WO2017054901A1 - Rahmenbauteil, insbesondere zweiradrahmen - Google Patents

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WO2017054901A1
WO2017054901A1 PCT/EP2016/001486 EP2016001486W WO2017054901A1 WO 2017054901 A1 WO2017054901 A1 WO 2017054901A1 EP 2016001486 W EP2016001486 W EP 2016001486W WO 2017054901 A1 WO2017054901 A1 WO 2017054901A1
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WO
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shells
frame component
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frame
coating
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PCT/EP2016/001486
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French (fr)
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Ahmad Al-Sheyyab
Alexander Oelschlegel
Daniel RINESCH
Stefan Valentin
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Rehau Automotive SE and Co KG
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Rehau AG and Co
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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 SIDECARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/18—Joints between frame members
    • B62K19/28—Means for strengthening joints
    • 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 SIDECARS, 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

Definitions

  • Frame component in particular bicycle frame
  • the invention relates to a frame component, in particular a bicycle frame, with two interconnected half-shells, which together form at least one inner cavity.
  • the present invention relates in particular to a bicycle frame for a pedelec or an e-bike.
  • Pedelecs differ from a normal bicycle by an additional electric motor, at least one battery element for motor drive and usually by a control electronics for the engine.
  • the electric motor of the pedelec can be switched on to assist the pedal drive by the driver.
  • the control electronics measures the applied force or speed and switches the motor on or off when certain values are reached.
  • the additional elements of a Pedelecs have the consequence that the corresponding frame member must be made comparatively bulky to accommodate the supply elements therein. Some of these elements are also attached to the outside of the frame, but this affects the appearance. In practice pedelec frames are often made manually.
  • bicycle frames are usually made of metal tubes.
  • other materials such as e.g. Aluminum, titanium or fiber reinforced plastics used to reduce the weight of the frame.
  • the corresponding components are then welded together or glued together to obtain the desired frame geometry.
  • the aim is to keep the wall thicknesses of the two bicycle frame half-shells as low as possible.
  • this requirement conflicts with the need to provide a bicycle frame that has a high mechanical strength suitable for use in a pedelec.
  • the corresponding half-shells often do not have sufficient load-bearing capacity and can therefore be easily damaged as a result.
  • the invention has for its object to provide a frame member with the features described above, which has a high mechanical strength at low weight and at the same time is inexpensive to produce.
  • the two half-shells are provided on its outer side at least partially with a mechanical stability of the frame member increasing paint with a layer thickness of at least 0.5 mm.
  • the invention is based on the realization that in a two-wheeled frame, for reasons of optical appearance, painting which is required anyway is carried out in such a way that at the same time a significant increase in mechanical stability is achieved at the same time.
  • the layer thickness of the coating according to the invention is at least 0.5 mm, advantageously at least 0.8 mm.
  • the layer thickness is preferably a maximum of 2 mm, for example a maximum of 1, 5 mm.
  • the two half-shells can therefore be produced with a relatively small wall thickness, since the coating of lacquer after the two half-shells have been assembled leads to a significant increase in the mechanical strength of the frame component.
  • An additional process step in the production of the frame member to increase the impact resistance of the frame is usually no longer required lent. Especially with rockfalls that occur very frequently when driving through terrain. th, the frame member according to the invention behaves very robust.
  • the crash stability is increased since the coating according to the invention improves the energy absorption behavior of the frame component and its susceptibility to cracking. Also, the feel can be adjusted by the coating with a large layer thickness targeted.
  • the paint can cover the entire outer surface of the two half-shells.
  • the coating only partially covers the outer surface of the two half-shells, ie defines a covering area.
  • the coating is applied with a constant layer thickness.
  • the layer thickness is deliberately set locally differently.
  • the coating can be applied with a small layer thickness, so that the coating there has only an optical function, for example, while it is significantly thicker in mechanically highly stressed areas, which are frequently exposed to rockfalls, for example , at least twice or at least three times as thick as in the lightly loaded areas is applied.
  • the layer thickness of the coating in its thickest region can be at least twice as large, for example at least three times as large, for example at least five times as large as in its thinnest region.
  • this thinnest region means the region with the thinnest layer thickness within the coverage area.
  • This region with the thinnest layer thickness and / or the region with the thickest layer thickness may consist of a plurality of separate individual regions (eg both on the left and on the right half shell) and is altogether advantageously at least 20 cm 2 , preferably at least 50 cm 2 , eg at least 100 cm 2 or at least 300 cm 2 or at least 500 cm 2 in size.
  • the need for lacquer material and also the weight of the frame component can be optimized by the locally different layer thickness of the lacquer coating adapted to the requirements.
  • the coating can be sprayed onto the surface of the two half-shells or even applied by an in-mold coating (IMC), in which the paint is applied in the injection mold of the corresponding half-shell.
  • IMC in-mold coating
  • the IMC is particularly suitable for the above-described local variation of the layer thickness
  • PUR polyurethane
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the two half-shells in the connection region have a joining geometry suitable for the production of an adhesive bond, and the two half-shells are permanently bonded together by means of the coating material penetrated into the joining geometry. Consequently, in this embodiment of the invention during the painting process, not only the appearance of the frame member upgraded and at the same time significantly increases its impact resistance, but also permanently joined together two shells.
  • the paint penetrates during its application, for example, supported by capillary effects, in the joint gap between the two half-shells and thereby fulfills the above-described additional function.
  • the cohesive connection of the two half shells is made only by the penetrated into the joining geometry coating material, in particular the two half-shells are permanently connected to each other only by the penetrated paint.
  • the joining geometry has a joining gap for the penetrated painting material.
  • This joint gap can be completely filled by the painting material that has penetrated into the joining geometry.
  • the joint gap has a gap height of at least 0.1 mm, preferably at least 0.2 mm.
  • the gap height can be a maximum of 1, 0 mm, in particular a maximum of 0.5 mm.
  • the joint gap has a width of 1 to 5 mm.
  • the joining geometry is arranged in the outer edge region of the two half-shells.
  • the two half-shells can generally have a fitting geometry which ensures an accurate assembly of the two half-shells prior to painting and expediently also prefixes the two half-shells to one another.
  • the two half-shells can also have, in addition to the joining geometry suitable for the production of the adhesive bond, a further second joining geometry suitable for the production of a welded joint in the connection area.
  • the two half shells are characterized by at least one welded joint as well as by the Penetrated paint material cohesively bonded together.
  • the second joining geometry is designed as a press fit suitable for laser welding. This press fit may have a width of 2 to 8 mm.
  • the two joining geometries are arranged directly adjacent to one another, preferably in a stepwise manner next to one another.
  • the first and / or the second joining geometry are arranged circumferentially at least in regions on the half-shells.
  • the one half shell forms the inner geometry of both
  • the two half-shells made of plastic, in particular polyamide.
  • fiber-reinforced plastics are to be preferred, so that in particular fiber-reinforced polyamide is suitable as half-shell material.
  • Polyamide has, in particular after a corresponding pretreatment, a good affinity for the preferred coating material PUR.
  • the half shells expediently have a wall thickness of a maximum of 5 mm, preferably a maximum of 3 mm. The minimum wall thickness of the two half-shells is for example 1 mm.
  • the frame component is preferably designed as a bicycle frame.
  • the half shells are expediently receptacles for a handlebar and / or a bottom bracket and / or a driver's seat and / or the axis of the rear wheel.
  • the invention is accordingly also a pedelec with such a bicycle frame.
  • FIG. 1 shows a two half shells exhibiting, designed as a bicycle frame frame member before joining the two half-shells
  • FIG. 2 shows the two half-shells shown in FIG. 1 after their joining to the frame component
  • Fig. 3 shows the frame member shown in Fig. 2 after application of a coating according to the invention
  • Fig. 4 shows the section A - A in Fig. 3 and
  • FIG. 5 shows the section A - A in FIG. 3 according to a further embodiment of the invention
  • Fig. 1 shows two half-shells 1, 2 before their assembly into a frame member.
  • these two half-shells are joined together to form the frame component, which forms a bicycle frame for a pedelec.
  • the bicycle frame has a receptacle 20 for a handlebar, a receptacle 30 for a bottom bracket, a receptacle 40 for a driver's seat and a receptacle 50 for the axle of the rear wheel (not shown).
  • the two half-shells 1, 2 form, in the assembled state, an inner cavity 10 (see FIG. 4) and are designed as plastic injection-molded parts.
  • Fig. 1 shows two half-shells 1, 2 before their assembly into a frame member.
  • these two half-shells are joined together to form the frame component, which forms a bicycle frame for a pedelec.
  • the bicycle frame has a receptacle 20 for a handlebar, a receptacle 30 for a bottom bracket, a receptacle 40
  • the two half-shells 1, 2 joined together have been provided on their outer side with a painting 3 increasing the mechanical stability of the bicycle frame.
  • the layer thickness s of this coating 3 is about 1 mm in the exemplary embodiment (see Fig. 4), wherein the coating 3 with a uniform layer thickness s covers the entire outer surface of the two half-shells 1, 2.
  • the coating 3 with a uniform layer thickness s covers the entire outer surface of the two half-shells 1, 2.
  • Layer thickness s is set low, so that it has only a coloring optical function, while they are exposed in mechanically highly stressed areas, which are frequently stone chips (eg in the area of the receptacle 30 for the bottom bracket and / or in the area of the receptacle 50 for the Rear axle), is significantly larger.
  • the paint 3 consists of a thermoplastic polyurethane (TPU).
  • the two half-shells 1, 2 consist in the embodiment of fiber-reinforced polyamide, adheres to the TPU very well.
  • FIG. 4 shows that the two half-shells 1, 2 in the connection region 4 have a joining geometry 5 suitable for the production of an adhesive bond and the two half-shells 1, 2 are glued together by the painting material 3a penetrated into the joining geometry 5.
  • the joining geometry 5 has a joint gap 6 for the penetrated painting material 3a. This joining gap 6 is completely filled by the painting material 3a which has penetrated into the joining geometry 5.
  • the joint gap 6 is essentially parallel to the adjacent outer surface of the two half-shells 1, 2. directed.
  • the gap height h of the joint gap 6 in the exemplary embodiment is about 0.2 mm and the width b of the joint gap 6 is about 4 mm.
  • the connection region 4 further shows that the two half-shells 1, 2 in the connection region 4 have, in addition to the joining geometry 5 suitable for the production of the adhesive connection, a further second joining geometry 7 suitable for the production of a welded connection. Accordingly, in this way the two half-shells 1, 2 can be additionally connected to one another by at least one welded connection in addition to the bonding caused by the penetrated painting material 3a.
  • the second joining geometry 7 is designed as a press fit suitable for a laser weld. This press fit has a width b 2 of about 5 mm.
  • the two joining geometries 5, 7 are arranged stepwise directly next to each other.
  • the first joining geometry 5 is arranged completely circumferentially along the two half-shells 1, 2. In the exemplary embodiment according to FIG.
  • the half-shell 1 forms the outer geometry of both joining geometries 5, 7 and the half-shell 2 the inner geometry of both joining geometries 5, 7. It can be seen that both joining geometries 5, 7 are arranged in the outer edge region of the two half-shells 1, 2.
  • FIG. 4 also shows that the two half shells 1, 2 are reinforced with inside ribs 8.
  • the wall thickness d of the two half-shells 1, 2 is in the exemplary embodiment about 2 mm.
  • the two half-shells 1, 2 are permanently adhesively bonded to one another only by the penetrated painting material 3a. This variant is shown in FIG. 5.
  • Fig. 6 shows the effect of a coating according to the invention using a stone impact test according to DIN EN ISO 20657 (500 g steel shot, twice for 10 sec at 2 bar air pressure).
  • a stone impact test according to DIN EN ISO 20657 (500 g steel shot, twice for 10 sec at 2 bar air pressure).
  • the plate on the right shows the same polyamide plate without TPU coating according to the invention. Due to the rockfall have on the surface of the plate a variety of

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rahmenbauteil, insbesondere einen Zweiradrahmen, mit zwei miteinander verbundenen Halbschalen (1, 2), die gemeinsam mindestens einen inneren Hohlraum (10) bilden. Erfindungsgemäß sind die beiden Halbschalen (1, 2) an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise mit einer die mechanische Stabilität des Rahmenbauteils erhöhenden Lackierung (3) mit einer Schichtdicke (s) von mindestens 0,5 mm versehen. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Pedelec mit einem solchen Rahmenbauteil.

Description

Rahmenbauteil, insbesondere Zweiradrahmen
Die Erfindung betrifft ein Rahmenbauteil, insbesondere einen Zweiradrahmen, mit zwei miteinander verbundenen Halbschalen, die gemeinsam mindestens einen inneren Hohlraum bilden. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Zweiradrahmen für ein Pedelec bzw. ein E-Bike. Pedelecs unterscheiden sich von einem normalen Fahrrad durch einen zusätzlichen Elektromotor, mindestens ein Batterieelement zum Motorantrieb sowie in der Regel durch eine Steuerelektronik für den Motor. Der Elektromotor des Pedelecs kann zur Unterstützung des Pedalantriebs durch den Fahrer zugeschaltet werden. Die Steuerelektronik misst die aufgewandte Kraft oder die Geschwindigkeit und schaltet bei Erreichen bestimmter Werte den Motor zu bzw. ab. Die zusätzlichen Elemente eines Pedelecs haben zur Folge, dass das entsprechende Rahmenbauteil vergleichsweise voluminös gestaltet werden muss, um die Versorgungselemente darin unterzubringen. Teilweise werden diese Elemente auch außen am Rahmen befestigt, was jedoch die Optik beeinträchtigt. In der Praxis werden Pedelec-Rahmen häufig manuell gefertigt.
Allgemein werden Fahrradrahmen üblicherweise aus Metallrohren hergestellt. Neben Stahl werden seit einiger Zeit zunehmend auch andere Werkstoffe wie z.B. Aluminium, Titan oder faserverstärkte Kunststoffe verwendet, um das Gewicht des Rahmens zu reduzieren. Die entsprechenden Komponenten werden dann miteinander verschweißt oder verklebt, um die gewünschte Rahmengeometrie zu erhalten.
Es gab bereits einige Ansätze, Fahrradrahmen aus zwei Halbschalen herzustellen. Ein solcher Rahmen ist beispielsweise in der DE 10 2011 053 100 A1 offenbart. Die Halbschalen werden dabei durch Kleben oder Schweißen miteinander verbunden. Zur Verbindung von zwei Halbschalen ist es aus der US 5 913 529 bekannt, zwischen den Fügerändern ein nut- förmiges Zwischenelement vorzusehen. Ferner ist aus der DE 20 2013 104 187 U1ein Rahmenbauteil mit den eingangs beschriebenen Merkmalen bekannt. Aufgrund der neuen Entwicklungen im Bereich der Elektrofahrräder haben sich die Bedürfnisse und die Anforderungen an ein Fahrrad geändert. Metall eignet sich für Pedelec- Rahmen nur sehr bedingt. Aufgrund der zusätzlichen Versorgungselemente ist es vorteil- haft, eine leichtere Rahmenkonstruktion zu wählen, um das Gesamtgewicht des Fahrrads möglichst gering zu halten. Auch aus diesem Grund ist man bestrebt, die Wandstärken der beiden Zweiradrahmen-Halbschalen möglichst gering zu halten. Dieser Wunsch kollidiert jedoch mit der Erfordernis, einen Zweiradrahmen bereit zu stellen, der über eine für den Einsatz bei einem Pedelec geeignete hohe mechanische Belastbarkeit verfügt. Insbesonde- re beim Auftritt von Steinschlägen weisen die entsprechenden Halbschalen häufig keine ausreichende Belastbarkeit auf und können somit hierdurch leicht beschädigt werden. In diesem Zusammenhang ist es aus der nachveröffentlichten Druckschrift DE 10 2014 113 872 A1 bekannt, die mechanische Stabilität der beiden Zweiradrahmen-Halbschalen mittels einer Ausspritzung des inneren Hohlraumes mit Schaummaterial zu erhöhen.
Vor dem beschriebenen Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rahmenbauteil mit den eingangs beschriebenen Merkmalen bereit zu stellen, welches bei geringem Gewicht eine hohe mechanische Belastbarkeit aufweist und dabei gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Halbschalen an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise mit einer die mechanische Stabilität des Rahmenbauteils erhöhenden Lackierung mit einer Schichtdicke von mindestens 0,5 mm versehen sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, die bei einem Zweiradrahmen regelmäßig aus op- tischen Gründen ohnehin erforderliche Lackierung derart auszuführen, dass damit gleichzeitig eine signifikante Erhöhung der mechanischen Stabilität erzielt wird. Zu diesem Zweck beträgt die Schichtdicke der Lackierung erfindungsgemäß mindestens 0,5 mm, zweckmäßigerweise mindestens 0,8 mm. Um den Verbrauch des Lackmaterials möglichst gering zu halten, beträgt die Schichtdicke vorzugsweise maximal 2 mm, z.B. maximal 1 ,5 mm. Erfin- dungsgemäß können die beiden Halbschalen also mit einer relativ geringen Wandstärke hergestellt werden, da die nach dem Zusammensetzen der beiden Halbschalen erfolgte Lackauftragung zu einer deutlichen Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit des Rahmenbauteils führt. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt bei der Herstellung des Rahmenbauteils zur Erhöhung der Schlagfestigkeit des Rahmens ist in der Regel nicht mehr erforder- lieh. Insbesondere bei Steinschlägen, die bei einer Fahrt durch Gelände sehr häufig auftre- ten, verhält sich das erfindungsgemäße Rahmenbauteil sehr robust. Ebenso wird die Crashstabilität erhöht, da die erfindungsgemäße Lackierung das Energieabsorptionsverhalten des Rahmenbauteils und dessen Rissanfälligkeit verbessert. Auch die Haptik kann durch die Lackierung mit großer Schichtdicke gezielt eingestellt werden.
Die Lackierung kann die gesamte äußere Oberfläche der beiden Halbschalen bedecken. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass die Lackierung die äußere Oberfläche der beiden Halbschalen lediglich bereichsweise bedeckt, also einen Bedeckungsbereich definiert. Zweckmäßigerweise ist die Lackierung mit einer konstanten Schichtdicke aufgetra- gen. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber insbesondere auch, dass die Schichtdicke gezielt lokal unterschiedlich eingestellt wird. So kann beispielsweise in mechanisch gering belasteten Bereichen des Rahmenbauteils die Lackierung mit einer geringen Schichtdicke aufgetragen werden, so dass die Lackierung dort beispielsweise nur eine optische Funktion besitzt, während sie in mechanisch hoch beanspruchten Bereichen, welche z.B. häufig Steinschlägen ausgesetzt sind, deutlich dicker, z.B, mindestens doppelt oder mindestens dreimal so dick wie in den gering belasteten Bereichen aufgetragen wird. Allgemein kann die Schichtdicke der Lackierung in ihrem dicksten Bereich mindestens doppelt so groß, z.B. mindestens dreimal so groß, beispielsweise mindestens fünfmal so groß sein wie in ihrem dünnsten Bereich. Bei einer lediglich bereichsweisen Bedeckung der Halbschalen durch die Lackierung ist mit diesem dünnsten Bereich der Bereich mit der dünnsten Schichtdicke innerhalb des Bedeckungsbereiches gemeint. Dieser Bereich mit der dünnsten Schichtdicke und/oder der Bereich mit der dicksten Schichtdicke kann aus mehreren, voneinander getrennten Einzelbereichen bestehen (z.B. sowohl an der linken als auch an der rechten Halbschale) und ist insgesamt zweckmäßigerweise mindestens 20 cm2, vorzugsweise min- destens 50 cm2 , z.B. mindestens 100 cm2 oder mindestens 300 cm2 bzw. mindestens 500 cm2 groß. Insgesamt kann durch die an die Anforderungen angepasste, lokal unterschiedliche Schichtdicke der Lackierung der Bedarf an Lackmaterial und auch das Gewicht des Rahmenbauteils optimiert werden. Die Lackierung kann auf die Oberfläche der beiden Halbschalen aufgesprüht oder auch durch ein In-Mould-Coating (IMC) aufgetragen werden, bei dem der Lack in der Spritzgussform der entsprechenden Halbschale aufgetragen wird. Das IMC eignet sich insbesondere für die vorbeschriebene lokale Variierung der Schichtdicke,
Grundsätzlich kommen für die Lackierung verschiedene Materialien, insbesondere auf Kunststoffbasis bzw. Kunststoffe, infrage. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Lackierung erwiesen, die aus einem Polyurethan (PUR), vorzugsweise einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), besteht. PUR ist einerseits sehr gut als Lack, z.B. durch Aufsprühen, auf eine Oberfläche auftragbar und besitzt andererseits eine ausgeprägte Zähigkeit, so dass bereits mit einer vergleichsweise geringen Schichtdicke des Lackes eine signifikante Erhöhung der Schlagfestigkeit des Rahmenbauteils erzielt werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die beiden Halbschalen im Verbindungsbereich eine für die Herstellung einer Klebverbindung geeignete Fügegeometrie auf und die beiden Halbschalen sind durch in die Fügegeometrie einge- drungenes Lackiermaterial miteinander dauerhaft verklebt. Folglich werden bei dieser Ausführungsform der Erfindung beim Lackiervorgang nicht nur die Optik des Rahmenbauteils aufgewertet und dabei gleichzeitig dessen Schlagfestigkeit signifikant erhöht, sondern zusätzlich auch beiden Halbschalen dauerhaft zusammengefügt. Der Lack dringt bei seiner Auftragung, beispielsweise unterstützt durch Kapillareffekte, in den Fügespalt zwischen den beiden Halbschalen ein und erfüllt hierdurch die vorbeschriebene zusätzliche Funktion. Im Rahmen der Erfindung liegt es hierbei, dass die stoffschlüssige Verbindung der beiden Halbschalen lediglich durch das in die Fügegeometrie eingedrungene Lackiermaterial hergestellt wird, insbesondere die beiden Halbschalen nur durch das eingedrungene Lackiermaterial dauerhaft miteinander verbunden sind.
Zweckmäßigerweise weist die Fügegeometrie einen Fügespalt für das eingedrungene Lackiermaterial auf. Dieser Fügespalt kann von dem in die Fügegeometrie eingedrungenen Lackiermaterial vollständig ausgefüllt werden. Vorzugsweise besitzt der Fügespalt eine Spalthöhe von mindestens 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 0,2 mm, auf. Die Spalthöhe kann maximal 1 ,0 mm, insbesondere maximal 0,5 mm betragen. Zweckmäßigerweise weist der Fügespalt eine Breite von 1 bis 5 mm auf. Die Fügegeometrie ist im äußeren Randbereich der beiden Halbschalen angeordnet. Neben der Fügegeometrie können die beiden Halbschalen ganz allgemein eine Passgeometrie aufweisen, welche ein passgenaues Zusammensetzen der beiden Halbschalen vor der Lackierung sicherstellt und hierbei die bei- den Halbschalen zweckmäßigerweise auch zueinander vorfixiert.
Die beiden Halbschalen können ferner im Verbindungsbereich neben der für die Herstellung der Klebverbindung geeigneten Fügegeometrie eine weitere für die Herstellung einer Schweißverbindung geeignete zweite Fügegeometrie aufweisen. In diesem Fall sind die beiden Halbschalen sowohl durch mindestens eine Schweißverbindung als auch durch das eingedrungene Lackiermaterial stoffschlüssig miteinander verbunden. Zweckmäßigerweise ist die zweite Fügegeometrie als für eine Laserverschweißung geeignete Presspassung ausgebildet. Diese Presspassung kann eine Breite von 2 bis 8 mm aufweisen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass die beiden Fügegeometrien unmittelbar nebeneinander, vor- zugsweise stufenartig nebeneinander, angeordnet sind. Ferner sind die erste und / oder die zweite Fügegeometrie zumindest bereichsweise an den Halbschalen umlaufend angeordnet. Zweckmäßigerweise bildet die eine Halbschale die Innengeometrie beider
Fügegeometrien und die andere Halbschale die Außengeometrie beider Fügegeometrien. Vorzugsweise bestehen die beiden Halbschalen aus Kunststoff, insbesondere Polyamid. Grundsätzlich sind faserverstärkte Kunststoffe zu bevorzugen, so dass insbesondere faserverstärktes Polyamid als Halbschalenwerkstoff geeignet ist. Polyamid weist insbesondere nach einer entsprechenden Vorbehandlung eine gute Affinität zum bevorzugten Lackmaterial PUR auf. Um das Gewicht des Rahmenbauteils und den Materialverbrauch möglichst gering zu halten, weisen die Halbschalen zweckmäßigerweise eine Wandstärke von maximal 5 mm, vorzugsweise maximal 3 mm, auf. Die Mindestwandstärke der beiden Halbschalen beträgt beispielsweise 1 mm.
Wie bereits erläutert, ist das Rahmenbauteil vorzugsweise als Zweiradrahmen ausgebildet. In diesem Fall bilden die Halbschalen zweckmäßigerweise Aufnahmen für einen Lenker und/oder ein Tretlager und/oder einen Fahrersattel und/oder die Achse des Hinterrades. Gegenstand der Erfindung ist entsprechend ferner ein Pedelec mit einem solchen Zweiradrahmen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schemätisch:
Fig.1 ein zwei Halbschalen aufweisendes, als Zweiradrahmen ausgebildetes Rahmenbauteil vor dem Zusammenfügen der beiden Halbschalen,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellten beiden Halbschalen nach deren Zusammenfügung zum Rahmenbauteil,
Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Rahmenbauteil nach Auftragung einer erfindungsgemäßen Lackierung Fig. 4 den Schnitt A - A in Fig. 3 und
Fig. 5 den Schnitt A - A in Fig. 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- dung
Fig. 1 zeigt zwei Halbschalen 1 , 2 vor deren Zusammenfügung zu einem Rahmenbauteil. In Fig. 2 sind diese beiden Halbschalen zum Rahmenbauteil zusammengefügt, welches einen Zweiradrahmen für ein Pedelec bildet. Der Zweiradrahmen weist eine Aufnahme 20 für ei- nen Lenker, eine Aufnahme 30 für ein Tretlager, eine Aufnahme 40 für einen Fahrersattel sowie eine Aufnahme 50 für die Achse des (nicht dargestellten) Hinterrades auf. Die beiden Halbschalen 1 , 2 bilden im zusammen gefügten Zustand einen inneren Hohlraum 10 (s. a. Fig. 4) und sind als Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet. In Fig. 3 sind die beiden zusammen gefügten Halbschalen 1 , 2 an ihrer Außenseite mit einer die mechanische Stabilität des Zweiradrahmens erhöhenden Lackierung 3 versehen worden. Die Schichtdicke s dieser Lackierung 3 beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 1 mm (s. Fig. 4), wobei die Lackierung 3 mit einer gleichmäßigen Schichtdicke s die gesamte äußere Oberfläche der beiden Halbschalen 1 , 2 bedeckt. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass in mechanisch gering belasteten Bereichen des Rahmenbauteils die
Schichtdicke s gering eingestellt wird, so dass sie dort nur eine farbgebende optische Funktion besitzt, während sie in mechanisch hoch beanspruchten Bereichen, welche häufig Steinschlägen ausgesetzt sind (z.B. im Bereich der Aufnahme 30 für das Tretlager und/oder im Bereich der Aufnahme 50 für die Hinterradachse), deutlich größer ist. Die Lackierung 3 besteht aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU). Die beiden Halbschalen 1 , 2 bestehen im Ausführungsbeispiel aus faserverstärktem Polyamid, an dem TPU sehr gut haftet.
Der Fig. 4 ist zu entnehmen, dass die beiden Halbschalen 1 , 2 im Verbindungsbereich 4 eine für die Herstellung einer Klebverbindung geeignete Fügegeometrie 5 aufweisen und die beiden Halbschalen 1 , 2 durch in die Fügegeometrie 5 eingedrungenes Lackiermaterial 3a miteinander verklebt sind. Die Fügegeometrie 5 weist einen Fügespalt 6 für das eingedrungene Lackiermaterial 3a aufweist. Dieser Fügespalt 6 wird von dem in die Fügegeometrie 5 eingedrungenen Lackiermaterial 3a vollständig ausgefüllt. Der Fügespalt 6 ist im we- sentlichen parallel zur benachbarten äußeren Oberfläche der beiden Halbschalen 1 , 2 aus- gerichtet. Die Spalthöhe h des Fügespaltes 6 beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 0,2 mm und die Breite b des Fügespaltes 6 beträgt ca. 4 mm.
Die Fig. 4 zeigt ferner, dass die beiden Halbschalen 1 , 2 im Verbindungsbereich 4 neben der für die Herstellung der Klebverbindung geeigneten Fügegeometrie 5 eine weitere für die Herstellung einer Schweißverbindung geeignete zweite Fügegeometrie 7 aufweisen. Entsprechend können hierdurch die beiden Halbschalen 1 , 2 neben der durch das eingedrungene Lackiermaterial 3a bedingten Verklebung zusätzlich durch mindestens eine Schweißverbindung miteinander verbunden werden. Die zweite Fügegeometrie 7 ist als für eine La- serverschweißung geeignete Presspassung ausgebildet. Diese Presspassung weist eine Breite b2von ca. 5 mm auf. Die beiden Fügegeometrien 5, 7 sind stufenartig unmittelbar nebeneinander angeordnet. Die erste Fügegeometrie 5 ist entlang der beiden Halbschalen 1 , 2 vollständig umlaufend angeordnet. Dies trifft im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auch für die zweite Fügegeometrie 7 zu. Die Halbschale 1 bildet die Außengeometrie beider Fügegeometrien 5, 7 und die Halbschale 2 die Innengeometrie beider Fügegeometrien 5, 7. Es ist erkennbar, dass beide Fügegeometrien 5, 7 im äußeren Randbereich der beiden Halbschalen 1 , 2 angeordnet sind. Die Fig. 4 zeigt ferner, dass die beiden Halbschalen 1 , 2 mit innenseitigen Rippen 8 verstärkt sind. Die Wandstärke d der beiden Halbschalen 1 , 2 beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 2 mm.
Alternativ zur Kombination der durch das eingedrungene Lackiermaterial 3a bedingten Klebverbindung mit einer Schweißverbindung gemäß Fig. 4 liegt es aber ebenso im Rahmen der Erfindung, dass die beiden Halbschalen 1 , 2 lediglich durch das eingedrungene Lackiermaterial 3a dauerhaft miteinander verklebt sind. Diese Variante ist in Fig. 5 darge- stellt.
Abschließend zeigt Fig. 6 die Wirkung einer erfindungsgemäßen Lackierung anhand eines Steinschlagtestes nach DIN EN ISO 20657 (500 g Stahlschrot, zweimal für 10 sec bei 2 bar Luftdruck). Links ist eine faserverstärkte Polyamidplatte mit einer Wandstärke von 2 mm und einer 1 mm dicken TPU-Lackierung nach Durchführung des Steinschlagtestes dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Platte den Test unversehrt überstanden hat. Die Platte rechts zeigt die gleiche Polyamidplatte ohne erfindungsgemäße TPU-Beschichtung. Aufgrund des Steinschlages haben sich auf der Oberfläche der Platte eine Vielzahl von
Schlagspuren in Form von kleinen Vertiefungen gebildet.

Claims

Patentansprüche
1. Rahmenbauteil, insbesondere Zweiradrahmen, mit zwei miteinander verbundenen Halbschalen (1 , 2), die gemeinsam mindestens einen inneren Hohlraum (10) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Haibschaien (1 , 2) an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise mit einer die mechanische Stabilität des Rahmenbauteils erhöhenden Lackierung (3) mit einer Schichtdicke (s) von mindestens 0,5 mm versehen sind.
2. Rahmenbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (s) der Lackierung (3) mindestens 0,8 mm beträgt.
3. Rahmenbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierung (3) die gesamte äußere Oberfläche der beiden Halbschalen (1 , 2) bedeckt.
4. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierung (3) mit einer konstanten Schichtdicke (s) aufgetragen ist.
5. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (s) der Lackierung (3) in ihrem dicksten Bereich mindestens doppelt so groß ist wie in ihrem dünnsten Bereich.
6. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierung (3) aus einem Polyurethan (PUR), vorzugsweise einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), besteht.
7. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (1 , 2) im Verbindungsbereich (4) eine für die Herstellung einer Klebverbindung geeignete Fügegeometrie (5) aufweisen und die beiden Halbschalen (1 , 2) durch in die Fügegeometrie (5) eingedrungenes Lackiermaterial (3a) miteinander verklebt sind.
8. Rahmenbauteil nach einem der Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügegeometrie (5) einen Fügespalt (6) für das eingedrungene Lackiermaterial (3a) aufweist.
9. Rahmenbauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügespalt (6) eine Spalthöhe (h) von mindestens 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 0,2 mm, aufweist.
10. Rahmenbauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügespalt (6) eine Breite (b) von 1 bis 5 mm aufweist.
11. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (1 , 2) im Verbindungsbereich (4) neben der für die Herstellung der Klebverbindung geeigneten Fügegeometrie (5) eine weitere für die Herstellung einer Schweißverbindung (7) geeignete zweite Fügegeometrie (8) aufweisen und die beiden Halbschalen (1 , 2) sowohl durch mindestens eine Schweißverbindung (7) als auch durch das eingedrungene Lackiermaterial (3a) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
12. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (1 , 2) aus Polyamid, insbesondere faserverstärktem Polyamid, bestehen.
13. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (1 , 2) eine Wandstärke (d) von maximal 5 mm aufweisen.
14. Rahmenbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenbauteil als Zweiradrahmen ausgebildet ist und hierbei die Halbschalen (1 , 2) Aufnahmen (20, 30, 40, 70) für einen Lenker und/oder ein Tretlager und/oder einen Fahrersattel und/oder die Achse des Hinterrades bilden.
15. Pedelec mit einem Rahmenbauteil nach Anspruch 14.
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