CH718905A1 - Fahrradrahmen. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen (2), insbesondere für ein E-Bike (1), umfassend: einen ersten Rahmenabschnitt (10) mit einem Innenraum zur Aufnahme mindestens einer Batterieeinheit (3), einen zweiten Rahmenabschnitt (20), der an den ersten Rahmenabschnitt (10) anschliesst und zu einer Hinterradaufnehmung verläuft; und einen dem Rahmenabschnitt (10) zugeordneter Aufnahmebereich für eine Getriebeeinheit (40), wobei der erste Rahmenabschnitt (10), der zweite Rahmenabschnitt (20), und der Aufnahmebereich derart ausgestaltet sind, dass Kabel im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts (10) und des zweiten Rahmenabschnitts verlaufen (20) und nur Kabel, die dem Anschluss der Getriebeeinheit (40) dienen in den Aufnahmebereich geführt sind.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen, insbesondere für ein E-Bike.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung ein Elektrofahrrad alles jeweils gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Technologischer Hintergrund

[0003] Fahrräder mit elektrischem Hilfsmotor werden immer populärer, da diese der steigenden Nachfrage nach zuverlässiger, sicherer und nachhaltiger Mobilität weitgehend entgegenkommen. Ein Elektrofahrrad ist ein Fahrrad, das beim Treten in die Pedale mit einem elektrischen Motor unterstützt. Das Treten in die Pedale wird leichter. Der Motor unterstützt die Tretbewegungen und verstärkt oder übernimmt ganz. Ein derartiges Elektrofahrrad wird auch als E-Bike, Pedelec oder Speed Pedelec bezeichnet. Es gib verschiedene Arten, die sich je nach Anwendung, Motorleistung, Rahmen, oder Profil der Reifen unterscheiden.

[0004] Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 2230164 B1, ist ein Fahrradrahmen zur Aufnahme einer Batterieeinheit und zugehörige Batterieeinheit bekannt. Der Rahmen hat einen Rohrabschnitt mit einem Innenraum, der eine Batterieeinheit aufnimmt. Eine seitliche Öffnung erstreckt sich in Richtung der Verlängerung des Rohrabschnitts. Die Batterieeinheit wird durch die seitliche Öffnung in den Innenraum eingeführt. Eine Anordnung der Batterie im Rohrabschnitt weist Vorteile auf.

[0005] Aus der EP3437977A1 ist ein E-Bike-Fahrradrahmen bekannt, der ein Oberrohr, ein Unterrohr und ein Sattelrohr aufwiest. Ferner ist in einem Gehäuse, bei dem es sich um ein Tretlageraufnahmeelement handeln kann, ein Tretlager angeordnet. Gegebenenfalls ist in dem Gehäuse auch der Elektromotor vorgesehen. Des Weiteren ist mit dem Unterrohr eine Batterie verbunden. Das Anordnen der Batterie auf dem Unterrohr, weist den Nachteil auf, dass das Verlegen von Kabeln, hydraulischen Leitungen und insbesondere Schaltzügen, wie Bowdenzügen, schwierig ist. Seitlich neben der Batterie ist daher ein Kanalelement angeordnet. Dies dient zur Aufnahme von Kabeln, Schaltzügen, Bremszügen, und/ oder Hydraulikleitungen. Das Tretlager ist in einer Tretlageraufnahme angeordnet und mit einem Elektromotor verbunden.

[0006] Insbesondere bei Schaltzügen besteht die Notwendigkeit, diese mit möglichst geringen Radien zu verlegen. Bei engen Radien können Beschädigungen auftreten. Insbesondere ist der Verschleiss erhöht und die Zuverlässigkeit der Funktion gegebenenfalls nicht gewährleistet.

[0007] Bei Fahrrädern ist die Übersetzung wichtig. Neben Kettenschaltungen setzen sich auch bei Elektrofahrrädern immer mehr Schaltungen mit Getriebe durch, wo Zahnräder ineinandergreifen und so für eine Übersetzung sorgen. Durch das Spannen oder Entlasten eines Schaltseils werden Zahnräder mit unterschiedlichen Zahnzahlen in Kontakt gebracht. Elektrische oder elektronische Schaltungen werden mittels Batterie bzw. einem Akku betrieben.

[0008] Es besteht eine grosse Vielfalt an Schaltungen und Modellvarianten. Die Schaltung ist eine wichtige Komponente für ein E-Bike. Sie soll einfach zu bedienen und wartungsarm sein. Bekannt sind neben Kettenschaltungen auch Nabenschaltungen, die meist in der hinteren Nabe integriert sind.

[0009] Eine weitere Schaltungs-Kategorie sind Tretlagergetriebe, wie beispielswiese von der Firma Pinion. Tretlagergetriebe verfügen über eine Vielzahl von Gängen mit grossem Übersetzungsbereich und sind in der Regel wartungsarm.

[0010] Nabenschaltungen und Tretlagergetriebe haben den Vorteil, dass diese mit Riemen kombiniert werden können, was den Wartungsaufwand reduziert.

[0011] Das Gehäuse eines Tretlagergetriebes kann mit dem Rahmen verbunden werden und wird meist von unten an den Rahmen angeflanscht. Der Rahmen entspricht dabei in etwa der Gehäusebreite. Die Zuführungskabel werden sichtbar von aussen in das Gehäuse geführt.

Darstellung der Erfindung

[0012] Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrradrahmen der eingangs erwähnter Art bereitzustellen, der mindestens einen Nachteil des Bekannten überwindet.

[0013] Insbesondere soll ein Fahrradrahmen mit einem integrierten Getriebe für ein E-Bike bereitgestellt werden, der eine hohe Akzeptanz bei Benutzern hinsichtlich der Funktionalität und Anwendbarkeit aufweist. Dabei soll der genannte Fahrradrahmen mit dem integrierten Getriebe vorzugsweise möglichst sicher im Betrieb als auch besonders wartungsfreundlich sein und genügend Platz für Kabelführungen mit sich bringen.

[0014] Mindestens eine dieser Aufgaben wurde mit einem Fahrradrahmen, insbesondere für ein E-Bike, gemäss den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.

[0015] Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrradrahmen, insbesondere für ein E-Bike. Der Fahrradrahmen umfasst einen ersten Rahmenabschnitt mit einem Innenraum zur Aufnahme mindestens einer Batterieeinheit, einen zweiten Rahmenabschnitt, der an den ersten Rahmenabschnitt anschliesst und zu einer Hinterradaufnehmung verläuft, und einen dem Rahmenabschnitt zugeordneter Aufnahmebereich für eine Getriebeeinheit. Der erste Rahmenabschnitt, der zweite Rahmenabschnitt, und der Aufnahmebereich sind derart ausgestaltet, dass Kabel im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts und des zweiten Rahmenabschnitts verlaufen und im Wesentlichen nur Kabel, die dem Anschluss der Getriebeeinheit dienen in den Aufnahmebereich geführt sind.

[0016] Durch die Ausgestaltung des Rahmens lässt sich die Getriebeeinheit in den Rahmen integrieren. Dabei ist noch ausreichend Platz für Kabelführungen. Durch den versteckten Einbau können verschiedenste Getriebeeinheiten verbaut werden, ohne dass von aussen sichtbar ist, um welches Getriebe es sich handelt. Zudem ist das Getriebe weitgehend vor äusseren Einflüssen oder Beschädigungen geschützt.

[0017] Der Rahmen umschliesst im Wesentlichen die Getriebeeinheit und schützt somit die Getriebeeinheit. In einer Ausführungsform ist die Getriebeeinheit nahezu umschlossen oder abgedeckt. In einer besonderen Ausführungsform ist die Getriebeeinheit vollständig umschlossen und abgedeckt, sodass die Getriebeeinheit nach aussen nicht sichtbar ist. Die Kabel, die zu führen sind, können ein elektrisches Kabel, einen Schaltzug, einen Bremszug, und/oder eine Hydraulikleitung umfassen. Vorteilhaft ist, dass im Rahmen noch weitere Kabel geführt werden können.

[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Aufnahmebereich beidseits jeweils eine zumindest halbkreisförmige bzw. bogenförmige Ausnehmung oder Öffnung auf. Dies verleiht dem Rahmen eine bessere Stabilität. Zudem ist eine einfache Montage der Getriebenheit möglich. In einer besonderen Ausführungsform ist der Aufnahmebereich der Kontur des Getriebes angepasst. Das Getriebe oder die Getriebeeinheit wir somit in den Rahmen integriert und ist dadurch auch besser geschützt. Besonderes vorteilhat ist, dass durch den versteckten Einbau verschiedenste Getriebe oder Getriebeeinheiten eingebaut - auch ausgetaucht - werden können, ohne dass dies von aussen sichtbar ist. Dem Rahmen kann daher eine andere oder spezielle Formgebung verleihen werden.

[0019] Obwohl die Getriebenheit im Rahmen integriert ist, bietet die Rahmenkonstruktion genügend Stabilität und noch ausreichen Platz für Kabel. Zudem ist das E-Bike mit integriertem Getriebe besonders wartungsfreundlich, da alle nötigen oder benötigten Zugänge gewährleistet sind.

[0020] Die vorliegende mechanische Integration kann mit einer elektrischen Integration unterstützt oder ergänzt werden. Durch eine gewisse „Intelligenz“ ist das Getriebe des E-Bikes ansteuerbar. Dies kann mittels geschützt geführtem Datenkabel im Inneren des Rahmes oder einer Funklösung erfolgen. Basierend auf Nutzerverhalten, Streckenführung, und/oder Batteriezustand kann beispielsweise eine optimale Unterstützung oder Gangübersetzung computertechnisch ermittelt und umgesetzt werden.

[0021] Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Aufnahmebereich im inneren eine ebene Fläche aufweist. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer Grundplatte, die gut im Inneren des Rahmens verankert bzw. verschweisst werden kann. Daran können Befestigungselemente vorgesehen werden, die die Getriebenheit sicher halten. Von aussen sind somit keine Schweissnähte sichtbar. Die Getriebenheit kann an der Grundplatte anliegen bzw. daran befestigt werden. Dadurch kann eine hohe Stabilität auch bei grosser Pedalbelastung gewährleistet werden.

[0022] Der Aufnahmebereich umfasst vorteilhafterweise einen Durchführungsbereich zur Führung der Kabel. Dies hat den Vorteil, dass der Durchgang von aussen zugänglich ist, wenn das Getriebe demontiert ist bzw. wird. Ohne einen solchen „einfachen“ Zugang ist es oftmals sehr zeitaufwändig in der Montage und im Servicefall Leitungen und Kabel zu führen, d.h. vom ersten zum zweiten Rahmenabschnitt oder umgekehrt.

[0023] Die Montage der Getriebenheit kann mittels Verschraubungen erfolgen. Die Kabelanschlüsse erfolgen im Inneren des Aufnahmebereichs. Der Aufnahmebereich wird von aussen in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Zierblende versehen.

[0024] Wenn sich der Aufnahmebereich für die Getriebeeinheit im wesentlich an einem Ende des ersten Rahmenabschnitts im Übergang zum zweiten Rahmenabschnitt befindet, kann Aufgrund der Rahmengeometrie sichergestellt werden, dass Belastungen durch einen Antriebsriemen oder durch Pedalkraft für den Rahmen verträglich sind.

[0025] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schliesst der zweite Rahmenabschnitt unmittelbar an den ersten Rahmenabschnitt an, sodass keine Unterbrechungen auftreten. Es sind somit keine zusätzlichen Verbindungen notwendig, wobei jedoch die erforderliche Festigkeit und Funktionalität gegeben ist.

[0026] Der zweite Rahmenabschnitt ist bevorzugt nach einem Sattelrohr gabelförmig ausgestaltet, sodass am Ende ein Hinterrad befestigt und gelagert werden kann. Der zweite Rahmenabschnitt verläuft zum Hinterbau, der ebenfalls mit dem Sattelstreben in Verbindung steht.

[0027] Wenn der erste Rahmenabschnitt, der Aufnahmebereich und der zweite Rahmenabschnitt übergangslos ineinander übergehen ergibt sich eine gesamthaft stabile Rahmenform, die auch grossen Belastungen standhält.

[0028] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Rahmenabschnitt, der Aufnahmebereich und der zweite Rahmenabschnitt im Inneren einen Kabelführungsbereich auf. Besonders vorteilhaft ist, dass der Kabelführungsbereich durchgehend ausgestaltet ist. So können Kabel zur Hinterradachse innen geführt werden. Eine mechanische Beschädigung von aussen, kann dadurch weitestgehend ausgeschlossen und verhindert werden.

[0029] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Elektrofahrrad, das einen erfindungsgemässen Fahrradrahmen umfasst.

[0030] Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst der Fahrradrahmen alle Komponenten und Teile, die zum sicheren Betrieb eines Elektrofahrrads notwendig sind.

[0031] Besonders bevorzugt ist, den Fahrradrahmen so auszugestalten, dass sich ein stabiler Rahmen ergibt, der den Anforderungen eines modernen E-Bikes gerecht wird.

[0032] Für einen Fachmann versteht es sich von selbst, dass alle beschriebenen bevorzugten und besonderen Ausführungsformen in einer beliebigen Kombination in einer erfindungsgemässen Ausführung verwirklicht sein können, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschliessen.

[0033] Im Folgenden wird nun die vorliegende Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele und Figuren näher erläutert, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Für einen Fachmann ergeben sich aus dem Studium dieser konkreten Ausführungsbeispiele weitere vorteilhafte Ausführungsformen. Der Einfachheit halber werden in den Figuren die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figurenbeschrieb

[0034] Anhand der nachfolgenden Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die Figuren sind nicht massstabsgetreu. Es zeigen: Fig. 1 eine rechte Seitenansicht eines E-Bikes mit erfindungsgemässem Fahrradrahmen; Fig. 2 eine linke Seitenansicht eines E-Bikes mit erfindungsgemässem Fahrradrahmen; Fig. 3 einen erfindungsgemässen Fahrradrahmen ohne Zubehörteile; Fig. 4 einen erfindungsgemässen Fahrradrahmen mit schematischer Darstellung des Kabelführungsbereichs; Fig. 5a eine Abbildung des Aufnahmebereichs von unten; Fig. 5b zeigt eine weitere Darstellung eines Aufnahmebereichs; Fig. 6 eine weitere Seitenansicht eines E-Bikes mit erfindungsgemässem Fahrradrahmen mit Zierblende; Fig. 7 eine weitere Seitenansicht eines E-Bikes mit erfindungsgemässem Fahrradrahmen; und Fig. 8 eine Detailansicht zur Getriebemontage mit Zierblende.

Ausführung der Erfindung

[0035] InFig.1ist eine rechte Seitenansicht eines elektromotorisch angetriebenen Fahrrads 1, dargestellt. Das Fahrrad 1, auch als E-Bike bezeichnet, umfasst einen Fahrradrahmen 2. Der Fahrradrahmen 2 weist einen ersten Rahmenabschnitt 10 und einen zweiten Rahmenabschnitt 20 auf, der an den ersten Rahmenabschnitt 10 anschliesst und zu einer Hinterradaufhängung bzw. Hinterradaufnehmung 5 verläuft. Der erste Rahmenabschnitt 10 weist einen Innenraum 12 zur Aufnahme einer Batterieeinheit 3 auf, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Die Batterieeinheit 3 liefert die Energie für einen am Hinterrad angeordneten Elektromotor 4. Ein solcher Elektromotor 4 kann sowohl als vollständiger Fahrradantrieb als auch als Hybridantrieb verwendet werden, bei welchem in Abhängigkeit, der durch den Pedalantrieb auf das Hinterrad übertragenen Antriebskraft die Muskelkraft des Fahrradfahrers unterstützt wird. Vom vorderen Ritzel zum hinteren Ritzel verläuft eine Antriebseinheit, die als Kette oder Riemen ausgebildet ist.

[0036] Der Rahmenaufbau besteht im Wesentlichen aus einem Sattelrohr 6, einem Oberrohr 8 und dem ersten Rahmenabschnitt 10, die in einer Dreiecksform angeordnet sind, sowie aus einem frontseitigen Lenkkopfrohr 9 und aus jeweils zwei hinterseitig am Rahmen angeordneten Sattelrohrstreben 7 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20, der unmittelbar am ersten Rahmenabschnitt 10 anschliesst und durch Hinterradstreben zur Hinterradaufhängung 5 geführt ist.

[0037] Der erste Rahmenabschnitt 10 weist im Vergleich zu dem Sattelrohr 6 und dem Oberrohr 8 eine in der Rahmenebene gestreckte Querschnittsform auf, so dass ein vergrösserter Rahmenquerschnitt geschaffen ist.

[0038] Am unteren Ende des ersten Rahmenabschnitts 10 ist eine Getriebeeinheit 40 in einem Aufnahmebereich vorgesehen (besser sichtbar in den nachfolgenden Figuren), wobei die Getriebeeinheit 40 als solche im Fahrradrahmen 2 integriert ist. Durch die Getriebeeinheit 40 entfällt eine Kettenschaltung. Die Getriebeeinheit 40 über- oder untersetzt die Fahrerleistung z.B. auf den Riemen. Die Getriebeeinheit 40 und die Pedalachse sind nah beieinander. Die Getriebeeinheit 40 und das Tretlager mit den Pedalen befinden sich schwerpunktmässig am richtigen bzw. geeignetsten Ort.

[0039] Aufgrund des erfindungsgemässen Rahmens können vorteilhafterweise Kabel wie elektrische Kabel, Schaltzug, Bremszug, oder Hydraulikleitungen im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts 10 und des zweiten Rahmenabschnitts 20 verlaufen.

[0040] Fig.2zeigt eine linke Seitenansicht des E-Bikes 1 mit dem erfindungsgemässem Fahrradrahmen 2. Der Fahrradrahmen 2 weist den ersten Rahmenabschnitt 10 und den zweiten Rahmenabschnitt 20 auf, der an den ersten Rahmenabschnitt 10 anschliesst und zu Hinterradaufhängung verläuft. Der erste Rahmenabschnitt 10 beinhaltet die Batterieeinheit 3. Am Hinterrad ist der Elektromotor 4 angeordnet.

[0041] Der Fahrradrahmen 2 besteht wiederum im Wesentlichen aus dem Sattelrohr 6, dem Oberrohr 8 und dem ersten Rahmenabschnitt 10, sowie aus den jeweils zwei hinterseitig am Rahmen angeordneten Sattelrohrstreben 7 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20.

[0042] Das E-Bike 1 umfasst zudem wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, ein Vorderrad und ein Hinterrad, einen Lenker mit Griffen und Schaltung, einen Sattel, der mit dem Sattelrohr 6 verbunden ist, einen optionalen Gepäckträger, einen Seitenständer oder kurz Ständer 13, Bremsen sowie eine Beleuchtung.

[0043] Die Getriebeeinheit 40 ist in der linken Seitenansicht gut sichtbar. Direkt daran befindet sich das Tretlager mit den Pedalen. Die Getriebeeinheit 40 ist in einen Aufnahmebereich des Fahrradrahmens 2 angeordnet und mit einer Zierblende 42 abgedeckt. Die Getriebeeinheit 40 befindet sich im Übergang zwischen erstem Rahmenabschnitt 10 und zweitem Rahmenabschnitt 20. Der Fahrradrahmen 2 mit Aufnahmebereich ist derart ausgestaltet, dass Kabel im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts 10 und des zweiten Rahmenabschnitts verlaufen 20. Kabel, die dem Anschluss der Getriebeeinheit 40 dienen, sind direkt zur Getriebeeinheit 40 geführt. Von aussen sind keine Kabel sichtbar.

[0044] Die am Lenker vorgesehene Schaltung ist mit der Getriebeeinheit 40 verbunden. Eine Kabelführung verläuft im ersten Rahmenabschnitt 10 zum Aufnahmebereich der Getriebeeinheit 40. Weitere Kabel, z. B, von der Batterieeinheit 3 zum Elektromotor 4 verlaufen vom ersten Rahmenabschnitt 10 zum zweiten Rahmenabschnitt 20, ohne diese vorher zu verlassen. Auch das Bremskabel zum Hinterrad ist bevorzugt so geführt. Dadurch wird eine meist innenseitige Kabelführung erreicht, die einer Beschädigung der Kabel verhindert und somit zu weniger Wartungsaufwand führt.

[0045] Fig.3zeigt einen erfindungsgemässen Fahrradrahmen 2 ohne weitere Zubehörteile. Der Fahrradrahmen 2 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Aluminiumlegierung, beispielsweise aus Aluminium 6061(AIMg1SiCu). In Verbindung mit einer entsprechenden Warmauslagerung (Lösungsglühen) lässt sich mit dieser Legierung ein besseres Bruchdehnungsverhalten erzielen. Im Schadensfall verformt sich das Rohr nur ein wenig mehr, bevor es bricht, und bietet somit mehr Sicherheitsreserven.

[0046] Der Fahrradrahmen 2 ist bevorzugt aus einem Stück gefertigt, das im Wesentlichen zwei Dreiecksformen kombiniert. Der Fahrradrahmen 2 umfasst ein Lenkkopfrohr 9, ein Oberrohr 8, ein Sattelrohr 6, Sattelrohrstreben 7 sowie einen ersten Rahmenabschnitt 10 und einen zweiten Rahmenabschnitt 20. Der zweite Rahmenabschnitt 20 führt zu einer Hinterradaufhängung 5. Der erste Rahmenabschnitt 10 beginnt am Lenkkopfrohr 9 und verläuft bis zum Ende des Aufnahmebereichs 30, der dort eine nach unten führende Verlängerung 36 aufweist.

[0047] Der erste Rahmenabschnitt 10 weist einen Innerraum 12 zur Aufnahme mindestens einer Batterie oder Batterieeinheit auf. Die Batterie oder Batterieeinheit ist in der Darstellung nicht eingesetzt. Im ersten Rahmenabschnitt 10 wird der Innerraum 12 mit einem Verschlussdeckel abgedeckt. Dieser ermöglicht eine Seitenöffnung mit Zugang zur Batterie oder Batterieeinheit.

[0048] Der vergrösserte Rahmenquerschnitt im ersten Rahmenabschnitt 10 erlaubt nicht nur die Lagerung und Unterbringung der Batterie oder Batterieeinheit, sondern auch eine Kabelführung im Inneren.

[0049] Der Fahrradrahmen 2 weist zudem zwischen dem ersten Rahmenabschnitt 10 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20 einen Aufnahmebereich 30 für eine Getriebeeinheit 40 auf. Das Sattelrohr 6 ist im oberen Bereich direkt mit dem Rahmenabschnitt verbunden und garantiert somit Stabilität für den Rahmen 2.

[0050] Der Aufnahmebereich 30 umfasst einen Durchführungsbereich 33, der den ersten Rahmenabschnitt 10 und den zweiten Rahmenabschnitt 20 verbindet. Der Durchführungsbereich 33 verfügt über mehrere Durchbrüche, welche einen guten Zugriff erlauben, wenn das Getriebe, also die Getriebeeinheit 40, nicht montiert ist. Dies vereinfacht die Montage und den Service bezüglich der Zugänglichkeit der Kabel, welche durch Rohre, Kanäle, und/oder direkt im ersten Rahmenabschnitt 10 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20 geführt sind. Dadurch, dass der Aufnahmebereich 30 grösstenteils innerhalb des Rahmens liegt und das Getriebe innerhalb des Rahmes montiert ist, sind die Durchbrüche im eingebauten Zustand der Getriebeeinheit 40 nicht sichtbar.

[0051] Da der Aufnahmebereich 30 und/oder der Durchführungsbereich 33 nicht sichtbar sind, können diese gewichtsoptimiert ausgelegt werden.

[0052] Der Aufnahmebereich 30 ist zudem gleichzeitig die Aufnahmeeinheit für einen Riemenspanner. Da der Riemenspanner von den Dimensionen her in Abhängigkeit zum Getriebe in einer gewissen Toleranz stehen muss, ist es von Vorteil, dass der Aufnahmebereich 30 sowohl die Getriebeeinheit 40 als auch den Riemenspanner aufnimmt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Riemenspanner direkt an der Getriebeeinheit 40 angeschraubt ist, da dann die Toleranzkette noch kürzer ist.

[0053] Gleichzeitig kann auch der Ständer 13 an der Getriebeeinheit 40 befestigt werden. Dies reduziert die Anzahl der nötigen Teile.

[0054] Der Aufnahmebereich 30 weist beidseits jeweils eine zumindest halbkreisförmige oder bogenförmige Ausnehmung 32 auf. In diesen Aufnahmebereich 30 wird die Getriebeeinheit 40 moniert und somit in den Rahmen 2 integriert. Der innere Aufnahmebereich 30 ist der Kontur oder äusseren Form der Getriebeeinheit 40 angepasst. Am Beginn des zweiten Rahmenabschnitts 20 weist der Aufnahmebereich 30 die nach unten führende Verlängerung 36 auf, die der Aufnahme der Getriebeeinheit 40 dient und spezielle Belastungen aufnimmt. Im Aufnahmebereich 30 ist ein Befestigungselement 35, auch Montageelement genannt, dargestellt, das zur Fixierung der Getriebeeinheit 40 dient. Weitere Befestigungs- oder Montageelemente sind vorteilhaferweise im oder um den Aufnahmebereich 30 sowie der Verlängerung 36 vorgesehen.

[0055] Fig.4zeigt einen erfindungsgemässen Fahrradrahmen mit schematischer Darstellung eines Kabelführungsbereichs 52.

[0056] Der Fahrradrahmen 2 umfasst wiederum ein Lenkkopfrohr 9, ein Oberrohr 8, ein Sattelrohr 6, Sattelrohrstreben 7 sowie einen ersten Rahmenabschnitt 10 und einen zweiten Rahmenabschnitt 20. Der zweite Rahmenabschnitt 20 führt zu einer Hinterradaufhängung 5. Der Fahrradrahmen 2 weist zwischen dem ersten Rahmenabschnitt 10 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20 einen Aufnahmebereich 30 für eine Getriebeeinheit 40 auf. Der Kabelführungsbereich 52 ist schematisch dargestellt und verläuft vom ersten Rahmenabschnitt 10 zum zweiten Rahmenabschnitt 20. Wo erster Rahmenabschnitt 10 und zweiter Rahmenabschnitt 20 im Wesentlichen aufeinandertreffen, befindet sich der Aufnahmebereich 30 für die Getriebeeinheit 40. Der Kabelführungsbereich 52 ist durchgängig ausgestaltet.

[0057] Im Kabelführungsbereich 52 sind Kabel 50 geführt. Bei den Kabeln 50 handelt es sich beispielsweise um elektrische Kabel, einen Schaltzug, einen Bremszug, und/oder eine Hydraulikleitung. Vorteilhaft ist, dass die gesamte Kabelführung im Inneren der Rahmens 2 erfolgt. Die Kabel 50 verlassen den Rahmen 2 nur dort, wo es notwendig ist. Beispielsweise am hinteren Ende des zweiten Rahmenabschnitts 20. Das Elektrokabel von der Batterieeinheit verlässt dort das Innere des Rahmens und führt zum Elektromotor 4. Die Hydraulikleitung zur Hinterradbremse verlässt das Innere des Rahmens auch erst am hinteren Ende des zweiten Rahmenabschnitts 20.

[0058] Eine durchgeführte FEM Analyse, gemäss bestehenden Normen für S-Pedelecs mit einem Gesamtgewicht bis zu 150kg, belegt eine verbesserte Festigkeit des Rahmens 2. Die FEM Analyse hat bei einer Belastung des Antriebriemens von 5000N eine ausreichende Festigkeit bestätigt. Die Steifigkeit des Getriebes 40 wurde dabei nicht berücksichtigt. Eine weitere FEM Analyse des Rahmens 2 bei einer Belastung des Antriebriemens von 6000N und einer Pedalkraft rechts von 1350N hat ebenfalls eine ausreichende Festigkeit bestätigt. Zudem hat eine noch weitere FEM Analyse des Rahmens 2 bei einer doppelten Pedalbelastung von je 1000N das Gesamtverhalten der Struktur als ausreichend stabil bestätigt.

[0059] DieFig.5azeigt einen Abschnitt des Aufnahmebereich 30 von unten ohne Verlängerung 36. An den Seiten ist die konkave bzw. halbkreisförmige oder bogenförmige Ausnehmung 32 erkennbar. Der Aufnahmebereich 30 weist im Inneren eine ebene Fläche 34, eine sogenannte Grundplatte, auf. Eine gute Verschweissbarkeit ist dadurch gegeben. Die Grundplatte ist im Rahmen integriert. Schweissnähte sind bei eingebauter Getriebeeinheit 40 von aussen nicht sichtbar. Zudem weist der Aufnahmebereich 30 ein Loch 37 und ein Befestigungselement 35 für die zu montierende Getriebeeinheit 40 auf. Das Befestigungselement 35, auch als Montageelement 35 bezeichnet, kann einen Bolzen oder eine Schraube aufnehmen, der/die seitlich durch das Loch 37 zum Befestigungselement 35 geführt wird. Das Befestigungselement 35 ist vorteilhafterweise zu Stabilitätszwecken direkt mit der Grundplatte verschweisst. Die Getriebeeinheit 40 wird, wie in Fig. 7 dargestellt, in den Aufnahmebereich 30 eingebaut und somit in den Rahmen 2 integriert. Die Zuführung der Kabel zur Getriebeeinheit 40 erfolgt innerhalb des ersten Rahmenabschnitts 10 des Rahmens 2.

[0060] DieFig.5bzeigt eine weitere Darstellung eines Abschnitts des Aufnahmebereich 30 mit Verlängerung 36. Die Verlängerung 36 erstreckt sich vom zweiten Rahmenabschnitt 20. Auf einer Seite ist die bogenförmige Ausnehmung 32 erkennbar. Der Aufnahmebereich 30 weist wiederum im Inneren eine Grundplatte, d.h. ebene Fläche 34, auf. Die Grundplatte ist sicher und stabil im Rahmen integriert. Schweissnähte sind bei eingebauter Getriebeeinheit 40 von aussen nicht sichtbar. Der Aufnahmebereich 30 weist ein Loch 37 und ein Befestigungselement 35 für die zu montierende Getriebeeinheit 40 auf. Das Befestigungselement 35 oder Montageelement 35 nimmt einen Bolzen oder eine Schraube auf, der/die seitlich durch das Loch 37 zum Befestigungselement 35 geführt wird. Ein weiteres Befestigungselement 38 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Grundplatte 35. Die Verlängerung 36 weist zudem noch ein weiteres Befestigungselement auf. Die Getriebeeinheit 40 wird, wie in Fig. 7 dargestellt, in den Aufnahmebereich 30 eingebaut und mittels Befestigungselementen durch Bolzen oder Schrauben fixiert. Die Zuführung der Kabel zur Getriebeeinheit 40 erfolgt innerhalb des ersten Rahmenabschnitts 10 durch einen Kabelzuführungsbereich 39. Neben Kabeln können auch andere Elemente in den Aufnahmebereich 30 geführt werden. Die Kabel 50 verlaufen im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts 10 und des zweiten Rahmenabschnitts 20, jedoch nur die Kabel, die dem Anschluss der Getriebeeinheit 40 dienen werden in den Aufnahmebereich 30 geführt. Weitere Kabel verlaufen vorteilhafterweise nicht durch den Aufnahmebereich 30 und werden somit separat geführt. Dies führt zu Vorteilen bei Montage und Service.

[0061] DieFig.6zeigt eine weitere Seitenansicht eines E-Bikes 1 mit erfindungsgemässem Fahrradrahmen 2 und integrierter Tretlagergetriebeeinheit 40. Die Getriebeeinheit 40 kann mit einer Zierblende 42 abgedeckt werden. In einer besonderen Ausführungsform ist der Fahrradrahmen 2 so ausgestaltet, dass der zweite Rahmenabschnitt 20 unmittelbar an den ersten Rahmenabschnitt 10 anschliesst und diese übergangslos ineinander übergehen.

[0062] Diese Fig. 6 zeigt einen weiteren Vorteil, nämlich, dass der Durchgang zwischen dem ersten Rahmenabschnitt 10 und dem zweiten Rahmenabschnitt 20 von aussen zugänglich gemacht werden kann, wenn das Getriebe bzw. die Getriebeeinheit 40 demontiert ist. Ohne einen solchen „einfachen“ Zugang ist es oftmals sehr zeitaufwändig im Montage- und Servicefall Leitungen und Kabel vom ersten Rahmenabschnitt 10 in den zweiten Rahmenabschnitt 20 zu führen.

[0063] DieFig.7zeigt noch eine weitere Seitenansicht eines E-Bikes 1 mit erfindungsgemässein Fahrradrahmen 2 und integrierter Tretlagergetriebeeinheit 40. Eine Zierblende ist in dieser Ausführungsform nicht erforderlich und somit nicht sichtbar, da die Getriebeeinheit 40 vollständig in den Rahmen 2 integriert ist.

[0064] Fig.8zeigt eine Detailansicht zur Getriebemontage mit Zierblende 42. Die Getriebeeinheit 40 wird in den Aufnahmebereich 30 eingebracht, mittels Schrauben 43 durch Schraubverbindungen befestigt und mit der Zierblende 42 abgedeckt. Kabel 50 der Getriebeeinheit 40 werden im Inneren des Rahmens 2 im ersten Rahmenabschnitt 10 geführt und durch den Kabelzuführungsbereich 39 der Getriebeeinheit 40 zugeführt und daran angeschlossen. Weitere Kabel 50, die zum und durch den zweiten Rahmenabschnitt 20 verlaufen, sind durch den Durchführungsbereich 33 beidseitig bis nach hinten geführt und verlassen den zweiten Rahmenabschnitt 20 erst kurz vor der Hinterradaufnehmung 5 zum Anschluss des Elektromotors 4 oder der Bremsen (beides nicht dargestellt). Die Getriebeeinheit 40 ist leicht austauschbar, da diese mit nur wenigen Schrauben befestigt ist. Vorzugsweise lässt sich die Getriebeeinheit 40 durch Lösen von ca. 6 Schrauben entnehmen bzw. austauschen. Der Rahmen 2 erlaubt eine hohe Modularität. Das E-Bike 1 mit Rahmen 2 ist wartungsarm und kann aufgrund der einfachen Austauschbarkeit von Komponenten schnell in einen fahrtüchtigen Zustand versetzt werden.

[0065] Die vorliegende Erfindung zeigt ein E-Bike und einen Rahmen. Es versteht sich von selbst, dass für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausführungsformen in diesem Gebiet anhand der exemplarisch beschriebenen Ausführungsbeispiele denkbar sind.

Bezugszeichenliste

[0066] 1 E-Bike 2 Fahrradrahmen 3 Batterieeinheit 4 Elektomotor 5 Hinterradaufnehmung oder Hinterradaufhängung 6 Sattelrohr 7 Sattelrohrstreben 8 Oberrohr 9 Lenkkopfrohr 10 erster Rahmenabschnitt 12 Innenraum 13 Ständer 20 zweiter Rahmenabschnitt 30 Aufnahmebereich 32 Ausnehmung 33 Durchführungsbereich 34 ebene Fläche 35 Befestigungselement, Montageelement 36 Verlängerung 37 Loch 38 weiteres Befestigungselement 39 Kabelzuführungsbereich 40 Getriebeeinheit 42 Zierblende 43 Schrauben 50 Kabel 52 Kabelführungsbereich

Claims (12)

1. Fahrradrahmen (2), insbesondere für ein E-Bike (1), umfassend: einen ersten Rahmenabschnitt (10) mit einem Innenraum (12) zur Aufnahme mindestens einer Batterieeinheit (3); einen zweiten Rahmenabschnitt (20), der an den ersten Rahmenabschnitt (10) anschliesst und zu einer Hinterradaufnehmung (5) verläuft; und einen dem Rahmenabschnitt (10) zugeordneter Aufnahmebereich (30) für eine Getriebeeinheit (40), wobei der erste Rahmenabschnitt (10), der zweite Rahmenabschnitt (20), und der Aufnahmebereich (30) derart ausgestaltet sind, dass Kabel (50) im Wesentlichen innerhalb des ersten Rahmenabschnitts (10) und des zweiten Rahmenabschnitts verlaufen (20) und im Wesentlichen nur Kabel, die dem Anschluss der Getriebeeinheit dienen in den Aufnahmebereich (30) geführt sind.

2. Fahrradrahmen (2) gemäss Anspruch 1, wobei der Aufnahmebereich (30) der Kontur der Getriebeeinheit (40) entspricht oder zumindest eine konkave Ausnehmung (32) aufweist.

3. Fahrradrahmen (2) gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Aufnahmebereich (30) im inneren zumindest eine ebene Fläche (34) aufweist.

4. Fahrradrahmen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aufnahmebereich (30) ein Befestigungselement (35, 38) umfasst, dass mit dem ersten Rahmenabschnitt (10), dem zweiten Rahmenabschnitt (20), und/oder einem Sattelrohr (6) verschweisst ist.

5. Fahrradrahmen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Durchführungsbereich (33) zur Führung der Kabel (50) separat vom Aufnahmebereich (30) verläuft.

6. Fahrradrahmen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich der Aufnahmebereich (30) für die Getriebeeinheit (40) im wesentlich an einem Ende des ersten Rahmenabschnitts im Übergang zum zweiten Rahmenabschnitt (20) befindet.

7. Fahrradrahmen (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Rahmenabschnitt (20) unmittelbar an den ersten Rahmenabschnitt (10) anschliesst.

8. Fahrradrahmen (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Rahmenabschnitt (20) gabelförmig ausgestaltet ist.

9. Fahrradrahmen (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Rahmenabschnitt (10), der Aufnahmebereich (30) und der zweite Rahmenabschnitt (20) übergangslos ineinander übergehen.

10. Fahrradrahmen (2) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Rahmenabschnitt (10), der Aufnahmebereich (30) und der zweite Rahmenabschnitt (20) im inneren einen Kabelführungsbereich (52) aufweisen.

11. Fahrradrahmen (2), wobei die Kabel (50) zumindest zwei oder mehrere des Folgenden umfassen: elektrisches Kabel, Schaltzug, Bremszug, Hydraulikleitung.

12. Elektrofahrrad (1) umfassend einen Fahrradrahmen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.