DE102012004174A1

DE102012004174A1 - Rahmenkomponente eines Zweiradrahmens mit schalenartigem Aufbau

Info

Publication number: DE102012004174A1
Application number: DE201210004174
Authority: DE
Inventors: Pierre-Olivier GARCIA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rahmenkomponenten eines Zweiradrahmens sowie eine mit einer entsprechenden Rahmenkomponente ausgestatteten Zweiradrahmen, wobei die Rahmenkomponente eine erste und eine zweite Halbschale (18a, 18b) aufweist, welche als Blechformteile ausgebildet und mit ihren offenen Profilquerschnitten einander zugewandt unter Aufnahme zumindest einer weiteren, zwischen erster und zweiter Halbschale (18a, 18b) angeordneten Rahmenkomponente (21, 22, 23, 24) miteinander verbindbar sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau eines Zweiradrahmens, insbesondere eine schalenartig aufgebaute Rahmenkomponente, welche als Bestandteil eines Zweiradrahmens mit weiteren Rahmenkomponenten verbindbar ist.
Hintergrund
Gängige Zweiradrahmen, welche insbesondere als Fahrradrahmen ausgebildet sind, weisen mehrere miteinander verbundene, insbesondere miteinander verschweißte Rohre auf, die z. B. aus Stahl oder Aluminium gefertigt sind. Übliche Fahrradrahmen weisen eine Bauform aus zwei Dreiecken auf. Ein Vorder- oder Hauptdreieck beinhaltet hierbei ein Oberrohr, ein Unterrohr sowie ein Steuerrohr und ein Sattelrohr, wobei Unterrohr und Sattelrohr im Bereich eines Tretlagers miteinander verbunden sind. Ein hinteres Dreieck weist ein Paar Sattelstreben sowie ein Paar Hinterradstreben auf, welche zusammen mit dem Sattelrohr eine geschlossene hintere Dreiecksstruktur bilden.
Zwar existieren auch andere Rahmenkonzepte, die auf zum Bespiel aus Carbonfasern basieren. Deren Herstellung ist jedoch vergleichsweise aufwendig und recht kostenintensiv.
Aus der DE 11 2006 000 864 B4 ist ferner ein einheitlicher Schalenrumpfrahmen für ein Fahrrad bekannt, der eine rechte Halbschale aufweist, die an einer inneren Seite eine Vielzahl verstärkender Rippen mit einem integral ausgeformten Steuerrohrabschnitt und einem integral ausgeformten Sattelrohrbund aufweist. Es wird hierbei ein Klebemittel auf eine Feder aufgetragen, die sich entlang mindestens eines Abschnitts eines äußeren Randes einer linken Halbschale erstreckt und daraus hervorsteht. Die Feder steht hierbei ferner in ineinander greifender Verbindung mit einer Nut, die sich entlang mindestens eines entsprechenden Abschnitts eines äußeren Randes der rechten Halbschale erstreckt und vertieft ist, um so besagte linke und recht Halbschalen zusammenzufügen und dabei einen einheitlichen Schalenrumpfrahmen zu bilden.
Linke und rechte Halbschalen sind hierbei als Gussbauteile auszubilden, welche ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisen.
Indem ferner der gesamte Rumpfrahmen aus zwei Halbschalen gebildet wird, sind individuelle geometrische des Rahmen an z. B. Personen unterschiedlicher Größe nur bedingt möglich. Für unterschiedliche Rahmengeometrien sind insoweit jeweils eigens hierfür vorgesehene unterschiedliche Halbschalen bereitzustellen.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Rahmenkonzept bereitzustellen, welches eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung und Montage erlaubt, welches ferner mit einer Gewichtsreduzierung einhergeht und welches zudem eine möglichst stabile und verwindungssteife Rahmenstruktur für ein Zweirad bildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einer Rahmenkomponente gemäß Patentanspruch 1, mit einem Zweiradrahmen gemäß Patentanspruch 12 sowie mit einem Elektrofahrrad nach Anspruch 15 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
Die demgemäß vorgesehene Rahmenkomponente eines Zweiradrahmens weist eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale auf, wobei beide Halbschalen als Blechformteile ausgebildet sind und mit ihren offenen Profilquerschnitten einander zugewandt unter Aufnahme von zumindest einer weiteren, zwischen erster und zweiter Halbschale anordenbaren Rahmenkomponente miteinander verbindbar sind.
Die Ausgestaltung eines Blechformteils erweist sich insbesondere für einen Massenfertigungsprozess als besonders effizient und kostengünstig. Indem ferner die in etwa im Querschnitt U- oder C-artig ausgebildeten ersten und zweiten Halbschalen mit ihren offenen Profilquerschnitten einander zugewandt miteinander verbindbar sind, kann zumindest abschnittsweise eine weitgehend nach außen hin geschlossene, hohle Rahmenkomponente gebildet werden. Die Halbschalen können hierbei mittels geeigneter Verbindungsmittel etwa form-, kraft- oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. So ist denkbar, die erste und zweite Halbschale an hierfür vorgesehenen Befestigungsstellen zum Beispiel miteinander zu verschrauben, miteinander zu verkleben oder zu verschweißen.
Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass im Bereich von Anbindungsabschnitten an eine weitere Rahmenkomponente die erste und die zweite Halbschale die weitere Rahmenkomponente zumindest abschnittsweise seitlich umgreifen oder umschließen. Es ist hierbei von Vorteil, wenn erste und zweite Halbschalen im Anbindungsbereich an die zumindest eine weitere Rahmenkomponente miteinander verbunden werden. So können an einzelnen Befestigungs- und Verbindungsstellen die Halbschalen untereinander als auch mit der angrenzenden weiteren Rahmenkomponente besonders einfach und effizient befestigt und verbunden werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste und die zweite Halbschale miteinander korrespondierende Außenkonturen auf, wobei in einer Endmontagekonfigurationen die erste und die zweite Halbschale in Querrichtung (y) betrachtet im Wesentlichen überdeckend zueinander angeordnet sind. Mit Querrichtung ist hierbei die Rahmenquerrichtung, also jene Richtung gemeint, die sich in etwa senkrecht zur Rahmenebene erstreckt oder die in etwa mit der von einem Tretlager gebildeten Drehachse zusammenfällt.
Nach einer weiteren Ausbildung sind die erste und die zweite Halbschale aus einem Blechzuschnitt ausgestanzt und anschließend, etwa unter Verwendung eines oder mehrerer Umformwerkzeuge in die vorgesehene Form gebracht. Dadurch, dass erste und zweite Halbschale als Blechformteil ausgebildet sind, können zu deren Herstellung und Konfektionierung etwa aus dem Automobilbau übliche Stanz-, Umform- und/oder Presswerkzeuge Verwendung finden.
Es erweist sich ferner als vorteilhaft, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung die erste und die zweite Halbschale eine im Wesentlichen C-förmige oder bogenartige Kontur aufweisen. Die Rahmenkomponente kann hierbei insbesondere als eine Art Oberrahmen fungieren, welcher die Funktion eines Oberrohrs und eines Sattelrohrs übernimmt und in sich vereint. Die Kontur der Rahmenkomponente und ihrer beiden Halbschalen kann an die jeweils lokal vorherrschenden mechanischen Belastungsanforderungen angepasst sein.
Die Querschnittskontur und die Materialstärke von erster und zweiter Halbschale können insbesondere an vorgegebene Festigkeits- und Verbindungssteifigkeitsanforderungen angepasst sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste und zweite Halbschale jeweils einen als Oberrohr fungierenden oberen Abschnitt und an einem gegenüberliegenden Endabschnitt einen als Sattelrohr fungierenden unteren Abschnitt auf. Die Begriffe Oberrohr und Sattelrohr sind hierbei lediglich dazu gedacht, die Lage und Ausrichtung von oberem und unterem Abschnitt zu beschreiben. Natürlich sind oberer und unterer Abschnitt von erster und zweiter Halbschale nicht in Form eines im Querschnitt geschlossenen Rohrs sondern als Halbschale ausgebildet.
Es ist hierbei nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass die erste und die zweite Halbschale mit ihrem unteren Abschnitt angrenzend an einer als Tretlagerabschnitt ausgebildeten Rahmenkomponente eines Zweiradrahmens anbindbar sind.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Halbschale mit ihrem gegenüberliegenden oberen Abschnitt angrenzend an einer Rahmenkomponente anbindbar, welche als oberer Endabschnitt eines Unterrohrabschnitts eines Zweiradrahmens ausgebildet ist. Das freie Ende des oberen Abschnitts fungiert hierbei zum Beispiel als Steuerkopfabschnitt des Zweiradrahmens.
An zumindest einem, bevorzugt an beiden freien Enden, das heißt am Ende des unteren Abschnitts und am Ende des oberen Abschnitts spreizen erste und zweite Halbschalen zumindest geringfügig in Querrichtung (y) auf, so dass die dort jeweils angrenzende Rahmenkomponente des Zweiradrahmens zwischen erster und zweiter Halbschale aufgenommen werden kann.
So ist nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass die erste und die zweite Halbschale dem Tretlagerabschnitt zugewandt, folglich am freien und nach unten ragenden Ende des unteren Abschnitts einen verzweigenden Gabelabschnitt mit einem ersten und mit einem zweiten Schenkel bilden. Der erste Schenkel ist hierbei Bestandteil der ersten Halbschale während der zweite Schenkel Bestandteil der zweiten Halbschale ist. Die Schenkelenden kommen hierbei bezogen auf die Querrichtung (y) voneinander beabstandet zu liegen, so dass der Tretlagerabschnitt dazwischenliegend anordenbar ist und von den Schenkeln zumindest bereichsweise klauenartig eingefasst oder umgriffen werden kann.
Nach einer Weiterbildung hiervon sind an den Enden der Schenkel jeweils fluchtend zueinander angeordnete Aufnahmen für miteinander korrespondierende Einsätze vorgesehen, welche durch den Tretlagerabschnitt hindurch ragend miteinander verbindbar sind. Die Einsätze können zum Beispiel als Hülsen ausgebildet sein, die entweder stumpf aufeinander stoßend oder ineinander greifend anordenbar sind. Durch die zueinander fluchtend zu liegen kommenden, jeweils am ersten und am zweiten Schenkel angeordneten Hülse ist zum Beispiel ein Befestigungselement, wie zum Beispiel ein Schraubbolzen in diese einführ- oder hindurchführbar, welcher zum Beispiel mit einer hiermit korrespondierenden Mutter verschraubbar ist.
Auf diese Art und Weise kann der Tretlagerabschnitt zum Beispiel klemmend zwischen erstem und zweitem Schenkel befestigt und verschraubt werden. Zugleich werden hierdurch auch die erste und die zweite Halbschale im Bereich der beiden Schenkel bzw. im Bereich des nach außen, in Querrichtung verzweigenden Gabelabschnitt mittelbar miteinander verbunden.
Anstelle eines verzweigenden Gabelabschnitts oder ergänzend hierzu ist nach einer weiteren Ausgestaltung ferner denkbar, dass die erste und/oder die zweite Halbschale an einem weiteren Befestigungsabschnitt, insbesondere an einem freien Ende ihres oberen Abschnitts zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Rahmenkomponente aufweist, welche als Unterrohrabschnitt und/oder als Steuersatzes ausgebildet ist. Bevorzugt sind die erste und die zweite Halbschale spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und weisen eine vergleichbare Bauhöhe oder Bautiefe auf.
Es sind aber auch asymmetrische Ausgestaltungen denkbar, bei welchen eine der Halbschalen zugunsten der jeweils anderen Halbschale eine geringere oder größere Querschnittsgeometrie aufweist. Bei einer etwa spiegelsymmetrischen Ausgestaltung von erster und zweiter Halbschale ist von Vorteil vorgesehen, wenn miteinander korrespondierende Ausnehmung an beiden Halbschalen ausgebildet sind. Mittels zumindest einer oder mittels mehrerer miteinander korrespondierender Ausnehmungen in zumindest einer oder in beiden Halbschalen können weitere Rahmenkomponenten, etwa ein Steuersatz oder ein Steuerrohr sowie ein Unterrohr, welches sich üblicherweise vom Tretlager bis zum Steuerrohr erstreckt, mit der zweischaligen Rahmenkomponente verbunden werden.
Es ist hierbei insbesondere von Vorteil, wenn erste und zweite Halbschale unmittelbar angrenzend an entsprechende Ausnehmungen mit Verbindungselementen, etwa in Form von Durchgangsöffnungen versehen sind, so dass zum Beispiel eine Verschraubung von erster und zweiter Halbschale in unmittelbarer Nähe zur Anbindung zumindest eine weitere Rahmenkomponente erfolgen kann. Auf diese Art und Weise kann eine besonders stabile und verwindungssteife Verbindung zu angrenzenden Rahmenkomponenten geschaffen werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in einem Krümmungsabschnitt von erster und/oder zweiter Halbschale, welche sich zwischen oberem und unterem Abschnitt der Halbschalen erstreckt, zumindest eine weitere Ausnehmung zur Aufnahme einer Sattelstütze ausgebildet. Die Sattelstütze kann insbesondere beim Zusammenfügen von erster und zweiter Halbschale in jene Ausnehmung eingesetzt und fixiert werden.
Die beschriebene Halbschalenbauweise mittels Blechformteilen erweist sich als besonders kostengünstig und kann als Anbauteil für weitere Rahmenkomponenten eines Zweiradrahmens fungieren. Beispielsweise können das Unterrohr und das Tretlager in Form einer einzigen baulichen Einheit ausgebildet sein, welche zum Beispiel eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrrad bildet.
So ist nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ferner ein Zweiradrahmen für ein Zweirad vorgesehen, welcher zumindest eine zuvor beschriebene zweischalige Rahmenkomponente aufweist, die mit einem Grundteil einer Antriebseinheit einer Zweirads verbunden ist, in welchem zumindest ein Elektromotor angeordnet und an und/oder in welchem zumindest ein Energiespeicher anordenbar ist.
Es hierbei von Vorteil nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Rahmenkomponente mit einem Endabschnitt, unter Bildung eines Steuerkopfabschnitts, mit einem Unterrohrabschnitt des Grundteils verbunden ist und mit einem dem Steuerkopfabschnitt abgewandten Endabschnitt mit einem Tretlagerabschnitt des Grundteils verbunden ist. Der Unterrohrabschnitt kann hierbei grundsätzlich als herkömmliches Rohr oder aber auch als Kohlefaser oder Guss-Bauteil aus unterschiedlichsten Werkstoffen gefertigt sein. Indem die zweischalige Rahmenkomponente insbesondere zum zumindest bereichsweise Umschließen angrenzender Rahmenkomponenten ausgebildet ist, können unterschiedliches Materialpaarungen problemlos zur Bildung des Zweiradrahmens verwendet werden.
Es erweist sich hierbei nach einer weiteren Ausgestaltung als besonders vorteilhaft, wenn Unterrohrabschnitt und Tretlagerabschnitt als integrale und einstückig miteinander verbundene Komponenten eines Grundteils einer Antriebseinheit ausgebildet sind. Das Grundteil bzw. die Antriebseinheit weist hierbei einen Elektromotor auf und ist ferner zur lösbaren Aufnahme eines Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators ausgebildet. Die Antriebseinheit kann hierbei insbesondere als tragende Komponente des Zweiradrahmens ausgelegt sein und als Montagebasis für den Zweiradrahmen fungieren, wobei der Tretlagerabschnitt oder ein Übergangsbereich zwischen Tretlagerabschnitt und längserstrecktem Unterrohrabschnitt mit einem Ende der zweischaligen Rahmenkomponente verbunden ist und ein freier, etwa schräg nach oben zu einem Steuersatz hin ragender Endabschnitt eines Unterrohrabschnitts der Antriebseinheit mit dem anderen Ende der zweischaligen Rahmenkomponente verbindbar oder verbunden ist.
Das Hauptdreieck des Zweiradrahmens kann insoweit aus einem einstückigen Grundteil einer Antriebseinheit und aus einer als Oberrahmen fungierenden zweischalige Rahmenkomponenten, wie zuvor beschrieben, gebildet werden.
Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich ein Elektrofahrrad mit einer zuvor beschriebenen Rahmenkomponente und/oder mit einem zuvor beschriebenen Zweiradrahmen vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:
1 eine Seitenansicht eines mit einer Antriebseinheit versehenen Elektrofahrrads,
2 eine perspektivische Darstellung des Fahrrads gemäß 1 von schräg hinten unten betrachtet und
3 eine weitere perspektivische Darstellung des Elektrofahrrads von schräg vorn betrachtet sowie
4 eine isolierte Darstellung einer Antriebseinheit,
5 in perspektivischer Darstellung von schräg vorn die beiden eine Rahmenkomponente bildenden Halbschalen,
6 zeigt die beiden Halbschalen gemäß 4 in einer Ansicht von schräg unten,
7 eine weitere perspektivische Ansicht der beiden paarweise zueinander angeordneten Halbschalen von schräg unten und
8 eine weitere perspektivische Darstellung der beiden Halbschalen ebenfalls von schräg unten betrachtet und
Detaillierte Beschreibung
Das in den 1 bis 3 gezeigte, als Elektrofahrrad ausgebildete Zweirad weist neben einem Rahmen 16 ein Vorderrad 12 und ein Hinterrad 14 auf. Der Rahmen 16 ist hierbei zumindest zwei-komponentig ausgeführt. Er weist eine als Rahmenkomponente ausgebildete Antriebseinheit 20 sowie eine hiermit verbundenen weitere, als Oberrahmen ausgebildete Rahmenkomponente 18 auf. Zudem ist an der in 4 separat gezeigten Antriebseinheit 20 eine Hinterradschwinge 30 schwenkbar gelagert, welche mit ihrem der Antriebseinheit 20 abgewandten Endabschnitt eine Hinterradnabe aufnimmt.
Ferner ist am Oberrahmen 18 eine Sattelstütze 46 mit einem Sattel 48 angeordnet. Das Vorderrad 12 ist in einer Gabel 60 gelagert, die im Bereich eines Steuerkopfabschnitts 66 mit dem Rahmen 16 verbunden ist. Die Laufräder 12, 14 sind ferner mit Bremsen 36, 38 versehen, welche bevorzugt als hydraulisch betätigbare Scheibenbremsen ausgebildet sind.
Das Zweirad 10 kann ferner eine Schaltung 34 aufweisen, welche zum Beispiel als Naben- oder Kettenschaltung ausgebildet sein kann. Die Kraftübertragung zwischen dem Tretlager 24, den dort gelagerten Tretkurbeln 26 und dem Hinterrad 14 kann mittels einer Kette oder mittels eines Riemens 32 erfolgen.
Der Rahmen 16 bzw. ein oberes oder Hauptrahmendreieck wird hierbei von der Antriebseinheit 20 und der hiermit verbundenen Rahmenkomponente 18 gebildet. Die Antriebseinheit 20 weist hierbei ein Grundteil 21 auf, welches als Aufnahme für eine in den 1 bis 3 lediglich angedeuteten Elektromotor 100 als auch für einen Energiespeicher 50, welcher bevorzugt in Form eines oder mehrerer Akkumulatoren ausgebildet ist, fungiert. Das Grundteil 21 weist hierbei einen ein Tretlager 25 aufnehmenden Tretlagerabschnitt 24 sowie einen hiermit bevorzugt einstückig verbundenen Unterrohrabschnitt 22 auf, welcher sich vom Tretlagerabschnitt 24 längs sowie schräg nach oben, in den Bereich des Steuerkopfabschnitts 66 erstreckt.
Der Unterrohrabschnitt 22 ist an seiner der Rahmenkomponente 18 zugewandten Seite weitgehend geradlinig ausgebildet. An seiner dem Vorderrad 12 zugewandten Unterseite weist er jedoch eine in 3 zu erkennende schachtartige Ausnehmung 72 auf, welche der lösbaren Aufnahme des Energiespeichers 50 dient. Die Ausnehmung 72 ist hierbei weitreichend geschwungen ausgebildet, um dem Unterrohrabschnitt 22 ein möglichst ästhetisches Aussehen und eine hohe Verwindungssteifigkeit zu verleihen.
Die Integration und Befestigung des Energiespeichers in der Ausnehmung 72 kann den vergleichsweise schweren, etwa in Form eines Akkumulators ausgebildeten Energiespeicher bezogen auf die Rahmengeometrie in eine schwerpunktsnahe Position verlagern, sodass der Schwerpunkt des gesamten Rahmens möglichst tief liegt.
Wie in 3 ferner dargestellt, ist im Bereich einer dem Tretlagerabschnitt 24 zugewandten Stirnfläche der Ausnehmung 72 eine Steckverbindung 70 für ein Ladekabel vorgesehen, mittels welcher der Energiespeicher 50 durch Anschluss eines Ladekabels auch in einer im oder am Unterrohrabschnitt 22 montierten Position aufgeladen werden kann. Die Steckverbindung 70 kann hierbei als Magnetstecker ausgebildet sein.
Wie in 1 dargestellt, kann der Energiespeicher 50 eine mit dem Unterrohrabschnitt 22 korrespondierende Formgebung aufweisen, sodass sich zum Beispiel ein dem Vorderrad 12 zugewandter Gehäuseabschnitt des Energiespeichers 50 im Wesentlichen parallel zur oberen, dem Oberrahmen zugewandten Begrenzung des Unterrohrabschnitts 22 erstreckt. Nach unten angrenzend an den Unterrohrabschnitt 22 ist am Grundteil 21 der Tretlagerabschnitt 24 vorgesehen, welcher sowohl ein mit Tretkurbeln 26 und Pedalen 28 gekoppeltes Tretlager 25 als auch einen Elektromotor 100 aufnimmt. Der Elektromotor 100 und der Energiespeicher 50 sind gemeinsam am Grundteil 21 befestigt, wobei insbesondere der Energiespeicher lösbar am Grundteil 21 angeordnet ist. Das Grundteil 21 ist hierbei ferner als tragende Komponente des Rahmens 16 ausgebildet.
Das Grundteil 21 bzw. die Antriebseinheit 20 kann sozusagen eine Montageplattform oder Montagebasis für den Rahmen 16, mithin für das gesamte Zweirad 10 bilden. Weitere Rahmenkomponenten, wie zum Beispiel der Oberrahmen 18 und die Hinterradschwinge 30 sind hierbei lediglich als Anbauteile zu betrachten, die je nach vorgesehener Größe und vorgesehenem Einsatzzweck des Zweirads 10 individuell an unterschiedliche Bedürfnisse angepasst werden können. Auf diese Art und Weise kann eine gattungsgemäße Antriebseinheit 20 für eine Vielzahl unterschiedlicher Zweiräder 10 Verwendung finden.
Das bevorzugt als Elektrofahrrad ausgebildete Zweirad kann zum Beispiel als Mountainbike als All-Terrain-Bike, als City-Fahrrad sowie als Cruiser oder als Rennrad konfiguriert sein. Für sämtliche dieser diversen Fahrradtypen kann stets ein und dieselbe Antriebseinheit 20 verwendet werden, so dass die Antriebseinheit 20 in großer Stückzahl und in Massenfertigung kostengünstig hergestellt werden kann.
Das Grundteil 21 kann hierbei insbesondere als Metallgussteil oder als ein aus einem Metallblock gefrästes Gehäuse für den Elektromotor 100 als auch für den lösbar hieran anzuordnenden Energiespeicher 50 ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Grundteil 21 aus mehreren, gestanzten und entsprechend umgeformten, miteinander verbundenen Metallblechen gebildet ist.
Der bevorzugt als Akkumulator auswechselbar am bzw. im Unterrohrabschnitt 22 vorgesehene Energiespeicher 50 kann eine seitliche Riffelung 51 aufweisen, die als Handhabe zum Ergreifen des Energiespeichers 50 dient und dessen Abnehmen und Wiedereinsetzen in die schachtartige Ausnehmung 72 des Unterrohrabschnitts 22 erleichtern soll.
Die Hinterradschwinge 30, welche zwei parallele Schenkel aufweist, zwischen welchen das Hinterrad 14 gelagert ist, kann bevorzugt schwenkbar am Tretlagerabschnitt 24 des Grundteils 21 gelagert sein, wobei eine Drehachse von Hinterradschwinge 30 und Grundteil 21 mit dem Tretlager 25 zusammenfällt. In der Ausgestaltung gemäß der 1 bis 3 ist die Hinterradschwinge 30 ferner über ein Dämpfungselement 40 mit dem Unterrohrabschnitt 22 des Grundteils 21 gekoppelt. Das Dämpfungselement 40 ist hierbei bevorzugt als hydraulische oder als Gasdruckfeder ausgebildet und erstreckt sich zwischen einem hinterradschwingenseitigen Befestigungsabschnitt 44 und einen an einem unteren Ende des Unterrohrabschnitts 22 vorgesehenen Befestigungsabschnitt 42.
Die Rahmenkomponente 18 weist eine etwa C-artige oder gebogene Kontur auf. Ein nach unten ragender unterer Abschnitt 19 ist hierbei in einem Übergangsbereich zwischen Tretlagerabschnitt 24 und Unterrohrabschnitt 22 des Grundteils 21 befestigt, während das freie Ende eines oberen Abschnitts 17 mit einem freien und oberen Endabschnitt 23 des Unterrohrabschnitts 22 des Grundteils 21 verbunden ist. Die Verbindung von oberem Abschnitt 17 und dem nach oben ragenden Endabschnitt 23 des Unterrohrs 22 bildet hierbei einen Steuerkopfabschnitt 66 des Rahmens 16, welcher ferner den Lenkkopf 64, einen Steuersatz 65 und die Gabel 60 aufnimmt.
Der untere Abschnitt 19 des Oberrahmens 18 ist hierbei etwa im Übergangsbereich zwischen dem Tretlagerabschnitt 24 und dem Unterrohrabschnitt 22 am Grundteil 21 befestigt. Wie anhand der 2 und 3 ersichtlich, weist der Oberrahmen 18 im Überlappungsbereich mit dem Grundteil 21 eine gabelartige Struktur mit zwei seitlichen Schenkeln 54, 56 auf, welche das Grundteil 21 bzw. einen dort vorgesehenen Befestigungsabschnitt 58 zumindest bereichsweise seitlich umschließen. Das Dämpfungselement 40 kommt hierbei ebenfalls zwischen den seitlich nach außen ragenden Schenkeln 54, 56 eines entsprechenden Gabelabschnitts 52 des Oberrahmens 18 zu liegen.
Die Sattelstütze 46 erstreckt sich in etwa in geradliniger Verlängerung der Schenkel 54, 56 und ist insoweit in einem Übergangsbereich oder Krümmungsabschnitt 15 zwischen unterem Abschnitt 19 und oberem Abschnitt 17 des Oberrahmens 18 angebunden.
Die als Oberrahmen ausgebildete Rahmenkomponente 18 ist in der Ausgestaltung gemäß der 1 bis 3 aus zwei gestanzten und umgeformten Metallblechteilen zusammengesetzt, welche aus einem Metallblechzuschnitt ausgestanzt und anschließend etwa mittels einer Pressumformoperation in die gewünschte Form gebracht wurden. Jene Rahmenkomponente 18 weist insoweit zwei miteinander korrespondierende, in den 5 bis 8 separat in Explosionsdarstellung gezeigte Halbschalen 18a, 18b auf, die sich in der in den 1 bis 3 gezeigten Montagestellung an dem Grundteil 21 jeweils vom Anbindungsabschnitt 58 zum Endabschnitt 23 des Unterrohrabschnitts 22 erstrecken.
In den 5 bis 8 ist die den Oberrahmen bildende Rahmenkomponente 18 mit ihren beiden Halbschalen 18a, 18b in diversen perspektivischen Darstellungen isoliert gezeigt. Die rechte Halbschale 18a weist einen oberen, etwa als Oberrohr fungierenden Abschnitt 17a und einen unteren, etwa als Sattelrohr fungierenden Abschnitt 19a auf. Selbiges gilt hierbei für die linke Halbschale 18b, welche weitreichend spiegelsymmetrisch zur rechten und ersten Halbschale 18a ausgebildet ist. Auch diese weist einen unteren Abschnitt 19b und einen oberen Abschnitt 17b auf. Die mit Buchstaben „a” und „b” gekennzeichneten Teile und Abschnitte sind hierbei jeweils der ersten oder rechten Halbschale 18a und analog der linken bzw. zweiten Halbschale 18b zuzuordnen.
Im Bereich der unteren, nach unten zum Tretlagerabschnitt 24 hin ragenden Abschnitte 19a, 19b weisen die einzelnen Schalen 18a, 18b einen in Querrichtung (y) jeweils nach außen ragende Schenkel 54, 56 auf, die nach erfolgter Endmontage, wie zum Beispiel in 2 gezeigt, einen nach außen verzweigenden Gabelabschnitt 52 bilden, um den Tretlagerabschnitt 24 oder einen Übergangsbereich zwischen Tretlagerabschnitt 24 und Unterrohrabschnitt 22 des Grundteils 21 der Antriebseinheit 20 zwischen sich aufzunehmen. Am freien unteren Ende der Schenkel 54, 56 sind Aufnahmen 81a, 81b vorgesehen, welche zum Beispiel als tiefgezogene Durchgangsöffnungen ausgebildet sein können.
Es ist aber auch denkbar, dass dort lediglich Durchgangsöffnungen ausgestanzt sind, in welche miteinander korrespondierende Einsätze 82a, 62b formschlüssig eingesetzt werden können. Die nach innen ragenden Einsätze 82a, 82b können mit Erreichen einer Endmontagekonfiguration entweder stumpf aneinander stoßen, in einem gewissen Abstand zueinander zu liegen kommen oder aber auch ineinander greifend angeordnet sein. Die hülsenartigen Einsätze 82a, 82b ragen bevorzugt in den Befestigungsabschnitt 58 des Grundteils 21 der Antriebseinheit 20 hinein.
Die von Vorteil hohl und hülsenartig ausgebildeten Einsätze 82a, 82b dienen ferner der Aufnahme zumindest eines weiteren Befestigungsmittels, wie etwa einer in den Figuren nicht explizit gezeigten Schraubbolzens, welcher entweder mit einer gesondert vorzusehenden Schraubenmutter oder mit einer in zumindest einem der Einsätze 82a, 82b vorgesehenen Innengewinde verschraubbar ist.
Die in den 5 bis 8 gezeigten Halbschalen 18a, 18b sind als Blechformteile, insbesondere als ausgestanzte und umgeformte, insbesondere pressumgeformte Blechbauteile ausgebildet. Sie können insbesondere als Stahlblechbauteile ausgebildet sein, ggfs. aber auch aus einem Leichtmetallwerkstoff, wie zum Beispiel Aluminium oder Magnesium gefertigt sein. Das Grundteil 21 der Antriebseinheit 20 kann hingegen als Guss-Bauteil oder als gefrästes Metallbauteil ausgebildet sein. Auch hier können sowohl Stahl als auch Leichtmetallwerkstoffe Verwendung finden.
Durch die Schalenbauweise des Oberrahmens 18 kann insbesondere erreicht werden, dass bei Verwendung eines einzigen oder einiger weniger Antriebseinheiten 20 lediglich durch Anpassung eines besonders preisgünstig herzustellenden, aus zwei Halbschalen 18a, 18b gebildeten Oberrahmens vollkommen unterschiedliche Zweiradmodelle bereitgestellt werden können, die jeweils unterschiedliche Rahmengeometrien und verschiedenartige Zweiradkonzepte ermöglichen.
Wie in den 5 bis 8 ferner dargestellt, weisen die erste und die zweite Halbschale 18a, 18b an ihrem oberen, in Montagekonfiguration einem Steuersatz 65 zugewandten Endabschnitt weitere, jeweils paarweise miteinander korrespondierende Ausnehmungen 90a, 90b sowie 92a, 92b auf. Die in etwa halbkreisartig ausgebildeten Ausnehmungen 90a, 90b dienen der Aufnahme eines Steuersatzes 65 bzw. einer Gabel 60, während die in etwa annähernd hieran angrenzenden eckig ausgebildeten Ausnehmungen 92a, 92b zur Aufnahme und zum Umschließen des oberen Endabschnitts 23 des Unterrohrabschnitts 22 des Grundteils 21 ausgebildet sind.
Insoweit hat das nach vorn, in Fahrtrichtung ragende freie Ende des oberen Abschnitts 17 einen Steuerkopfabschnitt 66, welcher von entsprechenden Steuerkopfabschnitten 66a, 66b der beiden Halbschalen 18a, 18b gebildet wird. Im Bereich der Steuerkopfabschnitte 66a, 66b sind, wie in 5 verdeutlicht, miteinander korrespondierende Verbindungselemente 84a, 84b sowie 86a, 86b und 88a, 88b vorgesehen, welche mit Erreichen einer Endmontagesituation in Querrichtung (y) betrachtet, fluchtend zueinander zu liegen kommen und bevorzugt der Aufnahme von Schrauben oder Schraubbolzen oder dergleichen Verbindungsmitteln dienen.
Die Halbschalen 18a, 18b umschließen somit den Steuersatz 65 bzw. den oberen Endabschnitt 23 des Unterrohrabschnitts 22 und bilden mit diesem einen Knotenpunkt.
Neben den hier dargestellten Verbindungselementen 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b sowie den Einsätzen 82a, 82b können die Halbschalen 18a, 18b auch in einem Krümmungsabschnitt 15a, 15b als auch über weite Teile der oberen Abschnitte 17a, 17b unmittelbar miteinander verbunden sein. Hier können weitere Verbindungsmittel, wie zum Beispiel formschlüssige Verbindungsmittel in Form von Clipsen oder Verschraubungen sowie kraft- und stoffflüssige Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Klebstoffe oder Schweißverbindungen punktuell als auch der Schalenkontur folgend vorgesehen sein.
Im Bereich des den oberen Abschnitt 17 und den unteren Abschnitt 19 miteinander verbindenden Krümmungsabschnitts 15 sind weitere Ausnehmungen 80a, 80b am Rand der entsprechenden Halbschalen 18a, 18b vorgesehen, die der Aufnahme der Sattelstütze 46 dienen. Die Sattelstütze 46 oder ein hierfür vorgesehener Einsatz, mittels welchem die eigentliche Sattelstütze 46 verschiebbar und höhenveränderlich am Oberrahmen befestigbar ist, kann insoweit klemmend und/oder formschlüssig zwischen den Halbschalen 18a, 18b im Bereich des Krümmungsabschnitts 15 aufgenommen und befestigt werden.
Angrenzend an die den Steuerkopfabschnitt 66 bildenden freien Endabschnitte 66a, 66b der Halbschalen 18a, 18b können die Halbschalen 18a, 18b im Bereich ihrer oberen Abschnitt 17a, 17b entweder unmittelbar miteinander verbunden sein, oder aber ähnlich dem Gabelabschnitt 52 eine zueinander parallel verlaufende Schenkelstruktur mit einem dazwischen befindlichen Zwischenraum 94 aufweisen. Insoweit kann die Rahmenkomponente 18 auch in ihrem oberen Abschnitt eine verzweigende und einen Zwischenraum 94 aufweisende Struktur bilden, die zum Beispiel für die Aufnahme von am Zweirad 10 mitzuführendem Zubehör, insbesondere von Kartenmaterial, eines Navigationsgeräts oder eines Telekommunikationsgeräts, insbesondere eines SmartPhones geeignet ist.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Zweirad
12: Vorderrad
14: Hinterrad
16: Rahmen
15: Krümmungsabschnitt
17: oberer Abschnitt
18: Rahmenkomponente
19: unterer Abschnitt
20: Antriebseinheit
21: Grundteil
22: Unterrohrabschnitt
23: Endabschnitt
24: Tretlagerabschnitt
25: Tretlager
26: Kurbel
28: Pedal
30: Hinterradschwinge
32: Riemen
34: Schaltung
36: Bremse
38: Bremse
40: Dämpfungselement
42: Anbindungspunkt
44: Anbindungspunkt
46: Sattelstütze
48: Sattel
50: Energiespeicher
51: Riffelung
52: Gabelabschnitt
54: Schenkel
56: Schenkel
58: Befestigungsabschnitt
60: Gabel
62: Lenker
64: Lenkkopf
66: Steuerkopfabschnitt
68: Beleuchtungsmodul
70: Steckverbindung
72: Ausnehmung
80a: Ausnehmung
80b: Ausnehmung
81a: Aufnahme
81b: Aufnahme
82a: Einsatz
82b: Einsatz
84a: Verbindungselement
84b: Verbindungselement
86a: Verbindungselement
86b: Verbindungselement
88a: Verbindungselement
88b: Verbindugnselement
90a: Ausnehmung
90b: Ausnehmung
92a: Ausnehmung
92b: Ausnehmung
94: Zwischenraum
100: Elektromotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112006000864 B4 [0004]

Claims

Rahmenkomponente eines Zweiradrahmens (16) mit einer ersten Halbschale (18a) und mit einer zweiten Halbschale (18b), welche als Blechformteile ausgebildet und mit ihren offenen Profilquerschnitten einander zugewandt unter Aufnahme zumindest einer weiteren, zwischen erster und zweiter Halbschale (18a, 18b) anordenbaren Rahmenkomponente (21, 22, 23, 24) miteinander verbindbar sind.
Rahmenkomponente nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Halbschale (18a, 18b) miteinander korrespondierend Außenkonturen aufweisen und in Querrichtung (y) betrachtet weitgehend überdeckend zueinander anordendbar sind.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) aus einem Blechzuschnitt ausgestanzt und/oder pressumgeformt sind.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) eine im Wesentlichen C-förmige oder bogenartige Kontur aufweisen.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Halbschale (18a, 18b) jeweils einen als Oberrohr fungierenden oberen Abschnitt (17a, 17b) und an einem gegenüberliegenden Endabschnitt einen als Sattelrohr fungierenden unteren Abschnitt (19a, 19b) aufweisen.
Rahmenkomponente nach Anspruch 5, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) mit ihrem unteren Abschnitt (19a, 19b) angrenzend an einer als Tretlagerabschnitt ausgebildeten Rahmenkomponente (24) anbindbar sind.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) mit ihrem oberen Abschnitt (17a, 17b) an eine Rahmenkomponente (22) anbindbar sind, welche als oberer Endabschnitt (23) eines Unterrohrabschnitt (22) ausgebildet ist.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) dem Tretlagerabschnitt (24) zugewandt einen verzweigenden Gabelabschnitt (52) mit einem ersten und mit einem zweiten Schenkel (54, 56) bilden.
Rahmenkomponente nach Anspruch 8, wobei am freien Ende der Schenkel (54, 56) jeweils fluchtend zueinander angeordnete Aufnahmen (81a, 81b) für miteinander korrespondierende Einsätze (82a, 82b) vorgesehen sind, welche zumindest bereichsweise in den Tretlagerabschnitt (24) hinein ragend miteinander verbindbar sind.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, wobei die erste und/oder die zweite Halbschale (18a, 18b) am freien Ende ihres oberen Abschnitts (19a, 19b) zumindest eine Ausnehmung (90a, 90b, 92a, 92b) zur Aufnahme eines Unterrohrabschnitts (22) und/oder zur Aufnahme eines Steuersatzes (65) aufweist.
Rahmenkomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 10, wobei in einem Krümmungsabschnitt (15) von erster und/oder zweiter Halbschale (18a, 18b), welcher sich zwischen oberem und unterem Abschnitt (17a, 17b, 19a, 19b) erstreckt, zumindest eine Ausnehmung (80a, 80b) zur Aufnahme einer Sattelstütze (46) ausgebildet ist.
Zweiradrahmen für ein Zweirad mit einer Rahmenkomponente (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche mit einem Grundteil (21) einer Antriebseinheit (20) einer Zweirads verbunden ist, in welchem zumindest ein Elektromotor (100) angeordnet und an welchem zumindest ein Energiespeicher (50) anordenbar ist.
Zweiradrahmen nach Anspruch 12, wobei die Rahmenkomponente (18) mit einem Endabschnitt, unter Bildung eines Steuerkopfabschnitts (66) mit einem Unterrohrabschnitt (22) des Grundteils (21) verbunden ist und mit einem dem Steuerkopfabschnitt (66) abgewandten Endabschnitt mit einem Tretlagerabschnitt (24) des Grundteils (21) verbunden ist.
Zweiradrahmen nach Anspruch 13, wobei der Unterrahmenabschnitt (22) und der Tretlagerabschnitt (24) als integrale und einstückig miteinander verbundene Komponenten des Grundteils (21) ausgebildet sind, wobei das ferner zur lösbaren Aufnahme des Energiespeichers (50) ausgebildet ist.
Elektrofahrrad mit einer Rahmenkomponente (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 und/oder mit einem Zweiradrahmen (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14.