DE29823882U1 - Fahrrad - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE· EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

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Dipl. Ing.

Dr. rer. pol. Wilhelm Binder Germanstraße 24

7 8048 Villingen-Schwenningen

Gebrauchsmusteranmeldung Fahrrad

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Beschreibung
Fahrrad

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad, dessen Vorder- und Hinterräder über einen Hauptrahmen miteinander verbunden sind.

Derartige Fahrräder sind seit langem grundsätzlich bekannt. In ganz Europa sind mehrere Millionen Fahrräder in Benutzung und jedes Jahr vergrößert sich die Anzahl um einige Hunderttausend.

In der letzten Zeit wurde das Fahrrad gezielt weiterentwikkelt, insbesondere für Sonderzwecke, zum Beispiel Sportfahrräder, spezielle Tourenräder mit besonderer Zuladung und Reifenanpassung, Räder mit einer besonderen Handlichkeit für den Straßenverkehr und ähnliches. Insbesondere ist der Nutzungsgrad eines ultraleichten Einkaufs-Fahrrades von besonderer Bedeutung.

Dabei ist es bemerkenswert, dass die Fahrräder für die oben genannten Einsatzgebiete praktisch alle in ihrer Trag-Konstruktion aus Aluminiumrohren zusammengesetzt sind und an den zahlreichen Stoß-Stellen der maßlich verschiedenen Einzelrohr-Stücke ein kompliziertes, aus zahlreichen Lötstellen bestehendes Rahmentragsystem zusammengefügt ist.

Die auf diese Weise zusammengefügten Fahrrad-Rahmengestelle sind aufgrund der Verwendung verschiedenster Rohrdurchmesser 0 fertigungstechnisch sehr umständlich und erreichen zudem ein hohes Gesamt fahrradgewicht von etwa 15 bis 20 kg. Sie werden daher im Verhältnis zur körperlichen Leistung des Fahrers in der Handhabung als schwer empfunden.

Aus diesem Grund hat man auch versucht, durch Einbau eines Elektrohxlfsantriebes bzw. durch extrem kleine Benzinmotoren die körperliche Leistung zu reduzieren. Dies hat aber zu einer

weiteren Erhöhung des Eigengewichtes des Fahrrades, insbesondere aufgrund des Einbaus schwerer Batterien, auf 25 bis 3 0 kg geführt, so dass die Handhabung des Fahrrades, insbesondere zum Einstellen in die Garage und auch für den Treppentransport als unzumutbar anzusehen ist. Der Markt hat dieses Transportmittel daher als zu schwer und auch zu teuer praktisch nur sehr zögerlich angenommen.

All die oben beschriebenen Fahrradtypen sind daher nicht nur sehr schwer, sondern auch noch umständlich zusammengesetzt und somit kostspielig herzustellen. Außerdem sind die Lot- oder Schweißnähte ein Schwachpunkt, da sie entweder wegen mangelnder Verarbeitung oder aufgrund von Korrosion gefährdet werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das mit technisch einfachen Mitteln eine Gewichtsreduzierung unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung bzw. sogar Erhöhung der Stabilität ermöglicht und zusätzlich auch noch die Herstellungskosten senkt.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrrad der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hauptrahmen aus einem kastenförmigen Gesamtgehäuse besteht.

Dieses kastenförmige Gesamtgehäuse ist äußerst einfach herstellbar, weist keinerlei Verbindungsstellen in Form von Lötoder Schweißnähten auf und kann sowohl die Längs- als auch die Querstabilität richtungsgerecht sicherstellen.

Das kastenförmige Gesamtgehäuse kann aus zwei, vorteilhafterweise spiegelbildlich ausgebildeten Gehäuseschalen bestehen. Dabei richtet sich die Tiefe der Gehäuseschalen nach der Breite der Nabe des Hinterrades. Als einziges Teil ist der Pedalantrieb auf der Außenseite des kastenförmigen Gesamtgehäuses angeordnet, wobei der Kettenantrieb zur Hinterachse sich in

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der Innenseite des kastenförmigen Gesamtgehäuses befindet.

Obwohl eine Vielzahl unterschiedlicher Formen für das kastenförmige Gesamtgehäuse denkbar ist, ist es vorteilhaft, wenn das kastenförmige Gesamtgehäuse in seiner Umfangslinie ausgehend von einer Lenksäulenaufnahme bzw. Vorderrad-Halterung senkrecht zur Fahrradlängsachse gesehen sich im Wesentlichen rechteckförmig bis zu einem Pedalantrieb erstreckt und dann dreieckförmig sich erweitert, wobei die den Pedalantrieb mit dem Hinterrad verbindende erste Dreiecksseite im Wesentlichen in Richtung der Fahrradlängsachse, die den Pedalantrieb mit einer Sattelaufnahme verbindende zweite Dreiecksseite entlang dieser Sattelaufnahme bis zu einem Sattelrohr verläuft und die dritte Dreiecksseite die freien Enden der ersten und zweiten Dreiecksseiten miteinander verbindet.

Dies hat den Vorteil, dass Personen, die in ihrer Bewegung etwas eingeschränkt sind, äußerst bequem dieses Fahrrad besteigen können.

Das aus zwei Gehäuseschalen zusammengefügte kastenförmige Gesamtgehäuse kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass die in Fahrtrichtung gesehen vorderen Enden der Gehäuseschalen halbkreisförmige Rohrhälften aufweisen, die dann als volles Rohrstück die Vorderrad-Aufhängung und auch die Lenkgabel aufnehmen können.

Ferner ist es möglich, die Vorderradgabel ebenfalls nach dem oben genannten Prinzip wie das kastenförmige Gesamtgehäuse zur 0 Gewichtsreduzierung auszugestalten. Dieses im Wesentlichen U-förmig ausgebildete kastenartige Gehäuse für die Vordergabel führt zusammen mit dem kastenförmigen Gesamtgehäuse dazu, dass das Gesamtgewicht des fahrbereiten Fahrrades unterhalb von 10 kg gehalten werden kann.

Dies bedeutet eine Gewichts- und auch Materialersparnis gegenüber handelsüblichen Rädern von nahezu 30 % bis 50 % und führt

auch zu einer beträchtlichen Verringerung der Montagekosten.

Somit ist eine wesentlich verbesserte Handhabbarkeit im Umgang mit dem erfindungsgemäß gestalteten Fahrrad gegeben, ohne auf irgendwelche Fahrleistungen und Fahrsicherheiten verzichten zu müssen.

Eine weitere Gewichtsreduzierung ist dann möglich, wenn sowohl das kastenförmige Gesamtgehäuse als auch das kastenartige Gehäuse der Vordergabel mit entsprechenden Aussparungen versehen sind.

Sollten dünnere Materialien, zum Beispiel Leichtmetallbleche oder Kunststoff, für diese Gehäuse verwendet werden, so ist es vorteilhaft, diese Gehäuse mit entsprechenden Sicken zu versehen. Diese Sicken sind bezüglich der Fahrzeuglängsachse selbstverständlich derart angeordnet, dass die maximale Stabilität gewährleistet bleibt.

0 Der zum Hinterrad weisende Bereich des kastenförmigen Gesamt gehäuses kann mit einer Eingangskanal-Aussparung versehen sein, um das Hinterrad aufnehmen zu können. Dabei ist es außerdem noch möglich, die Eingangskanal-Aussparung in einen Längsverschiebungszug übergehen zu lassen, um das Hinterrad 5 entsprechend der Zahnkettenlänge anpassen zu können.

Wie bereits oben erwähnt, können die beiden Gehäuse aus Metall oder Kunststoff bestehen. Wenn Metall verwandt wird, ist es dabei vorteilhaft, die Gehäuseschalen mittels Tiefziehverfah-0 ren herzustellen. Die Gehäuseschalen aus Kunststoff können in einem Press- bzw. Spritzgußverfahren hergestellt werden.

Da die Gesamtausdehnung der Gehäusehalbschalen in etwa den Abmessungen eines Kotflügels bei der Automobilindustrie entspricht, ist es möglich, vorhandene Produktionsmaschinen für das Tiefziehen bzw. Kunststoff-Presseinrichtungen zu verwenden.

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Die beiden Gehäuseschalen können auf einfache Art und Weise mittels mehrerer Bolzen und Distanzhülsen miteinander verbunden werden, so dass sie jederzeit lösbar sind.

Außerdem ist es möglich, im Inneren des kastenförmigen Gesamtgehäuses einen batteriebetriebenen Elektromotor vorzusehen, ohne zusätzliche Änderungen in der Form des kastenförmigen Gesamtgehäuses vornehmen zu müssen. Es ist sogar möglich, den Elektromotor und/oder die Batterie mittels am Kasten-Trägersystem angebrachten Solarzellen mit Energie zu versorgen.

Durch die günstige Beherrschung der dynamisch auftretenden Fahrbelastungen, auch bei großen schweren Personen, mittels der brückenähnlichen Rahmengestaltung ist die Rahmenkonstruktion praktisch ohne Änderungen für alle Nutzungseinsätze verwendbar. Zum Beispiel ist es einfach, Spezialausrüstungen für leichte Einkaufsfahrräder, Tourenfahrräder, sogenannte Mountainbike-Fahrräder und ähnliche Fahrräder anzubringen.

0 Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus folgender Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrrades gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Querschnittsansicht

entlang der Linie D-D;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C von Fig. 1, wobei zusätzlich erste und zweite Gehäuseschalen die Schnittlinien umrahmend dargestellt sind;

Fig. 2a eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-G von Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Fahrrades gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Sicken einschließlich einer Teilschnittansicht entlang der Linie D-D;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-G von Fig. 3 und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht durch einen Verbindungsbolzen mit Distanzhülse zur Verbindung der Gehäuse-

schalen.

Anhand der Figuren 1 bis 5 werden nunmehr zwei Ausführungsbeispiele eines Fahrrades 10 beschrieben. Dabei bedeuten gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile des Fahrrades 10.

Das in den Figuren 1 und 3 in Seitenansicht dargestellte Fahrrad 10 weist Vorder- und Hinterräder 12 und 14 auf, die über ein kastenförmiges Gesamtgehäuse 16 bzw. 16A miteinander verbunden sind.

Beide kastenförmige Gesamtgehäuse 16 und 16A sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen von der seitlichen Silhouette her gleich ausgebildet.

Dabei erstreckt sich von einer Lenksäulenaufnahme bzw. Vorderrad-Halterung ein im Wesentlichen rechteckförmiger Träger nach unten bis zu einem Pedalantrieb. Ausgehend von dem Pedalantrieb sind die kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet.

Eine erste Dreiecksseite erstreckt sich von dem Pedalantrieb ausgehend im Wesentlichen entlang der Fahrradlängsachse bis zur Nabe des Hinterrades 14. Eine zweite Dreiecksseite er-0 streckt sich, ausgehend von dem Pedalantrieb, in Richtung auf eine Sattelaufnahme, und zwar im Wesentlichen parallel zur Vorderlenkgabel verlaufend bis zur Höhe der Vorderrad-Lenkstange und endet in einem Sattelrohr.

Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, kann dieses Sattelrohr auch einstückig mit den kastenförmigen Gesamtgehäusen 16 und 16A ausgebildet sein.

Die dritte Dreiecksseite verbindet die beiden freien Enden der ersten und zweiten Dreiecksseiten miteinander. Selbstverständlich können, wie in den Figuren 1 und 3 auch dargestellt, die Ecken des dreieckförmigen Abschnittes abgerundet sein.
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Des Weiteren ergibt sich aus den Figuren 1 und 3, dass eine Vorderradgabel auf eine ähnliche Art und Weise ausgestaltet ist, wie die kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A. Die Vorderradgabeln sind kastenartige Gehäuse 26 und 26A, die in Fahrtrichtung gesehen U-förmig ausgebildet sind.

Beide kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A bestehen aus ersten und zweiten Gehäuseschalen 18 und 20, was aus der Figur 2 erkennbar ist.
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Aus der Figur 2 ist zusätzlich entnehmbar, dass die in Fahrtrichtung gesehen vorderen Enden der ersten und zweiten Gehäuseschalen 18 und 2 0 mit ersten und zweiten Rohrhälften 22 und 24 ausgebildet sind. Diese ersten und zweiten Rohrhälften 22 0 und 24 sind halbkreisförmig und derart geformt, dass bei zusammengefügten ersten und zweiten Gehäuseschalen 18 und 2 0 zwischen diesen ersten und zweiten halbkreisförmigen Rohrhälften 2 2 und 24 eine in etwa kreisrunde Basis für die Vorderradaufhängung und für die Lenkgabel gebildet wird.
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Um einen Wechsel des Hinterrades 14 zu ermöglichen, weisen beide kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A Eingangskanal-Aussparungen 3 6 auf, die in Längsverschiebungszüge 3 8 übergehen, um die Kette für die Antriebsübertragung der Hinterräder 0 14 spannen zu können.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist zur Gewichtsreduzierung sowohl in dem kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 als auch in dem kastenartigen Gehäuse 2 6 erste und zweite Aussparungen 5 2 8 und 3 0 auf.

Diese ersten und zweiten Aussparungen 28 und 30 sind derart

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angeordnet, dass keinerlei Stabilitätsverlust auftritt.

Im Gegensatz dazu weisen das kastenförmige Gesamtgehäuse 16A und das kastenartige Gehäuse 26A gemäß Figur 3 keinerlei Aussparungen auf. Bei diesen beiden Gehäusen 16A und 26A sind erste und zweite Sicken 32 und 34 ausgebildet, die zu einer weiteren Versteifung des kastenförmigen Gehäuses 16A und des kastenartigen Gesamtgehäuses 26A dienen.

Ein Querschnitt durch die mit Sicken 32 versehene zweite Gehäuseschale 20 ist in Figur 4 gezeigt. Dieser Querschnitt verläuft entlang der Linie F-G von Figur 3.

Um die ersten und zweiten Gehäuseschalen 18 und 2 0 miteinander zu verbinden, ist eine Vielzahl von Möglichkeiten gegeben.

Bei den in den Figuren 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen werden Bolzen 40 verwandt, die durch im Inneren der kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A angeordnete Distanzhülsen 42 0 hindurchgeführt sind. Dies ist besonders anschaulich in Figur 5 gezeigt.

Sowohl die kastenförmigen Gesamtgehäuse 16 und 16A als auch die kastenartigen Gehäuse 26 und 26A können entweder aus Metall oder aus Kunststoff bestehen.

Wird als Material Metall verwandt, können die ersten und zweiten Gehäuseschalen, die vorzugsweise spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, durch Tiefziehen auf einfache Art und Weise her-0 gestellt werden. Bei Verwendung von Kunststoff können die ersten und zweiten Gehäuseschalen 18 und 20 mittels Presseinrichtungen oder auch Spritzeinrichtungen hergestellt werden.

Da die Gesamtausdehnung der kastenförmigen Gehäuseschalen in etwa den Abmessungen eines Kotflügels für ein Automobil entspricht, ist es möglich, vorhandene Produktions-Maschinen für Tiefziehen bzw. Kunststoff-Presseinrichtungen zu verwenden,

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indem sie lediglich geringfügig modifiziert werden.

Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, ist es möglich, das Fahrrad 10 mit einem batteriebetriebenen Elektromotor auszustatten. Dieser Elektromotor kann auf einfache Art und Weise innerhalb des kastenförmigen Gesamtgehäuses 16 bzw. 16A zusammen mit der dazugehörigen Batterie angeordnet werden. Dieser Elektromotor dient als Hilfsantrieb, der bei Bedarf zugeschaltet werden kann oder automatisch bei einer bestimmten Pedalleistung nach fahrtechnischen Gesichtspunkten ergänzend die Gesamt -Antriebsleistung programmgesteuert arbeiten lässt.

Es ist außerdem möglich, den Elektromotor und/oder die Batterie mittels Solarzellen mit Energie zu versorgen.
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10 Bezugszeichenliste

10 Fahrrad

12 Vorderrad

14 Hinterrad

16, 16A Hauptrahmen, kastenförmiges Gesamtgehäuse

18 1. Gehäuseschale

2 0 2. Gehäuseschale

22 1. halbkreisförmige Rohrhälfte

24 2. halbkreisförmige Rohrhälfte

26, 26A kastenartiges Gehäuse

2 8 1. Aussparung

3 0 2. Aussparung 32 1. Sicken

34 2. Sicken

3 6 Eingangskanal-Aussparung

3 8 Längsverschiebungszug

40 Bolzen

42 Distanzhülse 20

Claims (17)

1. Fahrrad (10), dessen Vorder- und Hinterräder (12, 14) über einen Hauptrahmen (16; 16A) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen aus einem kastenförmigen Gesamtgehäuse (16; 16A) besteht.

2. Fahrrad (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtgehäuse (16; 16A) aus ersten und zweiten Gehäuseschalen (18, 20) besteht.

3. Fahrrad (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (18, 20) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.

4. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gesamtgehäuse (16; 16A) in seiner Umfangslinie ausgehend von einer Lenksäulenaufnahme bzw. Vorderrad-Halterung senkrecht zur Fahrradlängsachse gesehen sich im Wesentlichen rechteckförmig bis zu einem Pedalantrieb erstreckt und dann dreieckförmig sich erweitert, wobei die den Pedalantrieb mit dem Hinterrad (14) verbindende erste Dreiecksseite im Wesentlichen in Richtung der Fahrradlängsachse, die den Pedalantrieb mit einer Sattelaufnahme verbindende zweite Dreiecksseite entlang dieser Sattelaufnahme bis zu einem Sattelrohr verläuft und die dritte Dreiecksseite die freien Enden der ersten und zweiten Dreiecksseiten miteinander verbindet.

5. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Vorderrad (12) weisenden Enden des kastenförmigen Gesamtgehäuses (16; 16A) erste und zweite halbkreisförmige Rohrhälften (22, 24) aufweisen zur Aufnahme der Vorderrad-Aufhängung bzw. einer bzw. der Lenkgabel.

6. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderrad-Aufhängung aus einem kastenartigen Gehäuse (26; 26A) besteht und im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.

7. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gesamtgehäuse (16) mit ersten Aussparungen (28) versehen ist.

8. Fahrrad (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenartige Gehäuse (26) mit zweiten Aussparungen (30) versehen ist.

9. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gesamtgehäuse (16A) mit ersten Sicken (32) versehen ist.

10. Fahrrad (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenartige Gehäuse (26A) mit zweiten Sicken (34) versehen ist.

11. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gesamtgehäuse (16; 16A) mit einer Eingangskanal-Aussparung (36) versehen ist zur Aufnahme des Hinterrades (14)

12. Fahrrad (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangskanal-Aussparung (36) in einen Längsverschiebungszug (38) übergeht zum Spannen einer Kette für die Antriebsübertragung des Hinterrades (14).

13. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Gesamtgehäuse (16; 16A) und das kastenartige Gehäuse (26; 26A) aus Metall oder Kunststoff bestehen.

14. Fahrrad (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (16; 16A) bzw. (26; 26A) Tiefziehteile oder Pressguss- bzw. Spritzgussteile sind.

15. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (18, 20) über Bolzen (40) und Distanzhülsen (42) miteinander verbunden sind.

16. Fahrrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein batteriebetriebener Elektromotor einschließlich der Batterie innerhalb des kastenförmigen Gesamtgehäuses (16; 16A) angeordnet ist.

17. Fahrrad (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor und/oder die Batterie mittels Solarzellen mit Energie versorgbar sind.