DE4232592A1 - Rahmen, insbesondere für ein zerlegbares Fahrrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rahmen, insbesondere für ein zerlegbares Fahrrad, bestehend aus einer Anzahl von zu einem geschlossenen Vieleck miteinander verbundener, im wesentlichen rohrförmiger Streben, wobei die Verbin­ dungsstellen der Streben stufenlos winkelverstellbar und in unterschiedlichen Winkelstellungen feststellbar ausgebildet sind.

Aus der EP-A-2 0163 988 ist ein Rahmen für ein Fahrrad mit einer modifizierbaren Struktur bekannt. Dieser Rah­ men ist im wesentlichen trapezförmig gestaltet und weist rohrförmige Rahmenteile auf, die an ihren Verbin­ dungsstellen in Muffen mittels Schraubverbindungen festgelegt sind. Im Bereich des Lenkerkopfes und der Sattelstütze sind die Muffen mit feststellbaren Gelen­ ken kombiniert, wodurch in Verbindung mit dem Einsatz unterschiedlich langer Rohrteile sowohl die Größe des Rahmens, als auch die Art des Fahrrades insgesamt ver­ ändert werden kann.

Somit ist es beispielsweise möglich, den Rahmen unter Beibehaltung der Bauart der anderen üblichen Fahrrad­ teile für die Verwendung als Herren-, Damen- oder Kin­ derfahrrad, als Tandem-, Cross-, oder Lastenfahrrad umzubauen.

Der vorbekannte Rahmen hat den Vorteil, daß mit wenigen Handgriffen und unter Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Bauteilen aus einem Standard-Modell ein Fahrrad für andere Zwecke gebaut werden kann. Die Mög­ lichkeiten zum Umbau sind jedoch durch die Konstruktion der Verbindungsstellen und der Rahmenteile und die festgelegte Länge der Streben beschränkt. Somit können lediglich Rahmenformen erstellt werden, die von vornher­ ein in engen Grenzen konstruktiv festgelegt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Rahmen der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß dessen Größe und Form frei variierbar ist, ohne auf eine große Zahl von unterschiedlichen Bauteilen angewiesen zu sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Gemäß der Erfindung besteht die Möglichkeit, die Größe und die Form des Rahmens ausgehend von einer Grundgröße der Streben an allen Seiten des den Rahmen bildenden Vielecks variabel zu vergrößern oder zu verkleinern.

Dabei kann jede einzelne Strebe unabhängig von den anderen Streben in sich gekürzt oder verlängert und in der jeweiligen Länge festgelegt werden. Im Zusammen­ hang mit der Teleskopierbarkeit der Streben ermöglicht die erfindungsgemäß ausgebildete Spanneinrichtung, daß die Verbindungsstellen zwischen den Streben in beliebi­ gen Winkelstellungen innerhalb weiter Grenzen fixiert werden können.

Der Rahmen gemäß der Erfindung ist natürlich nicht auf Fahrradrahmen beschränkt sondern kann beliebig verän­ dert und ergänzt werden, beispielsweise zu räumlichen Rahmengebilden, wie sie für mehrspurige Fahrzeuge benö­ tigt werden. Ebenso ist es denkbar, Rahmenkonstruktio­ nen für völlig andere Zwecke in dieser Technik zu er­ stellen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Unteranspruch 2 ermöglicht in vorteilhafter Weise einen unmittelbaren und stabilen Anschluß der Stützstreben an den Stützku­ geln, ohne auf zusätzliche Bauteile angewiesen zu sein.

Die im Unteranspruch 3 getroffenen Maßnahmen ermögli­ chen eine fertigungstechnisch günstige Herstellung der Stützkugeln, wobei gegenüber Vollkugeln eine bedeutende Gewichtsreduzierung bei ähnlich großer Kraftaufnahme erzielt werden kann.

Die nach Unteranspruch 4 vorgesehene Durchgangsbohrung ist beim Fahrradrahmen beispielsweise dazu geeignet, das Lagergehäuse eines vorgefertigten Tretlagerbausat­ zes aufzunehmen, wenn die Verbindungsstelle im Bereich des Tretkurbelantriebes liegt. Ebenso ist diese Durch­ gangsbohrung geeignet, die Lagerung für die Lenkung oder auch die Halterung für die Sattelstütze aufzuneh­ men.

Die Schnellspanneinrichtung läßt sich in einfacher Wei­ se in geöffnetem Zustand um die Stützkugel herum anle­ gen und mittels eines Schnellspanners verspannen.

Dazu dienen die Maßnahmen des Unteranspruches 5. Die Schnellspanneinrichtung kann vorteilhaft an einer Hälfte der Halbschale ein Gelenk aufweisen, an dem die zweite Halbschale angelenkt ist. An der dem Gelenk gegenüberliegenden Seite greift der Schnellspanner in eine entsprechenden Aufnahme ein, wodurch die Halbscha­ len fest aneinandergepreßt werden. Zwischen der Innen­ seite der Schnellspanneinrichtung und der Oberfläche der Stützkugel ist ein Zwischenraum vorhanden, der für die Aufnahme der an den Streben vorgesehenen Aufweitung dient. Als Schnellspanneinrichtung kann ein Exzenter­ bolzen vorgesehen sein, der in eine entsprechende Hal­ terung an der Halbschale der Schnellspanneinrichtung eingreift. Ebenso können beidseitig an den Halbschalen vorgesehene Spannschrauben mit Gegenlagern zum festen Verbinden der Halbschalen dienen.

Die Maßnahmen des Unteranspruches 6 machen es möglich, die rohrförmigen Streben mit ausreichendem Spielraum durch die Halbschalen der Schnellspanneinrichtung hindurchzuführen. Der Durchmesser der Ausnehmungen ist so gewählt, daß ein genügend großer Spielraum zwischen dem Rand der Ausnehmung und den Streben verbleibt.

Wenn die Halbschalen zusammengepreßt sind, liegen die Innenseiten der Aufweitungen der rohrförmigen Streben an den Oberflächen der Stützkugeln an und werden mittels der Schnellspanneinrichtungen an die Stützku­ geln angepreßt.

Die Anordnung mehrerer Ausnehmungen in definierten Win­ kelstellungen zueinander ermöglicht bei Beibehaltung eines ausreichend breiten Stege s zwischen den Ausneh­ mungen, daß mehrere Streben gleichzeitig an einer Spannkugel in verschiedene Richtungen weisend, festleg­ bar sind.

Die zusätzliche Ausnehmung in der Stützkugel gemäß Unteranspruch 7 ist dazu geeignet, daß beispielsweise der in der Stützkugel eingesetzte Tretlagerbausatz in seiner Funktion nicht behindert wird.

Um die Innenseite der Aufweitung der rohrförmigen Stege besser rutsch- und verdrehfest an der Stützkugel abzu­ stützen, sind die Maßnahmen der Unteransprüche 8 bis 10 vorgesehen. Hierdurch wirkt die Verbindung nicht nur kraftschlüssig, sondern durch Mikroverzahnung weitge­ hend formschlüssig.

Die Merkmale des Unteranspruches 11 ermöglichen in vorteilhafter Weise ein Auswechseln der Anlageflächen der Streben an den Stützkugeln. Darüber hinaus kann die Anlagefläche vergrößert werden, wodurch sich ein besse­ rer Halt der Streben an den Stützkugeln ergibt. Die Stützen sind kalottenförmig vorgefertigt und mit Zapfen versehen, die in Adapter in den rohrförmigen Streben anstelle der Aufweitung eingesetzt werden können. Wei­ terhin besteht ein Vorteil dahingehend, daß die gegen­ über den rohrförmigen Streben einen geringeren Durchmes­ ser aufweisenden Zapfen an den Stützen eine größere Winkelverstellbarkeit und eine größere Anzahl zu be­ festigender Streben ermöglichen.

Nach einer Zahlenkombination, die beispielsweise vom Hersteller des erfindungsgemäßen Rahmens vorgegeben wird, kann die Länge der einzelnen Streben innerhalb eines definierten Rahmens in einem bestimmten Bereich zusammengeschoben oder auseinandergezogen werden. Dazu dienen die Merkmale des Unteranspruches 12.

Mit der Längenverstellbarkeit kann die Strebenlänge an allen Seiten innerhalb eines erfindungsgemäßen Rahmens willkürlich verändert werden, womit eine Vielzahl von Rahmenvarianten möglich wird, ohne Teile auszuwechseln oder zu ergänzen. Dadurch ist es beispielsweise mög­ lich, durch Verlängerung oder Verkürzung der rohrförmi­ gen Streben einen Rahmen für ein Damen- oder Herrenrad, ein Kinder-, Cross- oder Lastenrad, ein Tandem oder für einen anderen Verwendungszweck zu montieren. Zur besse­ ren Erkennbarkeit der Skalierung ist diese vorzugsweise am jeweils innenliegenden Rohrteil angebracht und die einzustellende Zahl kann am Übergang zum außenliegenden Rohrteil abgelesen werden.

Zum Festlegen der eingestellten Steglängen und ein Ver­ spannen der teleskopierbaren Rohrteile gegen ein selbsttätiges Verschieben sind die Maßnahmen des Unteranspruches 13 geeignet. Die Klemmeinrichtung ist dazu zweckmäßig an dem dem inneren Rohrteil zugeordne­ ten Ende angeordnet und kann z. B. als Schnellspannein­ richtung oder als Schraubenverbindung ausgebildet sein, die in Verbindung mit einem elastisch ausgebildeten Rohrende des äußeren Rohrteiles wirksam wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des erfindungsge­ mäßen Rahmens für ein Damenrad;

Fig. 2 eine teleskopierbare Strebe mit Ska­ lierung und an den außen liegenden Enden angeordneten Aufweitungen;

Fig. 3 eine Stützkugel;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Spanneinrich­ tung;

Fig. 5 eine Variante der Befestigung der Streben an der Stützkugel;

Fig. 6 eine Darstellung der Verbindungs­ stelle im Bereich des Tretlagers eines Fahrrades und

Fig. 7 bis 9 zeigen Modifikationen des erfin­ dungsgemäßen Rahmens.

In der Fig. 1 ist eine Anwendungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Rahmens anhand eines Damenfahrrades dargestellt. Die den Rahmen bildenden teleskopierbaren Streben sind durchgängig mit der Position 1 gekenn­ zeichnet. Die Streben 1 sind an ihren Verbindungsstel­ len 2 an Stützkugeln 3 angelegt. An den Stützkugeln 3 sind die Enden der teleskopierbaren Streben 1 mittels Schnellspanneinrichtungen 4 in einer definierten Win­ kelstellung festgelegt, so daß beispielsweise - wie in der Figur dargestellt ist - ein trapezförmiges, in sich geschlossenes Vieleck gebildet ist. Zur Festlegung der Streben 1 an den Stützkugeln 3 sind die Streben 1 an ihren Enden mit Aufweitungen 5 versehen, die durch Ausnehmungen 6 in der Spanneinrichtung 4 geführt sind und von der Spanneinrichtung 4 gegen die Oberflä­ che der Stützkugel 3 angepreßt werden, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.

An den Streben 1 ist weiterhin eine Skalierung 7 zum Ablesen einer vorgegebenen Strebenlänge angeordnet. Zur Vervollständigung der Darstellung des Rahmens sind eine Lenkung 8, eine Tretkurbelanordnung 9, eine Sattelstüt­ ze 10 sowie Räder schematisch dargestellt, um die An­ ordnung eines erfindungsgemäßen Rahmens als Basismodul für ein Fahrrad zu veranschaulichen.

Die Fig. 2 zeigt die teleskopierbare Strebe 1, die aus einem Innenrohr 1.1 und einem Außenrohr 1.2 besteht. Die Durchmesser der Rohre 1.1 und 1.2 sind aufeinander derart abgestimmt, daß diese mit einem geringen Spiel­ raum ineinander verschiebbar sind. Die Längen der Innen- und Außenrohre 1.1; 1.2 sind so gewählt, daß eine Anzahl von Variationsmöglichkeiten der Rahmengröße erreicht werden kann. Die Verstellbarkeit des Rahmens könnte beispielsweise so ausgelegt werden, daß Rahmen­ größen für Fahrräder für Kinder bis hin zu Erwachsen gebildet werden können.

An den jeweils außen liegenden Seiten sind die Enden der Rohre 1.1; 1.2 mit einer Aufweitung 5 versehen, deren Innenseite 5.1 an den Durchmesser der Stützkugel 3 (siehe Fig. 3) angepaßt ist.

Die durch die trichterförmige Aufweitung 5 entstehende Außenseite 5.2 ist zur Anlage der Schnellspanneinrich­ tung 4 (Fig. 4) ausgebildet.

Am Innenrohr 1.1 ist weiterhin die Skalierung 7 mit einer an allen teleskopierbaren Streben 1 gleichen Tei­ lung und einheitlicher Kennzeichnung der Teilung vorge­ sehen. Die Kennzeichnung der Teilung erfolgt beispiels­ weise mit Ziffern, die von der Aufweitung 5 ausgehend, nach innen steigen oder in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind.

Vorteilhaft ist die Skalierung in einer dauerhaften Ausführung hergestellt, beispielsweise können die Zif­ fern und Teilstrichmarkierungen in den Körper des In­ nenrohres 1.1 graviert werden.

Zum Ablesen einer bestimmten Länge der Streben 1 dient das geradegeschnittene Ende des Außenrohres 1.2 an der teleskopierbaren Verbindungsstelle zum Innenrohr 1.1.

Zur Festlegung einer definierten Länge und zur Vermei­ dung des Verschiebens der Rohre 1.1; 1.2 gegeneinander weist das Außenrohr 1.2 an der teleskopierbaren Verbin­ dung eine Klemmeinrichtung 1.3 auf, die wiederum in Verbindung mit einer elastischen Verformbarkeit des genannten Rohrendes einen Preßsitz auf dem Innenrohr 1.1 ermöglicht.

In der Fig. 3 ist eine Stützkugel 3 dargestellt, die vorzugsweise aus zwei Halbschalen besteht. In der Mitte weist die Stützkugel 3 eine Durchgangsbohrung 3.1 auf, die zur Aufnahme der Lagerungen für die Lenkeinrichtung 8, das Tretlager 9 sowie die Aufnahme für die Sattel­ stütze 10 oder für andere, nicht dargestellte Elemente vorgesehen ist (vgl. Fig. 1).

Die in Fig. 4 dargestellte Schnellspanneinrichtung 4 besteht aus zwei Halbschalen 4.1, die einseitig an ei­ nem Gelenk 4.2 schwenkbar gelagert sind. An der dem Gelenk 4.2 gegenüberliegenden Seite ist an der der Tei­ lungsfläche zugewandten Seite der Halbschale 4.1 ein Schnellspanner 4.3 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Halbschalen 4.1 fest aneinandergepreßt werden können. Als Spannmittel können beispielsweise Exzenter oder andere, bekannte Spanneinrichtungen verwendet werden, die ein gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Schnell­ spanneinrichtung 4 sicheres Spannen ermöglicht.

Die Halbschalen 4.1 weisen Ausnehmungen 4.4 auf, die für die Aufnahme der in Fig. 2 dargestellten Aufweitung 5 der teleskopierbaren Streben 1 vorgesehen sind. Die Ausnehmung 4.4 ist kleiner als der Durchmesser der Auf­ weitung 5 ausgebildet, um ein Verschieben der Streben 1 innerhalb eines Winkelbereiches im geschlossenen Vieleck des Rahmens zu ermöglichen. Zur Anlage der Außenseite 5.2 der Aufweitung 5 kann ein entsprechend ausgearbeiteter Bereich an der Innenseite der Ausnehmung 4.4 vorgesehen sein (nicht dargestellt).

In der Teilungsfläche der Halbschalen 4.1 liegend, weist die Schnellspanneinrichtung 4 eine weitere Aus­ nehmung 6 auf, deren Durchmesser und Lage sich in Übereinstimmung mit der Durchgangsbohrung 3.1 der Stützkugel 3 befindet (vgl. Fig. 1).

Die Fig. 5 und 5a stellen eine Variante der Befesti­ gungsmittel zur Abstützung an den Stützkugeln 3 dar. In der Fig. 5 ist schematisch eine Stütze 11 dargestellt, die mittels eines an dieser befestigten Zapfens 12 in einem Adapter 13 (Fig. 5a) innerhalb eines Innen- oder Außenrohres 1.1; 1.2 festlegbar ist.

Die Stütze 11 ist an ihrer der Stützkugel 3 zugewandten Seite der Oberfläche der Stützkugel 3 angepaßt. Die außenliegende Seite der Stütze 11 ist demgegenüber der Innenseite der Schnellspanneinrichtung 4 angepaßt. Die der Stützkugel 3 zugewandte Fläche weist ebenfalls eine angerauhte Oberfläche auf.

Die Fig. 5a veranschaulicht, wie eine Stütze 11 in einem Innen- oder Außenrohr 1.1; 1.2 befestigt werden kann, indem deren Innendurchmesser mittels eines Adapters 13 auf den Durchmesser des Zapfens 12 reduziert ist. Der Adapter 13 ist wiederum mittels einer Spanneinrichtung 14 lagesicher verspannbar.

Die Fig. 6 stellt schematisch eine Verbindungsstelle 2 dar, die im Bereich der Treteinrichtung 9 angeordnet ist. Im Bereich des Treteinrichtung 9 stoßen die beiden teleskopierbaren Streben 1 unter einem bestimmten Win­ kel aufeinander und stützen sich mit ihren in Adaptern 13 mittels Zapfen 12 eingesetzten Stützen 11 auf der Stützkugel 3 ab.

Das zeichnungsgemäß von links an der Stützkugel 3 an­ liegende Rohr kann wahlweise ein Außenrohr 1.2 oder ein Innenrohr 1.1 einer teleskopierbaren Stütze sein, wäh­ rend die von oben an die Stützkugel 3 herangeführte Strebe 1 ebenfalls wahlweise ein Innenrohr 1.1 oder ein Außenrohr 1.2 sein kann. Innerhalb der Durchgangsboh­ rung 3.1 in der Stützkugel 3 ist die Treteinrichtung 9 horizontal gelagert und gegen Verdrehen und selbsttä­ tiges Lösen aus der Stützkugel 3 und der Schnellspan­ neinrichtung 4 gesichert. Mit der aus an dem Gelenk 4.2 einseitig angelenkten Halbschalen 4.1 bestehenden Schnellspanneinrichtung 4 ist die Stützkugel 3 umfaßt. Die Halbschalen 4.1 stützen sich dabei an den Stützen 11 ab und drücken diese durch Festziehen des Schnell­ spanners 4.3 gegen die Stützkugel 3.

In den Fig. 7 bis 9 sind beispielhafte, schematisch dargestellte Anwendungsmöglichkeiten des Modulsystems für ein Sportrad in Form eines Mountainbikes (Fig. 7), eines Tandems (Fig. 8) und eines Liegefahrrades (Fig. 9) gezeigt, die mit den in Baukastenform komplettierba­ ren einzelnen Teilen zusammengestellt werden können.

Bezugszeichenliste

1 teleskopierbare Strebe
1.1 Innenrohr
1.2 Außenrohr
1.3 Klemmeinrichtung
2 Verbindungsstellen
3 Stützkugel
3.1 Durchgangsbohrung
3.2 Teilfläche
4 Schnellspanneinrichtung
4.1 Halbschalen
4.2 Gelenk
4.3 Schnellspanner
4.4 Ausnehmung
5 Aufweitung
5.1 Innenseite
5.2 Außenseite
6 Ausnehmung
7 Skalierung
8 Lenkungseinrichtung
9 Treteinrichtung
10 Sattelstütze
11 Stütze
12 Zapfen
13 Adapter
14 Spanneinrichtung

Claims (13)

1. Rahmen, insbesondere für ein zerlegbares Fahr­ rad, bestehend aus einer Anzahl zu einem geschlossenen Vieleck miteinander verbundener, im wesentlichen rohrför­ miger Streben, wobei die Verbindungsstellen der Streben stufenlos winkelverstellbar und in unterschiedlichen Winkelstellungen feststellbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (1) teleskopierbar und in unterschiedli­ chen Längen festlegbar ausgebildet sind und im Bereich der Verbindungsstellen (2) jeweils an der Oberfläche einer Stützkugel (3) abgestützt und mittels einer Schnellspanneinrichtung (4) gegen die Oberfläche der Stützkugel (3) verspannbar sind.

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopierbaren Streben (1) an ihrem der jewei­ ligen Stützkugel (3) zugewandten Ende eine Aufweitung (5) aufweisen, deren Innenseite (5.1) eine der Form der Stützkugel (3) angepaßte Oberfläche aufweist und auf deren Außenseite (5.2) die Schnellspanneinrichtung (4) einwirkt.

3. Rahmen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkugel (3) als Hohlkugel ausgebildet ist.

4. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkugel (3) wenigstens eine mittig angeordnete Durchgangsbohrung (3.1) aufweist.

5. Rahmen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellspanneinrichtung (4) aus zwei die Stützkugel (3) umgreifenden Halbschalen (4.1) besteht, die an einer Seite durch ein Gelenk (4.2) mitei­ nander verbunden sind und an der dem Gelenk (4.2) gegenü­ berliegenden Seite einen Schnellspanner (4.3) aufweisen.

6. Rahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (4.1, 4.2) der Schnellspanneinrich­ tung (4) Ausnehmungen (4.5) für die Durchführung der rohrförmigen Streben (1) aufweisen, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Aufweitung (5) ist.

7. Rahmen nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (4.1) der Schnell­ spanneinrichtung (4) zusätzliche Ausnehmungen (6) aufwei­ sen, die mit der Durchgangsbohrung (3.1) in der Stützku­ gel (3) fluchten.

8. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Stützkugel (3) und die Oberfläche der Innenseite der Aufweitung (5) der Streben (1) angerauht sind.

9. Rahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anrauhung der Oberfläche durch Ätzen hergestellt ist.

10. Rahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anrauhung der Oberfläche durch Auftragen einer harten Zusatzschicht hergestellt ist.

11. Rahmen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die teleskopierbaren Streben (1) an den Verbindungsstellen (2) jeweils einen Adapter (13) aufwei­ sen, in denen an Zapfen (12) befestigte Stützen (11) festlegbar angeordnet sind und wobei die der Stützkugel (3) zugewandte Seite der Stütze (11) eine der Stützkugel (3) entsprechend ausgebildete, kalottenförmige Oberfläche aufweist, während die Oberseite der Stütze (11) der In­ nenseite der Halbschalen (4.1) der Schnellspanneinrich­ tung (4) angepaßt ist.

12. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den teleskopierbaren Rohrteilen (1.1; 1.2) der Streben (1) eine Skalierung (7) angeordnet ist, an der die jeweilige Länge der Strebe (1) ablesbar ist.

13. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Rohrteile (1.1; 1.2) der telesko­ pierbaren Streben (1) aneinander durch Klemmeinrichtungen (1.3) erfolgt.