder gebogen verlaufen. Der Hauptrahmen weist beispielsweise seitlich betrachtet eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie auf, insbesondere wenn die Rahmeneinheit als Diamantenrahmen ausgeführt ist.
Beispielsweise kann mindestens ein rohrförmiger Abschnitt des Hauptrahmens eine über seine Länge veränderliche Querschnittsform aufweisen. Dadurch kann eine belastungsgerechte und/oder gewichtsoptimierte Bauweise bereitgestellt werden, welche mit konventionellen Stahlrohren nicht möglich ist.
Vorzugsweise sind genau zwei Teilschalen vorgesehen, sodass die erste Teilschale insbesondere eine erste Halbschale und die zweite Teilschale insbesondere eine zweite Halbschale ist. Die Teilschalen sind insbesondere seitliche Teilschalen, welche jeweils eine seitliche Hälfte des Hauptrahmens bilden. Die erste Teilschale ist in Längsrichtung oder Fahrtrichtung des Zweirads gesehen beispielsweise eine rechte Teilschale und die zweite Teilschale eine linke Teilschale des Hauptrahmens.
Beispielsweise weisen die Teilschalen jeweils zumindest abschnittsweise einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Beispielsweise sind die Teilschalen im
Wesentlichen spiegelsymmetrisch, insbesondere entlang der Fügeebene, ausgeführt.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung von Teilschalen die Fügebereiche zwischen den Teilschalen im
Vergleich zu der konventionellen Stahlrohr-Bauweise belastungsgerecht angeordnet werden können, was zu einer erhöhten Stabilität führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit, umfasst der Hauptrahmen ein Oberrohr, ein Unterrohr, ein Sitzrohr und/oder ein Steuerrohr. Es hat sich gezeigt, dass wenn der Hauptrahmen derartige Teile umfasst, eine besonders stabile und einfach herzustellende Rahmeneinheit mit ansprechender Optik bereitgestellt werden kann.
Beispielsweise ist die Rahmeneinheit ein sogenannter Diamantenrahmen oder ein Teil hiervon, welcher eine besonders hohe Stabilität bei geringem Gewicht ermöglicht. In diesem Fall besteht der Hauptrahmen beispielsweise aus dem Oberrohr, dem Unterrohr, dem Sitzrohr und dem Steuerrohr. Dabei weist der Hauptrahmen eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie auf. Ein vorgesehener Hinterbau kann ebenfalls eine im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Geometrie aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit sind beziehungsweise ist die erste Teilschale und/oder die zweite Teilschale durch Tiefziehen hergestellt. Mit tiefgezogenen Teilschalen können komplexe Geometrien mit einer hohen Steifigkeit realisiert werden. Dies führt im Ergebnis zu einer hohen Designfreiheit mit variablen Querschnitten der Rahmeneinheit. Zudem kann eine ausreichend hohe Maßhaltigkeit der Teilschalen erreicht werden. Beispielsweise sind die Teilschalen aus Blechzuschnitten hergestellt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rahmeneinheit sind die erste Teilschale und die zweite Teilschale mittels eines
Schmelzschweißverfahrens, insbesondere mittels Laserschweißens und/oder mittels Laserhybridschweißens, miteinander gefügt. Unter einem Laserhybridschweißen wird insbesondere ein Laserschweißverfahren unter Zufuhr eines Schutzgases,
beispielsweise eines inerten Schutzgases (wie Argon und/oder Helium) oder eines aktiven Schutzgases (wie Kohlendioxid und/oder Sauerstoff) verstanden, ähnlich dem MIG- oder MAG-Schweißen. Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz der
Schmelzschweißverfahren und insbesondere des Laserschweißens und/oder des Laserhybridschweißens eine weitgehende Automatisierbarkeit des
Produktionsprozesses erreicht werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass sich ein geringer Wärmeverzug nach dem Schweißen einstellt, was zu einer hohen Maßhaltigkeit der Rahmeneinheit und entsprechend geringer Nacharbeit führt. Im Ergebnis kann im Vergleich zu herkömmlichen Schweiß verfahren eine attraktivere Optik erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit sind die erste Teilschale und die zweite Teilschale zumindest
abschnittsweise im Wesentlichen entlang der Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Unter der Hauptbelastungsrichtung wird insbesondere die Richtung verstanden, entlang der die Rahmeneinheit die größte Belastung erfährt. Beispielsweise sind die Teilschalen zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zur
Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Mit anderen Worten verlaufen die
Fügestellen oder Fügenähte entlang oder parallel zur Hauptbelastungsrichtung. Weist der Hauptrahmen beispielsweise rohrförmige Abschnitte auf, verlaufen die Fügestellen oder Fügenähte im Wesentlichen in Längsrichtung der rohrförmigen Abschnitte.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit verläuft mindestens ein Kabelkanal, insbesondere für einen Schaltzug und/oder einen Bremszug, zumindest abschnittsweise zwischen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale in dem Hauptrahmen. Durch das Vorsehen von Teilschalen können Kabelkanäle besonders einfach in die Rahmeneinheit integriert werden, da diese beispielsweise vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale in die erste
Teilschale eingebracht werden können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit weist die Rahmeneinheit einen mit dem Hauptrahmen verbundenen Hinterbau auf, welcher insbesondere mindestens eine Strebe, insbesondere mindestens eine Kettenstrebe und/oder mindestens eine Sattelstrebe aufweist. Der Hinterbau oder Teile hiervon, beispielsweise die Kettenstreben, kann beziehungsweise können grundsätzlich ebenfalls durch die erste und die zweite Teilschale gebildet werden, das heißt integral mit dem Hauptrahmen ausgebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, wenn der Hinterbau separat von den Teilschalen ausgebildet und mit diesen verbunden ist.
Dadurch kann insbesondere ein individuelles Anpassen der Rahmeneinheit erleichtert werden. Ebenfalls kann dadurch der Hinterbau mit geschlossenen Profilen ausgeführt werden und die einzelnen Streben des Hinterbaus müssen nicht durch halboffene Teilschalen gebildet werden.
Bevorzugt weist der Hinterbau (mindestens) zwei untere Streben oder Kettenstreben und/oder (mindestens) zwei obere Streben oder Sattelstreben auf. Beispielsweise sind die Kettenstreben und/oder Sattelstreben als Profile oder Klappteile ausgebildet.
Bevorzugt sind die Kettenstreben zur Erhöhung der Stabilität durch ein Klappteil miteinander verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit weist die Rahmeneinheit ein oder mehrere Anbauteile, insbesondere eine oder mehrere Lagerbuchsen, ein Steuerrohr, eine Sattelstütze, eine Sattelklemme und/oder ein Tretlagergehäuse, auf. Alternativ können ein oder mehrere dieser
Anbauteile jedoch auch integral mit den Teilschalen, das heißt dem Hauptrahmen, ausgebildet sein. Durch die separate Ausbildung als Anbauteile kann jedoch eine hohe Maßhaltigkeit in den Bereichen der entsprechenden Anbauteile erreicht werden.
Die Lagerbuchsen (beispielsweise zwei) können der präzisen Aufnahme des
Steuersatzes dienen. Alternativ kann auch das gesamte Steuerrohr als Anbauteil ausgebildet werden. Dieses kann beispielsweise zumindest teilweise von den
Teilschalen umgriffen werden. Dadurch ist ein äußerst steifes Steuerrohr realisierbar. Das Gleiche gilt für die Ausbildung der Sattelstütze. Diese kann ebenfalls als Anbauteil ausgebildet werden und beispielsweise zumindest teilweise von den Teilschalen umgriffen werden, wodurch eine besonders steife Gestaltung der Sattelstütze möglich ist. Schließlich kann auch die Sattelklemme oder das Tretlagergehäuse als Anbauteil ausgebildet werden. Auch hier sind dadurch entsprechend geringe Toleranzen einstellbar. Insbesondere im Bereich des Tretlagergehäuses kann eine steife
Knotengestaltung erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit ist der Werkstoff Stahl, insbesondere ein hochfester Stahl, oder ein Stahlverbundwerkstoff. Ist der Werkstoff ein Stahl oder hochfester Stahl, können beispielsweise Vollbleche verwendet werden. Ist der Werkstoff ein
Stahlverbundwerkstoff kann beispielsweise ein Sandwichblech verwendet werden, welches metallische Deckschichten und eine dazwischen angeordnete Kunststoffschicht aufweist. Durch diese Verbundwerkstoffe können vorteilhafte Eigenschaften wie insbesondere ein geringeres Gewicht bei einer vergleichsweise hohen Steifigkeit erreicht werden. Vorteilhaft wird der Werkstoff durch Tiefziehen zu den
entsprechenden Teilschalen geformt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Rahmeneinheit ist beziehungsweise sind ein Antrieb oder ein Teil hiervon und/oder ein Energiespeicher oder ein Tank hierfür zwischen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale in dem Hauptrahmen angeordnet. Der Antrieb ist beispielsweise ein elektrischer Antrieb oder Elektromotor. Der Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie. Ebenfalls ist denkbar, dass ein Tank für einen Kraftstoff vorgesehen ist.
Hierdurch kann die erfindungsgemäße Rahmeneinheit vorteilhaft für motorgetriebene Zweiräder verwendet werden.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen einer ersten Teilschale und einer zweiten Teilschale, wobei die erste Teilschale und die zweite Teilschale aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind; und Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale, sodass der Hauptrahmen der Rahmeneinheit gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wendet sich vom Stand der Technik und dem Einsatz von Leichtmetallen und kohlenstofffaserverstärkten Kunstoffen ab. Vielmehr werden zwei miteinander gefügte Teilschalen aus einem Stahl umfassenden Werkstoff bereitgestellt, um den Hauptrahmen der Rahmeneinheit zu bilden. Hierdurch kann die Gestaltungsfreiheit trotz des Einsatzes von Stahl im Vergleich zu konventionellen
Rahmen aus Stahl erhöht und eine hohe Stabilität erzielt werden. Durch die Verwendung von Teilschalen zur Herstellung des Hauptrahmens ist das Herstellungsverfahren zudem äußert einfach und wirtschaftlich durchführbar. Im Ergebnis können beispielsweise gegenüber Aluminium vergleichbar steife und leichte Rahmeneinheiten hergestellt werden, die zudem noch deutlich filigraner und eleganter aussehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale ein Tiefziehen der ersten und/oder der zweiten Teilschale. Durch den Einsatz von Tiefziehteilen kann eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit bei ausreichender Steifigkeit und Maßhaltigkeit erreicht werden. Hierzu können beispielsweise Blechzuschnitte in entsprechende Werkzeuge eingelegt werden, welche die entsprechenden Teilschalen aus den
Blechzuschnitten herstellt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: Positionieren der ersten Teilschale; Anordnen von einem oder mehreren Anbauteilen, insbesondere einer oder mehrerer Lagerbuchsen, einem
Steuerrohr, einer Sattelstütze, einer Sattelklemme und/oder einem Tretlagergehäuse, an der ersten Teilschale.
Durch das Positionieren der ersten Teilschale, beispielsweise durch ein Einlegen in eine Vorrichtung, können anschließend entsprechende Anbauteile an den vorgesehen Positionen präzise angeordnet werden. Grundsätzlich ist denkbar, dass die durch die Anbauteile realisierten Elemente bereits von vorneherein in den entsprechenden Teilschalen integriert sind. Dadurch, dass jedoch separate Anbauteile vorgesehen werden, kann eine weiterhin erhöhte Maßhaltigkeit und Steifigkeit in den Bereich der Anbauteile erreicht werden. Nach optionalen weiteren Arbeitsschritten kann die zweite Teilschale auf der ersten Teilschale positioniert werden und das Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale kann erfolgen, sodass der Hauptrahmen der Rahmeneinheit gebildet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: Positionierung von Streben, insbesondere Kettenstreben, für einen Hinterbau der Rahmeneinheit; Verbinden der Streben durch ein
Verbindungselement, insbesondere ein Klappteil; optionales Anpassen der Streben, insbesondere durch Spanen; und Anordnen der Streben an der ersten Teilschale.
Durch die zusätzlichen Schritte dieser bevorzugten Ausgestaltung kann zunächst eine Unterbaugruppe gefertigt werden, welche anschließend an der ersten Teilschale angeordnet wird. Hierdurch wird das Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit mit einem Hauptrahmen und daran angeordnetem, aber zumindest teilweise separat ausgebildetem Hinterbau vereinfacht. Durch das Verbinden der Streben durch ein Verbindungselement kann die Stabilität der Unterbaugruppe und schließlich des Hinterbaus erhöht werden. Bevorzugt können die Streben und/oder das
Verbindungselement auch mit dem Tretlagergehäuse verbunden werden, bevor die Unterbaugruppe aus Streben, Klappteil und Tretlagergehäuse an der Teilschale angeordnet wird. Durch den weiteren Schritt des Anpassens der Streben, beispielsweise durch Fräsen, wird die Maßgenauigkeit erhöht. Die Streben können beispielsweise zuvor ebenfalls aus Teilschalen oder auch aus Klappteilen hergestellt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin: zumindest abschnittsweises Integrieren mindestens eines
Kabelkanals in die Rahmeneinheit. Die Kabelkanäle können beispielsweise für
Schaltzüge oder Bremszüge verwendet werden. Durch das Vorsehen von Teilschalen können Kabelkanäle aufgrund der einfachen Zugänglichkeit besonders einfach in die Rahmeneinheit, insbesondere den Hauptrahmen, integriert werden. Beispielsweise werden die Kabelkanäle vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale in der erste Teilschale positioniert.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass weitere Elemente vor dem Fügen der ersten und der zweiten Teilschale zur Integration in der ersten Teilschale positioniert werden. Beispielsweise kann ein (elektrischer) Antrieb oder ein Teil hiervon und/oder ein Energiespeicher oder ein Tank hierfür zwischen der ersten und der zweiten Teilschale angeordnet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Fügen der ersten Teilschale und der zweiten Teilschale ein
Schmelzschweißverfahren, insbesondere ein Laserschweißen und/oder ein
Laserhybridschweißen. Durch den Einsatz der Schmelzschweißverfahren und insbesondere des Laserschweißens und/oder des Laserhybridschweißens kann eine weitgehende Automatisierbarkeit des Produktionsprozesses, ein geringer Wärmeverzug und eine attraktive Optik erreicht werden. Bezüglich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die
Beschreibung der Rahmeneinheit und den dort beschriebenen Vorteilen verwiesen.
Durch die vorherige und folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Rahmeneinheit sollen auch entsprechende Verfahrensschritte zur Herstellung entsprechender Rahmeneinheiten durch bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von bevorzugten
Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung einer Rahmeneinheit auch entsprechende Rahmeneinheiten offenbart sein. Gemäß einer dritte Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte
Aufgabe zudem durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit für ein mit Muskelkraft betriebenes und/oder motorgetriebenes Zweirad, insbesondere für ein Fahrrad, ein Elektrofahrrad oder ein Kraftrad wie etwa ein Motorrad, gelöst.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 - 4 perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung eines
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit zu verschiedenen Zeitpunkten;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Rahmeneinheit; Fig. 6 eine vergrößerte, transparente Ansicht der Rahmeneinheit im Bereich des
Tretlagergehäuses;
Fig. 7a,b perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Rahmeneinheit;
Fig. 8a-d vergrößerte Ansichten des Hauptrahmens im Bereich des Steuerrohrs des
Ausführungsbeispiels aus Fig. 7; und
Fig. 9a-c verschiedene Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Rahmeneinheit.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen zunächst perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit 1, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, zu verschiedenen Zeitpunkten. Die Rahmeneinheit 1 ist in diesem Beispiel ein Fahrradrahmen und besteht im Wesentlichen aus einem Hauptrahmen 2 und einem Hinterbau 4. Der im Wesentlichen dreieckige oder trapezförmige Hauptrahmen 2 weist dabei ein Steuerrohr 21, ein Sitzrohr 22, ein Oberrohr 23 und ein Unterrohr 24 auf (siehe Fig. 5). Fig. la zeigt nun zunächst eine perspektivische Ansicht eines Teils des Hinterbaus 4 für die Rahmeneinheit 1 aus Fig. 5. Zunächst werden zwei Streben, in diesem Fall zwei Kettenstreben 6a, 6b positioniert und durch ein Klappteil 8 verbunden. Die
Kettenstreben 6a, 6b sind jeweils als geschlossene Hohlprofile ausgebildet,
beispielsweise aus Klappteilen oder aus gefügten Halbschalen. Die Kettenstreben 6a, 6b weisen jeweils eine Aussparung 10a, 10b zur Aufnahme der Hinterachse auf. Die
Toleranzen für den Einbau der Hinterachse sind genau einstellbar. In die Kettenstrebe 6a ist zudem bereits ein Kabelkanal 12 für den Schaltzug integriert, welche innerhalb der Kettenstrebe 6a verläuft, jedoch zur Veranschaulichung dargestellt ist. Fig. lb zeigt den Teil des Hinterbaus 4 aus Fig. la, wobei nun zusätzlich ein
Tretlagergehäuse 14 an den Kettenstreben 6a, 6b und dem Klappteil 8 angeordnet ist. Durch die separate Ausbildung des Tretlagergehäuses 14 ist die Toleranz für das Tretlager präzise einstellbar. Es kann nun optional ein Anpassen, beispielsweise ein Nachfräsen, der Kettenstreben 6a, 6b erfolgen, sofern dies notwendig ist.
Fig. 2 zeigt nun eine perspektivische Ansicht einer ersten Teilschale 16a des
Hauptrahmens 2 der Rahmeneinheit 1. Die erste Teilschale 16a ist in diesem Fall als rechte Halbschale ausgebildet und weist einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Die erste Teilschale 16a wurde aus einem Stahlblech durch Tiefziehen hergestellt. Die erste Teilschale 16a wurde in eine Vorrichtung (nicht dargestellt) eingelegt. Dies ermöglicht eine genaue Positionierung von Anbauteilen und der Unterbaugruppe aus Fig. 1.
Als Anbauteile wurden zwei Lagerbuchsen 18 für den Steuersatz (nicht dargestellt), eine Sattelklemme 19 und die Unterbaugruppe aus Fig.l umfassend das Tretlagergehäuse 14, die Kettenstreben 6a, 6b und das Klappteil 8 positioniert und an der Teilschale 16a angeordnet. Grundsätzlich können einzelne Elemente jedoch auch integral mit der Teilschale 16a ausgebildet werden. Durch die Anbauteile 14, 18, 19 sind geringe
Toleranzen einstellbar.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Teilschale 16a aus Fig. 2, wobei nun zusätzlich Kabelkanäle 12, 30 in die erste Teilschale 16a eingebracht wurden. Der Kabelkanal 12 für den Schaltzug verläuft im Wesentlichen entlang des (späteren) Unterrohrs 24 und der Kabelkanal 30 für den Bremszug verläuft im Wesentlichen entlang des (späteren) Oberrohrs 23.
Fig. 4 zeigt nun eine perspektivische Ansicht der Anordnung aus Fig. 3, wobei eine zweite Teilschale 16b auf der ersten Teilschale 16a positioniert wurde und mit dieser gefügt wurde. Die zweite Teilschale 16b ist als linke Halbschale und im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der ersten Teilschale 16a ausgebildet. Die erste Teilschale 16a und die zweite Teilschale 16b wurden beispielsweise mittels Laserschweißens bzw. Laserhybridschweißens entlang der Schweißnähte 17 miteinander gefügt. Hierdurch stellte sich ein geringer Wärmeverzug nach dem Schweißen ein, was zu einer hohen Maßhaltigkeit der Rahmeneinheit und entsprechend geringer Nacharbeit führt. Im Ergebnis kann im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren eine attraktivere Optik erreicht werden.
Die erste Teilschale 16a und die zweite Teilschale 16b sind zumindest abschnittsweise im Wesentlichen entlang der Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt. Dadurch haben die Schweißnähte 17 eine belastungsgerechte Lage.
Fig. 5 zeigt nun eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Rahmeneinheit 1. Wie bereits ausgeführt, besteht die Rahmeneinheit 1 im Wesentlichen aus einem Hauptrahmen 2 und einem Hinterbau 4. Der Hauptrahmen 2 wurde durch das Fügen der ersten Teilschale 16a und der zweiten Teilschale 16b gebildet. Der
Hauptrahmen 2 ist im Wesentlichen dreieckig oder trapezförmig und weist dabei ein Steuerrohr 21, ein Sitzrohr 22, ein Oberrohr 23 und ein Unterrohr 24 auf. Das Steuerohr 21 und die Sattelstütze 25 sind integral mit dem Hauptrahmen ausgebildet. Der
Hinterbau 4 wurde zusätzlich um zwei weitere Streben, in diesem Fall Sattelstreben 32a, 32b ergänzt, welche jeweils vom oberen Teil des Sitzrohrs 22 zu den entsprechenden Enden der Kettenstreben 6a, 6b verlaufen. Die Sattelstreben sind ebenfalls durch ein Verbindungselement 34 miteinander verbunden. Durch die vom Hauptrahmen 2 separate Ausgestaltung der Sattelstreben 32a, 32b können diese individuell angepasst werden. Beispielsweise sind verschiedene Querschnitte, etwa runde oder ovale
Querschnitte, der Sattelstreben 32a, 32b möglich. Ovale Querschnitte begünstigen ein aerodynamisches Design.
Eine weitere bevorzugte und hier nicht dargestellte Ausführungsform sieht vor, zunächst die Sattelstreben, die Kettenstreben und optional das Tretlagergehäuse miteinander zu verbinden und anschließend als Einheit an die Teilschalen anzubinden.
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte, transparente Ansicht der Rahmeneinheit 1 im Bereich des Tretlagergehäuses 14. Durch die getrennte Bauweise von Hauptrahmen 2,
Tretlagergehäuse 14 und Hinterbau 4 im Bereich des Tretlagers lässt sich dieser
Knotenpunkt besonders steif ausbilden. Dies wäre bei einer einstückigen Bauweise lediglich mittels Verstärkungsblechen möglich. Die Einfassung des Tretlagergehäuses 14 durch die Halbschalen 16a, 16b begünstigt ebenfalls die Stabilität und Optik. Zudem wird durch die von dem Hauptrahmen 2 getrennte Bauweise ermöglicht, dass die Profile der Kettenstreben 6a, 6b und der Sattelstreben 32a, 32b geschlossen ausgebildet werden können.
Fig. 7a,b zeigen zwei perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit , welche sich unter anderem durch einen im
Vergleich zur Rahmeneinheit 1 abweichenden Hauptrahmen 2' auszeichnet.
Fig. 8a-d zeigt vergrößerte Ansichten des Hauptrahmens 2' im Bereich des Steuerrohrs des Ausführungsbeispiels aus Fig. 7. Im Unterschied zur Rahmeneinheit 1 werden keine Lagerbuchsen 18, sondern das gesamte Steuerrohr 21' als Anbauteil ausgebildet.
Hierdurch ist ein äußerst steifes Steuerrohr realisierbar. Der Hauptrahmen 2' umgreift jedoch das Steuerrohr 21'. Fig. 8a zeigt dabei die erste Teilschale 16a', Fig. 8b zusätzlich das Steuerrohr 2 V, Fig. 8c weiterhin zusätzlich die zweite Teilschale 16b' in perspektivischer Ansicht. Fig. 8d ist eine transparente Ansicht von Fig. 8c.
Im Übrigen wird auf die Rahmeneinheit 1 verwiesen.
Fig. 9a-c zeigen verschiedene Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rahmeneinheit 1". Die Rahmeneinheit 1" ist ähnlich zu der Rahmeneinheit . Insofern kann auf die Beschreibung der Rahmeneinheit verwiesen werden. Jedoch ist die Sattelstütze 25" nicht integral mit dem Hauptrahmen 2", sondern als separates Anbauteil ausgebildet. Hierdurch ist eine steife Gestaltung der Sattelstütze realisierbar. Bei den Fig. 9a, c ist die Lage der Sattelstütze 25" vor dem Fügen der ersten Teilschale 16a"mit der zweiten Teilschale 16b" gezeigt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Rahmeneinheit für ein Zweirad umfassend einen Hauptrahmen (2, 2', 2"), wobei der Hauptrahmen [2, 2', 2") durch eine erste Teilschale (16a, 16a', 16a") und eine mit der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") gefügte zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") gebildet wird, und wobei die erste Teilschale (16a, 16a', 16a") und die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") aus einem Stahl umfassenden
Werkstoff hergestellt sind.
Rahmeneinheit nach Anspruch 1,
wobei der Hauptrahmen (2, 2', 2") ein Oberrohr (23, 23', 23"), ein Unterrohr (24, 24', 24"), ein Sitzrohr (22, 22', 22") und/oder ein Steuerrohr (21) umfasst.
Rahmeneinheit nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die erste Teilschale (16a, 16a',16a ") und/oder die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") durch Tiefziehen hergestellt sind/ist.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die erste Teilschale (16a, 16a',16a ") und die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") mittels eines Schmelzschweißverfahrens, insbesondere mittels
Laserschweißens und/oder mittels Laserhybridschweißens, miteinander gefügt sind.
Rahmeneinheit nach Anspruch 4,
wobei die erste Teilschale (16a, 16a',16a ") und die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") zumindest abschnittsweise im Wesentlichen entlang der
Hauptbelastungsrichtung miteinander gefügt sind.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei mindestens ein Kabelkanal (12, 30), insbesondere für einen Schaltzug und/oder einen Bremszug, zumindest abschnittsweise zwischen der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und der zweiten Teilschale (16b, 16b', 16b") in dem Hauptrahmen (2, 2', 2") verläuft.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Rahmeneinheit (1, 1', 1") einen mit dem Hauptrahmen (2, 2', 2") verbundenen Hinterbau (4, 4', 4") aufweist, welcher insbesondere mindestens eine Strebe, insbesondere mindestens eine Kettenstrebe (6a, 6b, 6a', 6b', 6a", 6b") und/oder mindestens eine Sattelstrebe (32a, 32b, 32a', 32b', 32a", 32b") aufweist.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Rahmeneinheit (1, 1', 1") ein oder mehrere Anbauteile, insbesondere eine oder mehrere Lagerbuchsen (18), ein Steuerrohr (21', 21"), eine Sattelstütze (25', 25"), eine Sattelklemme (19) und/oder ein Tretlagergehäuse (14, 14', 14"), aufweist.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei der Werkstoff Stahl, insbesondere ein hochfester Stahl, oder ein
Stahlverbundwerkstoff ist.
Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei ein Antrieb oder ein Teil hiervon und/oder ein Energiespeicher oder ein Tank hierfür zwischen der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und der zweiten Teilschale (16b, 16b', 16b") in dem Hauptrahmen (2, 2', 2") angeordnet sind/ist.
Verfahren zur Herstellung einer Rahmeneinheit (1, 1', 1") umfassend einen Hauptrahmen (2, 2', 2") für ein Zweirad, insbesondere eine Rahmeneinheit (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte:
Bereitstellen einer ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und einer zweiten Teilschale (16b, 16b', 16b"), wobei die erste Teilschale (16a, 16a',16a ") und die zweite Teilschale (16b, 16b', 16b") aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind; und
Fügen der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und der zweiten Teilschale (16b, 16b', 16b"), sodass der Hauptrahmen (2, 2', 2") der Rahmeneinheit (1, 1', 1") gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
wobei das Bereitstellen der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und der zweiten Teilschale (16b, 16b', 16b") ein Tiefziehen der ersten und/oder der zweiten Teilschale (16a, 16a',16a "; 16b, 16b', 16b") umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
wobei das Verfahren weiterhin umfasst:
Positionieren der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ");
Anordnen von einem oder mehreren Anbauteilen, insbesondere einer oder mehrerer Lagerbuchsen (18), einem Steuerrohr (21', 21"), einer
Sattelstütze (25', 25"), einer Sattelklemme (19) und/oder einem
Tretlagergehäuse (14, 14', 14"), an der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ").
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
wobei das Verfahren weiterhin umfasst:
Positionierung von Streben, insbesondere Kettenstreben (6a, 6b, 6a', 6b',
6a", 6b"), für einen Hinterbau (4, 4', 4") der Rahmeneinheit (1, 1', 1");
Verbinden der Streben durch ein Verbindungselement (8, 34),
insbesondere ein Klappteil;
optionales Anpassen der Streben, insbesondere durch Spanen; und Anordnen der Streben an der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ").
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei das Verfahren weiterhin umfasst:
zumindest abschnittsweises Integrieren mindestens eines Kabelkanals (12, 30) in die Rahmeneinheit (1, 1', 1").
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
wobei das Fügen der ersten Teilschale (16a, 16a',16a ") und der zweiten
Teilschale (16b, 16b', 16b") ein Schmelzschweißverfahren, insbesondere ein Laserschweißen und/oder ein Laserhybridschweißen, umfasst.
17. Verwendung einer Rahmeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein mit Muskelkraft betriebenes und/oder motorgetriebenes Zweirad, insbesondere für ein Fahrrad, ein Elektrofahrrad oder ein Kraftrad wie etwa ein Motorrad.
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