DE202022102854U1

DE202022102854U1 - Bike frame with motor integration, and bike

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Publication number: DE202022102854U1
Application number: DE202022102854.0U
Authority: DE
Original assignee: AT Zweirad GmbH
Current assignee: AT Zweirad GmbH
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: WO2023227615A1

Abstract

Fahrradrahmen (1),mit einer Halterung (4), die zur Aufnahme eines Antriebsmotors bestimmt ist,und mit einem Antriebsmotor, dessen Motorgehäuse (3) teilweise in der Halterung (4) aufgenommen ist wobei der Fahrradrahmen (1) ein als Rohr oder Strebe ausgestaltetes Rahmenelement aufweist, das an die Halterung (4) anschließt,dadurch gekennzeichnet,dass sich das Motorgehäuse (3) über die Halterung (4) hinaus in das Rahmenelement erstreckt.Bicycle frame (1) with a mount (4) intended to accommodate a drive motor and with a drive motor whose motor housing (3) is partially accommodated in the mount (4), the bicycle frame (1) being a tube or strut embodied frame member adjoining the bracket (4), characterized in that the motor housing (3) extends beyond the bracket (4) into the frame member.

Description

Die Neuerung betrifft einen Fahrradrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation relates to a bicycle frame according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Fahrradrahmen ist aus der Praxis bekannt. Als E-Bikes und Pedelecs werden Fahrräder bezeichnet, die einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen. Abgesehen von Bauformen, bei denen der Antriebsmotor im Vorderrad oder im Hinterrad angeordnet ist, ist eine Bauform weitverbreitet, bei welcher der elektrische Antriebsmotor im Fahrradrahmen gehalten ist. Der Fahrradrahmen weist zu diesem Zweck eine Halterung auf, die in der Praxis als Motor-Bracket bezeichnet wird. Das Motorgehäuse des elektrischen Antriebmotors taucht in diese Halterung ein und ist an der Halterung befestigt, beispielsweise mit der Halterung verschraubt. An die Halterung schließen Rahmenelemente des Fahrradrahmens an, wie z.B. ein Unterrohr, welches von der Halterung schräg nach vorn und aufwärts zu einem Steuerrohr des Fahrradrahmens verläuft, oder ein Sattelrohr, welches von der Halterung nach oben zu einem Sattel bzw. einer Sattelstütze verläuft, oder eine Kettenstrebe, die von der Halterung nach hinten zu einem Ausfallende des Fahrradrahmens verläuft, welches die Achse des Hinterrades aufnimmt.A generic bicycle frame is known from practice. Bicycles that have an electric drive motor are referred to as e-bikes and pedelecs. Apart from designs in which the drive motor is arranged in the front wheel or in the rear wheel, a design in which the electric drive motor is held in the bicycle frame is widespread. For this purpose, the bicycle frame has a mount, which in practice is referred to as a motor bracket. The motor housing of the electric drive motor dips into this holder and is attached to the holder, for example screwed to the holder. Frame elements of the bicycle frame connect to the mount, such as a down tube, which runs diagonally forward and upwards from the mount to a head tube of the bicycle frame, or a seat tube, which runs from the mount upwards to a saddle or a seat post, or a chainstay extending rearwardly from the bracket to a dropout of the bicycle frame which receives the axle of the rear wheel.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Fahrradrahmen dahingehend zu verbessern, dass dieser im Bereich der Halterung möglichst kompakt ausgestaltet ist. Weiterhin liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad zu schaffen, das im Bereich der Motorhalterung möglichst kompakt ausgestaltet ist.The innovation is based on the task of improving a generic bicycle frame in such a way that it is configured as compactly as possible in the area of the mount. Furthermore, the innovation is based on the task of creating a bicycle that is designed as compact as possible in the area of the motor mount.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrradrahmen nach Anspruch 1 gelöst sowie durch ein Fahrrad nach Anspruch 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a bicycle frame according to claim 1 and by a bicycle according to claim 7. Advantageous refinements are described in the dependent claims.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die Halterung so kurz auszugestalten, dass das Motorgehäuse sich bis in ein an die Halterung anschließendes Rahmenelement erstreckt, so dass auch dieses Rahmenelement für die Aufnahme des Motorgehäuses genutzt wird. Durch die dementsprechend kürzere Ausgestaltung der Halterung wird der Fahrradrahmen im Bereich der Halterung besonders kompakt ausgestaltet, was sich in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft auswirken kann:

Bei einem klassischen Fahrradrahmen, der als Rahmenelemente unter anderem ein Unterrohr, ein Sattelrohr und eine Kettenstrebe aufweist, die bei motorlosen Fahrrädern im Bereich des Tretlagers oder bei motorisierten Fahrrädern im Bereich der MotorHalterung zusammenlaufen, kann erwartungsgemäß die Stabilität des Fahrradrahmens dadurch verbessert werden, dass die drei genannten Rahmenelemente auf möglichst engem Raum zusammenlaufen.

In other words, the innovation proposes making the mount so short that the motor housing extends into a frame element adjoining the mount, so that this frame element is also used to hold the motor housing. Due to the correspondingly shorter design of the mount, the bicycle frame is designed to be particularly compact in the area of the mount, which can have a number of advantages:

In a classic bicycle frame, which has a down tube, a seat tube and a chain stay as frame elements, which converge in the area of the bottom bracket in the case of motorless bicycles or in the area of the motor mount in the case of motorized bicycles, the stability of the bicycle frame can be improved as expected by the fact that the three mentioned frame elements converge in the smallest possible space.

Die vorschlagsgemäß verkürzte Halterung kann aus optischen Gründen vorteilhaft sein, sowohl bei dem oben erwähnten klassischen Fahrradrahmen als auch bei anderen Rahmenkonstruktionen.The proposed shortened mount can be advantageous for optical reasons, both in the above-mentioned classic bicycle frame and in other frame constructions.

Die Verkleinerung der Halterung ist wirtschaftlich vorteilhaft. Die Halterung ist üblicherweise als Formteil ausgestaltet, was im Vergleich zu anderen Bauteilen höhere Fertigungskosten bedeutet, so dass sich eine Verkleinerung der Halterung für die Herstellung des Fahrradrahmens und somit auch des Fahrrads wirtschaftlich vergleichsweise stark auswirkt.The downsizing of the bracket is economically advantageous. The mount is usually designed as a molded part, which means higher production costs compared to other components, so that reducing the size of the mount for the production of the bicycle frame and thus also the bicycle has a comparatively strong economic effect.

Dadurch, dass sich Bereiche des Motorgehäuses in ein an die Halterung anschließendes Rahmenelement erstrecken, wird die Möglichkeit geschaffen, das Motorgehäuse anders als bislang üblich auszurichten, beispielsweise schräg nach vorn ansteigend auszurichten, oder das Motorgehäuse grundsätzlich etwas höher als bislang üblich anzuordnen, indem es beispielsweise sowohl in das Unterrohr als auch in das Sattelrohr des Fahrradrahmens eintaucht. Durch den gewonnenen Freiraum unterhalb des Motorgehäuses werden Beschädigungsgefahren für den Motor oder zumindest das Motorgehäuse reduziert.The fact that areas of the motor housing extend into a frame element adjoining the bracket creates the possibility of aligning the motor housing in a different way than has been customary up to now, for example aligning it at an incline towards the front, or arranging the motor housing somewhat higher than previously customary, for example by dips into both the down tube and the seat tube of the bicycle frame. The free space below the motor housing reduces the risk of damage to the motor or at least the motor housing.

Ausgehend von der oben erwähnten klassischen Rahmenkonstruktion, bei welcher der Fahrradrahmen ein Unterrohr, ein Sattelrohr und eine Kettenstrebe als Rahmenelemente aufweist, kann das Rahmenelement, welches an die Halterung anschließt und in welches sich das Motorgehäuse über die Halterung hinaus erstreckt, eines dieser drei genannten Rahmenelemente sein.Based on the above-mentioned classic frame construction, in which the bicycle frame has a down tube, a seat tube and a chain stay as frame elements, the frame element that connects to the bracket and into which the motor housing extends beyond the bracket can be one of these three frame elements be.

In einer Ausgestaltung kann sich das Motorgehäuse sogar in zwei an die Halterung anschließende Rahmenelemente erstrecken. Beispielsweise in das Unterrohr und in die Kettenstrebe, da diese beiden Rahmenelemente üblicherweise den größten Abstand zueinander in Längsrichtung des Fahrradrahmens aufweisen. Wenn das Motorgehäuse in diese beiden Rahmenelemente eintaucht, kann dementsprechend die Halterung besonders kurz ausgestaltet werden und die vorschlagsgemäß ermöglichten Vorteile einer kompakten Ausgestaltung des Fahrradrahmens im Bereich der Halterung können in einem besonders großen Ausmaß erreicht werden. Wenn das Motorgehäuse in das Unterrohr und das Sattelrohr eintaucht, kann eine besonders große Bodenfreiheit unterhalb des Motorgehäuses ermöglicht werden, was beispielsweise bei Fahrten über unebenem Gelände oder beim Überqueren von anderen Hindernissen wie z.B. Bordsteinkanten oder dergleichen einen besonders guten Schutz des Motorgehäuses vor eventuellen Beschädigungen ermöglicht. Ggf. kann sich das Motorgehäuse in mehr als zwei Rahmenelemente hinein erstrecken, beispielsweise in sämtliche der drei genannten Rahmenelemente in Form des Unterrohrs, des Sattelrohrs und der Kettenstrebe.In one embodiment, the motor housing can even extend into two frame elements adjoining the mount. For example, in the down tube and in the chainstay, since these two frame elements usually have the greatest distance from one another in the longitudinal direction of the bicycle frame. If the motor housing dips into these two frame elements, the mount can be made particularly short and the proposed advantages of a compact design of the bicycle frame in the area of the mount can be achieved to a particularly large extent. If the motor housing dips into the down tube and the seat tube, a particularly large ground clearance below the motor housing can be made possible, which is particularly good protection when driving over uneven terrain or when crossing other obstacles such as curbs or the like of the motor housing from possible damage. If necessary, the motor housing can extend into more than two frame elements, for example into all of the three frame elements mentioned in the form of the down tube, the saddle tube and the chain stay.

In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Motorgehäuse nicht nur wie bislang üblich in der Halterung befestigt ist, sondern in dem Rahmenelement. Das Motorgehäuse kann diese Weise konstruktiv in die Statik des Fahrradrahmens einbezogen werden und zu einem mittragenden Element des Fahrradrahmens werden. Wenn beispielsweise zwei Befestigungsstellen vorgesehen sind, kann eine dieser beiden Befestigungsstellen in der Halterung liegen und die andere in dem Rahmenelement. Wenn sich das Motorgehäuse in zwei oder mehr Rahmenelemente erstreckt, können dementsprechend auch zwei oder mehr Befestigungsstellen in den Rahmenelementen liegen, entweder ausschließlich oder zusätzlich zu einer oder mehreren Befestigungsstellen in der Halterung.In one embodiment, it can be provided that the motor housing is not only fastened in the holder, as has been customary up to now, but in the frame element. In this way, the motor housing can be incorporated structurally into the statics of the bicycle frame and become a supporting element of the bicycle frame. For example, if two attachment points are provided, one of these two attachment points may be in the bracket and the other in the frame member. Accordingly, when the motor housing extends into two or more frame members, there may also be two or more attachment points in the frame members, either solely or in addition to one or more attachment points in the bracket.

Ein vorschlagsgemäß ausgestaltetes Fahrrad weist den vorschlagsgemäß ausgestalteten Fahrradrahmen und die damit verbundenen Vorteile auf.A bicycle designed according to the proposal has the bicycle frame designed according to the proposal and the advantages associated therewith.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand des rein schematischen Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert.An exemplary embodiment of the innovation is explained in more detail below on the basis of the purely schematic exemplary embodiment.

Die einzige Zeichnung zeigt dabei Teile eines Fahrrads, insbesondere ausschnittsweise einen Fahrradrahmen 1 im Bereich eines Tretlagers 2. Das Tretlager 2 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Motorgehäuse 3 umgeben, in welchem auch ein elektrischer Antriebsmotor untergebracht ist, der beispielsweise über eine Kette oder einen Zahnriemen auf ein Hinterrad wirkt. Aus Übersichtlichkeit sind in der Zeichnung weder die Tretkurbeln noch die Pedale des Fahrrads dargestellt, und das Tretlager 2 ist rein schematisch angedeutet.The only drawing shows parts of a bicycle, in particular a detail of a bicycle frame 1 in the area of a bottom bracket 2. In the illustrated embodiment, the bottom bracket 2 is surrounded by a motor housing 3, in which an electric drive motor is housed, which can be connected, for example, via a chain or a Toothed belt acts on a rear wheel. For clarity, neither the cranks nor the pedals of the bicycle are shown in the drawing, and the bottom bracket 2 is indicated purely schematically.

Das Motorgehäuse 3 ist in einer Halterung 4 gehalten, die auch als Motor-Bracket bezeichnet wird und die, von der Seite gesehen, annähernd C-förmig um einen Teilumfang des Motorgehäuses 3 verläuft. In Längsrichtung des Fahrradrahmens 1 gesehen weist die Halterung 4 einen U-förmigen, zum Motorgehäuse 3 hin offenen Querschnitt auf, in den das Motorgehäuse 3 eintaucht. Mittels einer Schraubbefestigung ist das Motorgehäuse 3 an einer Befestigungsstelle 5 in der Halterung 4 befestigt, wobei diese Befestigungsstelle 5 die hintere von zwei Befestigungsstellen darstellt, an welchen das Motorgehäuse 3 in dem Fahrradrahmen 1 befestigt ist.The motor housing 3 is held in a mount 4, which is also referred to as a motor bracket and which, viewed from the side, runs approximately in a C-shape around part of the circumference of the motor housing 3. Viewed in the longitudinal direction of the bicycle frame 1, the holder 4 has a U-shaped cross section which is open towards the motor housing 3 and into which the motor housing 3 dips. The motor housing 3 is fastened to a fastening point 5 in the holder 4 by means of a screw fastening, this fastening point 5 representing the rear of two fastening points at which the motor housing 3 is fastened in the bicycle frame 1 .

An die Halterung 4 schließen drei Rahmenelemente des Fahrradrahmens 1 an: ein Unterrohr 6 verläuft von der Halterung 4 aus schräg aufwärts nach vorn, zu einem Steuerrohr des Fahrradrahmens 1. In einem noch steileren Winkel aufwärts und geringfügig nach hinten verläuft ein Sattelrohr 7 von der Halterung 4 nach oben zu einer in der Zeichnung nicht dargestellten Sattelstütze, die in der Sattelrohr 7 eingesteckt ist und ihrerseits einen Fahrradsattel trägt. Von der Halterung 4 aus nach hinten erstreckt sich eine Kettenstrebe 8, die zu einem Ausfallende des Fahrradrahmens 1 verläuft.Three frame elements of the bicycle frame 1 connect to the mount 4: a down tube 6 runs diagonally upwards from the mount 4 to a head tube of the bicycle frame 1. A seat tube 7 runs from the mount at an even steeper angle upwards and slightly backwards 4 upwards to a seat post, not shown in the drawing, which is inserted in the seat tube 7 and in turn carries a bicycle seat. A chainstay 8 extends rearwardly from the bracket 4 and runs to a dropout of the bicycle frame 1 .

Das Unterrohr 6 weist von diesen drei Rahmenelemente den größten Querschnitt auf. Es dient unter anderem auch zur Aufnahme eines Energiespeichers zur Energieversorgung des Antriebsmotors. Am Unterrohr 6 ist in der Zeichnung eine Aussparung 9 erkennbar, die dazu dient, den Energiespeicher in das Unterrohr 6 einsetzen zu können. Ein Anschluss 10 für ein elektrisches Kabel ist am Unterrohr 6 vorgesehen, beispielsweise um einen Frontscheinwerfer des Fahrrads an den Energiespeicher anschließen zu können und / oder eine Steuerungseinheit des Antriebsmotors an den Antriebsmotor und den Energiespeicher anschließen zu können, z.B. zum Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors und ggf. zur Auswahl des Unterstützungsmodus, mit welchen der Antriebsmotor zu dem Pedalantrieb zugeschaltet wird.Of these three frame elements, the down tube 6 has the largest cross section. It also serves, among other things, to accommodate an energy store for supplying energy to the drive motor. A recess 9 can be seen on the lower tube 6 in the drawing, which is used to be able to insert the energy store into the lower tube 6 . A connection 10 for an electrical cable is provided on the lower tube 6, for example to be able to connect a headlight of the bicycle to the energy store and/or to be able to connect a control unit of the drive motor to the drive motor and the energy store, e.g. to switch the drive motor on and off and, if necessary, to select the support mode with which the drive motor is switched on to the pedal drive.

Aufgrund der großen Querschnittsabmessungen des Unterrohrs 6 kann dieses auch einen Teil des Motorgehäuses 3 aufnehmen. Mit gestrichelten Linien ist der Verlauf des Motorgehäuses 3 dort angedeutet, wo sich das Motorgehäuse 3 über die Halterung 4 hinaus in das Unterrohr 6 hinein erstreckt. Auf diese Weise kann die Halterung 4 besonders kurz ausgestaltet werden. Die zweite Befestigungsstelle, mit welcher das Motorgehäuse 3 in dem Fahrradrahmen befestigt ist, ist mit 11 gekennzeichnet und befindet sich in dem Unterrohr 6. Auf diese Weise ist das Motorgehäuse nicht ausschließlich in der Halterung 4 befestigt, sondern verbessert die Steifigkeit des Fahrradrahmens 1 dadurch, dass es unterschiedliche Bestandteile des Fahrradrahmens 1 miteinander verbindet, nämlich die Halterung 4 und das Unterrohr 6.Because of the large cross-sectional dimensions of the down tube 6 , it can also accommodate part of the motor housing 3 . The course of the motor housing 3 is indicated with dashed lines where the motor housing 3 extends beyond the mount 4 into the down tube 6 . In this way, the holder 4 can be made particularly short. The second fastening point, with which the motor housing 3 is fastened in the bicycle frame, is marked with 11 and is located in the down tube 6. In this way, the motor housing is not only fastened in the bracket 4, but improves the rigidity of the bicycle frame 1 by that it connects different components of the bicycle frame 1 with each other, namely the bracket 4 and the down tube 6.

BezugszeichenlisteReference List

11: Fahrradrahmenbike frame
22: Tretlagerbottom bracket
33: Motorgehäusemotor housing
44: Halterungbracket
55: Erste BefestigungsstelleFirst attachment point
66: Unterrohrdown tube
77: Sattelrohrseat tube
88th: Kettenstrebechainstay
99: Aussparungrecess
1010: Anschlussconnection
1111: Zweite BefestigungsstelleSecond attachment point

Claims

Bicycle frame (1) with a mount (4) intended to accommodate a drive motor and with a drive motor whose motor housing (3) is partially accommodated in the mount (4), the bicycle frame (1) being a tube or strut configured frame element which adjoins the mount (4), characterized in that the motor housing (3) extends beyond the mount (4) into the frame element.

bike frame claim 1 , characterized in that the motor housing (3) is fixed in the frame member.

bike frame claim 1 or 2 , characterized in that the frame element is designed as a lower tube (6) which runs from a control tube of the bicycle frame (1) to the holder (4).

bike frame claim 1 or 2 , characterized in that the frame element is designed as a saddle tube (7) which is intended for receiving a saddle or a saddle support and runs to the holder (4).

bike frame claim 1 or 2 , characterized in that the frame element is designed as a chain stay (8) which connects to the bracket (4) and runs to the area where the bicycle frame (1) has a mount for a rear wheel.

Bicycle frame according to one of the preceding claims, characterized in that the motor housing (3) extends beyond the mount (4) into two frame elements.

Bicycle, with a bicycle frame (1) according to one of the preceding claims, and with a drive motor, the motor housing (3) of which is partially accommodated in the mount (4) and partially in at least one of the frame elements adjoining the mount (4).