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Patent Searching and Data


Title:
BICYCLE FRAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/052654
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bicycle frame (1), comprising a top tube (10), a down tube (11) and a seat tube (12), the top tube (10) being operatively connected at a second end to a first end of the down tube (11) and being operatively connected at a second end to a first end of the seat tube (12), and the down tube (11) being operatively connected at a second end to a second end of the seat tube (12), the bicycle frame (1) having at least one pressure chamber (2, 3), by means of which a fluid pressure can be applied to at least one region of the bicycle frame (1) on the inside thereof, at least one filling valve (20, 30) being provided on the bicycle frame (1), by means of which filling valve the at least one pressure chamber (2, 3) can be filled with a fluid and can be pressurized in order to adjust the strength and the stiffness of the bicycle frame.

Inventors:
PONCET, Jean-Martin (Schüpberg 137, 3054 Schüpfen, 3054, CH)
STÄMPFLI, Peter (Kornweg 92, 3027 Bern, 3027, CH)
CHRIST, Stefan (Tessenbergstrasse 52, 2500 Biel, 2500, CH)
Application Number:
EP2017/073270
Publication Date:
March 21, 2019
Filing Date:
September 15, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BMC SWITZERLAND AG (Sportstrasse 49, 2540 Grenchen, 2540, CH)
International Classes:
B62K3/04; B62K19/30
Domestic Patent References:
WO1994012380A11994-06-09
Foreign References:
US5143390A1992-09-01
EP0819599A21998-01-21
US20150321720A12015-11-12
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
TROESCH SCHEIDEGGER WERNER AG (Schwäntenmos 14, 8126 Zumikon, 8126, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Ein Fahrradrahmen (1) aufweisend: ein Oberrohr (10); ein Unterrohr (11);

ein Sitzrohr (12); wobei das Oberrohr (10) an einem zweiten Ende mit einem ersten Ende des Unterrohres (11) wirkverbunden ist und an einem ersten Ende mit einem ersten Ende des Sitzrohres (12) wirkverbunden ist, und wobei das Unterrohr (11) mit einem zweiten Ende mit einem zweiten Ende des Sitzrohres (12) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der

Fahrradrahmen (1) mindestens eine Druckkammer (2, 3) aufweist, mit welcher zumindest ein Bereich des

Fahrradrahmens (1) auf seiner Innenseite mit einem

Fluiddruck beaufschlagbar ist, wobei mindestens ein

Füllventil (20, 30) am Fahrradrahmen (1) vorgesehen ist, mit welchem die mindestens eine Druckkammer (2, 3) mit einem Fluid befüllbar und druckbeaufschlagbar ist, um die Festigkeit und die Steifigkeit des Fahrradrahmens

einzustellen.

2. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 1, wobei der Fahrradrahmen (1) weiter ein Steuerrohr (13) aufweist, und das Oberrohr (10) an seinem zweiten Ende über das

Steuerrohr (13) mit dem ersten Ende des Unterrohres (11) wirkverbunden ist.

3. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckkammer (2, 3) gemeinsam einstückig mit dem

Fahrradrahmen (1) ausgebildet ist und die Innenseite einer Rohrwand (100, 110) zumindest teilweise mit dem Fluid in direktem Kontakt ist.

4. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Inneren des Fahrradrahmens (1)

mindestens eine Trennwand (21, 22; 31, 32) vorgesehen ist, welche die Druckkammer (2, 3) mindestens auf einer Seite begrenzt und welche mit dem Fluid in direktem Kontakt ist.

5. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine erste Trennwand (21, 31) und eine zweite Trennwand (22, 32) die Druckkammer (2, 3) begrenzen und welche mit dem Fluid in direktem Kontakt sind.

6. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens zwei Druckkammern (2, 3) aufweist, deren Innenraum miteinander verbunden ist.

7. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens zwei Druckkammern (2, 3) aufweist, deren Innenraum voneinander getrennt ist und wobei jede Druckkammer (2, 3) mit einem eigenen Füllventil (20, 30) ausgestattet ist.

8. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 6 oder 7, wobei die Druckkammern (2, 3) in einem gemeinsamen Rohr (10, 11, 12) des Fahrradrahmens (1) angeordnet sind und/oder wobei die Druckkammern (2, 3) in unterschiedlichen Rohren (10, 11, 12) des Fahrradrahmens (1) angeordnet sind.

9. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 1, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens einen Einsatz (33) aufweist, der die Druckkammer (3) bildet und wobei das mindestens eine Füllventil (30) mit dem Einsatz (33) verbunden ist und durch dieses mit dem Fluid befüllbar und

druckbeaufschlagbar ist.

10. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 9, wobei im

Inneren des Fahrradrahmens (1) mindestens eine Trennwand (21, 22; 31, 32) vorgesehen ist, welche die Ausdehnung des Einsatzes (33) mindestens auf einer Seite begrenzt.

11. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 10, wobei mindestens eine erste Trennwand (21, 31) und eine zweite Trennwand (22, 32) die Ausdehnung des Einsatzes (33) begrenzen .

12. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens zwei Einsätze (33) aufweist, deren Innenraum miteinander verbunden ist.

13. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens zwei Einsätze (33) aufweist, deren Innenraum voneinander getrennt ist und wobei jeder Einsatz (33) mit einem eigenen Füllventil (30) ausgestattet ist.

14. Der Fahrradrahmen (1) gemäss Anspruch 12 oder 13, wobei die Einsätze (33) in einem gemeinsamen Rohr (10, 11, 12) des Fahrradrahmens (1) angeordnet sind und/oder wobei die Einsätze (33) in unterschiedlichen Rohren (10, 11, 12) des Fahrradrahmens (1) angeordnet sind.

15. Der Fahrradrahmen (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Fahrradrahmen (1) mindestens eine Druckanzeige aufweist, mit welcher der Druck jeder

Druckkammer (2, 3) angezeigt werden kann.

Description:
FAHRRADRAHMEN

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen insbesondere einen Leichtbau-Fahrradrahmen.

STAND DER TECHNIK

Aus dem Stand der Technik sind Fahrradrahmen aus

unterschiedlichen Materialien bekannt. Beispielsweise Metallrahmen aus Stahl, Aluminium oder Titan,

Verbundstoffrahmen aus Kohlefasern, Glasfasern in

Kombination mit Kunstharz oder Naturstoffrahmen aus Bambus oder Holz. Die Steifigkeit und Festigkeit dieser Rahmen hängen ausschliesslich von der Rahmengeometrie und den physikalischen Eigenschaften des Rahmenmaterials ab. Die Festigkeit und Steifigkeit eines Rahmens ist nach seiner Endfertigung nicht mehr veränderbar. Um das Fahrverhalten des Fahrrades zu beeinflussen, werden üblicherweise Federoder Dämpfungselemente verwendet. Beispielsweise werden diese Elemente für das Fahren auf der Strasse steif eingestellt und weich eingestellt für das Fahren im

Gelände. Da die Einstellbarkeit durch die Feder- oder Dämpfungselemente definiert sind, werden die Rahmen sehr steif ausgebildet, damit keine zusätzlichen

unkontrollierten Feder- oder Dämpfungseffekte auftreten. Dies hat zur Folge, dass die Rahmenkonstruktionen oft massiv und schwer sind. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einen Fahrradrahmen bereitzustellen, bei welchem die

Steifigkeit und Festigkeit vor jedem Fahren auf die zu erwartenden Gegebenheiten der Fahrstrecke abgestimmt werden können. Beispielsweise kann der Rahmen für eine Fahrt auf der Strasse steif eingestellt werden und für eine Fahrt im Gelände weich. Ebenfalls kann mit dieser Technik ein bestehender Rahmen steifer gemacht werden oder es kann bei einem Rahmenrohr eine kleinere Wandstärke vorgesehen werden, ohne dass die Steifigkeit und Festigkeit des daraus gefertigten Fahrradrahmens dabei abnimmt. Diese Aufgabe wird durch einen Fahrradrahmen mit den Merkmalen des

Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen des

Fahrradrahmens sind durch die Merkmale von weiteren

Ansprüchen definiert.

Ein erfindungsgemässer Fahrradrahmen weist ein Oberrohr, ein Unterrohr und ein Sitzrohr auf, wobei das Oberrohr an einem zweiten Ende mit einem ersten Ende des Unterrohres wirkverbunden ist und an einem ersten Ende mit einem ersten Ende des Sitzrohres wirkverbunden ist. Das Unterrohr ist mit einem zweiten Ende mit einem zweiten Ende des

Sitzrohres wirkverbunden. Der Fahrradrahmen weist

mindestens eine Druckkammer auf, mit welcher zumindest ein Bereich des Fahrradrahmens auf seiner Innenseite mit einem Fluiddruck beaufschlagbar ist. Mindestens ein Füllventil ist am Fahrradrahmen vorgesehen, mit welchem die mindestens eine Druckkammer mit einem Fluid befüllbar und

druckbeaufschlagbar ist, um die Festigkeit und die Steifigkeit des Fahrradrahmens einzustellen. Durch eine Erhöhung des Innendruckes im Rohrinnern können die

Festigkeit und die Steifigkeit des entsprechenden

Rahmenrohres erhöht werden. Dies kann einmalig geschehen und eingesetzt werden, um einen sehr leichten Rahmen zu schaffen oder der Fülldruck eines jeweiligen Rahmenrohres kann vor jeder Fahrt eingestellt werden, um die

Rahmeneigenschaften dem vorgesehenen Fahrterrain

anzupassen. Als Fluid kann Luft, oder jedes beliebige Gas, wie beispielsweise Helium verwendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen weiter ein Steuerrohr auf und das Oberrohr ist an seinem zweiten Ende über das Steuerrohr mit dem ersten Ende des Unterrohres wirkverbunden.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Druckkammer gemeinsam einstückig mit dem Fahrradrahmen ausgebildet und die Innenseite einer Rohrwand ist zumindest teilweise mit dem Fluid in direktem Kontakt. Mit dieser Bauweise kann unnötiges Gewicht vermieden werden, wodurch die

Konstruktion leichter wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist im Inneren des

Fahrradrahmens mindestens eine Trennwand vorgesehen, welche die Druckkammer mindestens auf einer Seite begrenzt und welche mit dem Fluid in direktem Kontakt ist. Durch das Vorsehen einer Trennwand, kann die Position der Druckkammer in Bezug auf das entsprechende Rahmenrohr festgelegt werden, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit

ortsspezifisch verändert werden kann. Die Trennwand kann quer, parallel oder schräg zur Längsachse des entsprechenden Rohres ausgerichtet sein. Seitlich der

Trennwand kann jeweils eine Druckkammer angeordnet sein, welche mit dem gleichen oder mit einem unterschiedlichen Innendruck beaufschlagt sein können.

In einer weiteren Ausführungsform begrenzen mindestens eine erste Trennwand und eine zweite Trennwand die Druckkammer, wobei die Trennwände mit dem Fluid in direktem Kontakt sind. Durch zwei seitliche Begrenzungen lassen sich die Position und die Grösse, bzw. die Länge der Druckkammer festlegen. Auch bei mehreren Trennwänden können diese quer, längs oder schräg zur Längsachse des entsprechenden Rohres ausgerichtet sein. Beispielsweise können mehrere

Druckkammern in der Richtung der Längsachse hintereinander in einem Rahmenrohr angeordnet sein. Die Kammern können den gleichen oder einen unterschiedlichen Innendruck aufweisen. So kann ein Rahmenrohr beispielsweise drei Druckkammern aufweisen: eine mittlere und jeweils eine in einem

Randbereich des Rohres. Da die Randbereiche meist steifer ausgebildet sind, kann in diesen Druckkammern der

Innendruck kleiner gehalten werde, als im Mittelbereich des Rohres, wo die Rohrwandstärke so klein wie möglich, bzw. nötig ausgestaltet ist. Die Steifigkeit bzw. Festigkeit des mittleren Rohrabschnitts wird durch den erhöhten Innendruck erhöht. Es ist ebenfalls möglich, dass die Trennwände im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufen und dadurch Druckkammern gebildet werden, welche bezüglich des Rahmens nach aussen oder innen gerichtete sind. Beispielsweise kann das Unterrohr auf seiner Aussenseite, d.h. auf der gegen das Vorderrad gerichteten Seite, eine Druckkammer mit einem höheren Druck aufweisen und auf seiner Innenseite, d.h. auf der gegen das Oberrohr gerichteten Seite, eine Druckkammer mit einem niedrigeren Druck.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens zwei Druckkammern auf, deren Innenraum

miteinander verbunden ist. Durch die Verbindung der einzelnen Druckkammern können diese einfach miteinander befüllt oder entleert werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens zwei Druckkammern auf, deren Innenraum

voneinander getrennt ist und wobei jede Druckkammer mit einem eigenen Füllventil ausgestattet ist. Die voneinander getrennten Druckkammern erlauben eine individuelle

Befüllung, bzw. Entleerung, wodurch jeder Rohrabschnitt individuell und lokal mit einem vorbestimmten Innendruck beaufschlagbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Druckkammern in einem gemeinsamen Rohr des Fahrradrahmens angeordnet und/oder die Druckkammern sind in unterschiedlichen Rohren des Fahrradrahmens angeordnet. Bei mehreren Druckkammern pro Rohr, kann der Innendruck bei allen gleich sein oder kann bei gewissen oder allen Druckkammern unterschiedlich sein. So könne einige Rohre miteinander verbundene

Druckkammern aufweisen und/oder voneinander getrennte Druckkammern. Es ist ebenfalls möglich, dass eine

Druckkammer eines Rohres mit einer Druckkammer eines anderen Rohres verbunden ist.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens einen Einsatz auf, der die Druckkammer bildet und wobei das mindestens eine Füllventil mit dem Einsatz verbunden ist und durch dieses mit dem Fluid befüllbar und druckbeaufschlagbar ist. Ein solcher Einsatz Kann verwendet werden, wenn sich das Abdichten der einzelnen Rohre oder Rohrabschnitte schwierig gestaltet. Es ist auch möglich, den Fahrradrahmen nachträglich mit einem solchen Einsatz nachzurüsten .

In einer weiteren Ausführungsform ist im Inneren des

Fahrradrahmens mindestens eine Trennwand vorgesehen, welche die Ausdehnung des Einsatzes mindestens auf einer Seite begrenzt. Damit kann verhindert werden, dass sich der

Einsatz ungehindert in alle Richtungen ausdehnt und so die Steifigkeit und Festigkeit an ungewollten Stellen negativ beeinflusst. Wie in den zuvor erwähnten Ausführungsformen können die Trennwände quer, längs oder schräg zur

entsprechenden Rohrlängsachse verlaufen. Im Unterschied zu den Ausführungsformen ohne einen Einsatz, müssen die

Trennwände bei den Ausführungsformen mit Einsatz nicht fluiddicht sein, da das Dichten vom Einsatz übernommen wird .

In einer weiteren Ausführungsform begrenzen mindestens eine erste Trennwand und eine zweite Trennwand die Ausdehnung des Einsatzes. Mit mehreren Trennwänden kann Ausdehnung des Einsatzes in mehreren Richtungen eingeschränkt werden. Dies erlaubt eine lokale Beeinflussung der Festigkeit und

Steifigkeit des entsprechenden Rahmenrohrabschnittes.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens zwei Einsätze auf, deren Innenraum miteinander verbunden ist. Durch die Verbindung der einzelnen Druckkammern können diese einfach miteinander befüllt oder entleert werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens zwei Einsätze aufweist, deren Innenraum

voneinander getrennt ist und wobei jeder Einsatz mit einem eigenen Füllventil ausgestattet ist. Die voneinander getrennten Druckkammern erlauben eine individuelle

Befüllung, bzw. Entleerung, wodurch jeder Rohrabschnitt individuell und lokal mit einem vorbestimmten Innendruck beaufschlagbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Einsätze in einem gemeinsamen Rohr des Fahrradrahmens angeordnet und/oder die Einsätze sind in unterschiedlichen Rohren des Fahrradrahmens angeordnet. Bei mehreren Druckkammern pro Rohr, kann der Innendruck bei allen gleich sein oder kann bei gewissen oder allen Druckkammern unterschiedlich sein. So könne einige Rohre miteinander verbundene Druckkammern aufweisen und/oder voneinander getrennte Druckkammern. Es ist ebenfalls möglich, dass eine Druckkammer eines Rohres mit einer Druckkammer eines anderen Rohres verbunden ist.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Fahrradrahmen mindestens eine Druckanzeige auf, mit welcher der Druck jeder Druckkammer angezeigt werden kann. Die Druckanzeige kann direkt sein, d.h. der Kammerdruck wirkt direkt auf die Druckanzeige oder der Kammerdruck kann mit einem

Druckmesser gemessen werden und an eine Druckanzeige übermittelt werden. Die Übermittlung kann mittels Leitungen erfolgen oder kann drahtlos sein. Die erwähnten Ausführungsformen der Vorrichtung/des

Verfahrens lassen sich in beliebiger Kombination einsetzen, sofern sie sich nicht widersprechen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Diese dienen lediglich zur Erläuterung und sind nicht

einschränkend auszulegen. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines

erfindungsgemässen Fahrradrahmens .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemässen Fahrradrahmens 1. Der Fahrradrahmen 1 weist ein Oberrohr 10, ein Unterrohr 11, ein Sitzrohr 12 und ein Steuerrohr 13 auf. Das Oberrohr 10 ist an einem zweiten Ende über das Steuerrohr 13 mit einem ersten Ende des Unterrohres 11 verbunden. Das Unterrohr 11 ist mit einem zweiten Ende mit einem zweiten Ende des Sitzrohres 12 verbunden. Das Sitzrohr 12 ist an einem zweiten Ende mit einem ersten Ende des Oberrohres 10 verbunden.

Das Oberrohr 10 weist eine erste Druckkammer 2 auf, welche durch ein erstes Füllventil 20 mit einem Fluid befüllbar und druckbeaufschlagbar ist. Durch die Erhöhung des

Innendruckes erhöht sich die Festigkeit und die Steifigkeit des druckbaufschlafen Fahrradrahmenabschnitts. Über das Ventil 20 kann auch Fluid abgelassen werden, um den

Innendruck zu reduzieren und die Festigkeit und Steifigkeit dementsprechend zu reduzieren. Das Oberrohr 10 weist eine erste und eine zweite Trennwand 21, 22 auf, welche die Druckkammer 2 im Rohrinnern seitlich begrenzen. Die Trennwände 21, 22 sind mit der Innenseite der Rohrwand 100 fluiddicht verbunden.

Das Unterrohr 11 weist einen Einsatz 33 auf, der die zweite Druckkammer 3 bildet. Durch ein zweites Füllventil 30 kann die zweite Druckkammer 3 mit einem Fluid befüllt werden oder der Innendruck kann über das Ventil reduziert werden. Da Unterrohr 11 weist eine erste und eine zweite Trennwand 31, 32 auf, welche die Ausdehnung des Einsatzes 33 im

Rohrinnern seitlich begrenzen. Die Trennwände müssen nicht fluiddicht mit der Rohrwand verbunden sein, da der Einsatz 33 das Dichten übernimmt. Der Einsatz 33 wird am Umfang durch die Rohrwand 110 begrenzt. Wird der Einsatz 33 durch das Ventil 30 befüllt, so dehnt er sich aus bis er an der Rohrwand 110 und/oder den Trennwänden 31, 32 ansteht. Wenn dann der Druck erhöht wird, überträgt der Einsatz 33 die

Druckkräfte auf die Rohrwand 110 und die Trennwände 31, 32, was die Festigkeit und Steifigkeit des Unterrohres 11 erhöht .

Der dargestellte Einsatz 33 im Unterrohr 11 lässt sich auch im Oberrohr 10 einsetzen und das Unterrohr 11 kann auch ohne Einsatz 33 vorgesehen sein, so wie beim Oberrohr 10 beschrieben. Selbstverständlich sind auch Kombinationen der beiden Ausführungsformen möglich, d.h. ein Rohr kann

Druckkammern 2, 3 mit oder ohne Einsatz 33 aufweisen.

BEZUGSZEICHENLISTE

I Fahrradrahmen 21 erste Trennwand 10 Oberrohr 22 zweite Trennwand 100 Rohrwand 3 zweite Druckkammer

II Unterrohr 30 zweites Füllventil 110 Rohrwand 31 erste Trennwand

12 Sitzrohr 32 zweite Trennwand

13 Steuerrohr 33 Einsatz

2 erste Druckkammer

20 erstes Füllventil