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Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für ein Zweirad, insbesondere für ein Fahrrad, und ein solches Zweirad.
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Unter einem Zweirad ist ein Fahrzeug mit zwei Rädern zu verstehen, bei dem die beiden Räder typischerweise in einer Spur hintereinander laufen. Zweiräder können durch Muskelkraft, potentielle Energie beim Abwärtsfahren und/oder Motoren angetrieben werden. Fahrräder werden in der Regel durch Muskelkraft angetrieben, wobei sogenannte Elektrofahrzeuge (E-Bike) über einen Hilfsmotor zur Unterstützung verfügen. Hierin werden solche Elektrofahrzeuge ebenfalls als Fahrräder verstanden.
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Im Folgenden wird insbesondere auf Fahrräder eingegangen, ohne dass dies eine Beschränkung auf diese besondere Art eines Zweirads darstellen soll.
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Fahrräder verfügen in der Regel über eine aktive Beleuchtung, die typischerweise Frontstrahler und Rückleuchten umfasst. Der Frontstrahler ist hauptsächlich dafür vorgesehen, dem Fahrer den Weg so zu beleuchten, dass dieser einen bestimmten Bereich der Umgebung im Dunkeln erfassen kann. Weiterhin sorgt der Frontstrahler dafür, dass der Radfahrer von anderen Verkehrsteilnehmern gesehen wird, wenn er auf diese zukommt. Die Rückleuchte soll den Fahrer im Dunkeln sichtbar machen, insbesondere für andere Verkehrsteilnehmer, die sich von hinten nähern.
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Eine passive Beleuchtung umfasst typischerweise Reflektoren, die die Sichtbarkeit des Radfahrers nach vorne, hinten und zur Seite erhöhen sollen. Dabei ist allerdings zu beachten, dass Reflektoren nur leuchten, wenn sie von einer anderen Lichtquelle angestrahlt werden. Deshalb werden Reflektoren auch als passiv bezeichnet.
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Somit wird ein Radfahrer von der Seite nur sichtbar, wenn er angestrahlt wird. Dafür sollen insbesondere die Reflektoren in den Laufrädern, die auch als Katzenaugen bezeichnet werden, sorgen. Allerdings sind an vielen Fahrrädern solche Reflektoren nicht vorhanden oder defekt. Deshalb ist die Sichtbarkeit in vielen Fällen nicht ausreichend und es kommt zu folgenschweren Unfällen.
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Aktive Beleuchtungen werden entweder von Batterien oder über einen Dynamo versorgt. In beiden Fällen besteht ein gewisses Risiko, dass diese im Bedarfsfall nicht einsatzfähig sind. Es können entweder die Batterien entladen sein oder es können beim Dynamo Beschädigungen an und in den Leuchten oder im Kabel vorliegen, da beide Komponenten sich an exponierten Stellen befinden. Weiterhin kann auch das Kabel, das außerhalb des Rahmens verläuft, durchgescheuert sein.
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Beleuchtungen, die im Rahmen integriert sind, erfordern eine spezielle Rahmenbauweise und werden aus Kostengründen nur selten umgesetzt. Reflektoren sind zuweilen nur in den Pedalen als separate Bauteile vorhanden, jedoch können auch diese beschädigt sein. Am Rahmen direkt sind in der Regel keine Reflektoren oder Beleuchtungen angebracht, was optische Gründe haben kann.
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Weiterhin ist der Einsatz neuartiger Lacke bekannt, die mikroskopische reflektierende Partikel enthalten, die die Sichtbarkeit erhöhen sollen. Darüber hinaus sind reflektierende Aufkleber verfügbar.
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Vor diesem Hintergrund werden ein Strukturbauteil für ein Zweirad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Zweirad gemäß Anspruch 18 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
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Das vorgestellte Strukturbauteil ist für ein Zweirad vorgesehen und weist einen Hohlkörper und mindestens ein Leuchtmittel auf, wobei das mindestens eine Leuchtmittel zumindest abschnittsweise in dem Hohlkörper aufgenommen ist.
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Unter einem Strukturbauteil wird grundsätzlich ein Bauteil verstanden, das zur tragenden Struktur eines technischen Produkts, in diesem Fall des Zweirads, gehört. Als Strukturbauteil eines Zweirads wird hierin eine Komponente des Rahmens, des Lenkers, der Antriebseinheit, der Lenkerstütze, der Sattelstütze, des Sattels, der Pedale oder eines anderen wesentlichen Bauteils des Zweirads verstanden.
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Der Hohlkörper besteht bspw. aus einem transluzenten Material, was sich insbesondere für die hierin vorgestellte Anwendung als vorteilhaft erweist, da auf diese Weise eine gute Sichtbarkeit gewährleistet ist.
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In einer Ausführungsform ist wenigstens eines des mindestens einen Leuchtmittels vollständig von dem Hohlkörper umgeben. Auf diese Weise ist das wenigstens eine Leuchtmittel vor Umwelteinflüssen geschützt.
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Weiterhin kann das Strukturbauteil für ein Fahrrad eingerichtet sein. Es kann sich hierbei auch um ein sogenanntes E-Bike handeln.
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Außerdem kann das wenigstens eine Leuchtmittel von dem mindestens einen Leuchtmittel ausgewählt sein aus einer Gruppe, die besteht aus: Leuchtdiode, organische Leuchtdiode, Chip-on-Board Leuchtdiode.
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In einer Ausführungsform ist der Hohlkörper aus einem Kunststoff, bspw. einem thermoplastischen Kunststoff, gefertigt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Hohlkörper mittels eines Spritzgussprozesses gefertigt. Auf diese Weise können unterschiedlich geformte Bauteile mit komplexen Formen hergestellt werden.
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Elektrische Bauteile zum Ansteuern des mindestens einen Leuchtmittels können ebenfalls zumindest zum Teil in dem Hohlkörper aufgenommen sein.
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Außerdem kann ein Energiespeicher zum Betreiben des mindestens einen Leuchtmittels zumindest abschnittsweise in dem Hohlkörper aufgenommen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Energiewandler zum Betreiben des mindestens einen Leuchtmittels zumindest abschnittsweise in dem Hohlkörper aufgenommen.
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Als Energiewandler kann eine Solarzelle vorgesehen sein. Dieser Energiewandler kann mit einem Energiespeicher gekoppelt sein, so dass von der Solarzelle bereitgestellte elektrische Energie gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann.
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Dem mindestens einen Leuchtmittel kann ein Dynamo zugeordnet sein. Dieser Dynamo kann die von einem Fahrer bereitgestellte kinetische Energie in elektrische Energie wandeln.
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Weiterhin kann dem mindestens einen Leuchtmittel eine zentrale Steuerung zugeordnet sein. Diese kann ebenfalls innerhalb eines Hohlkörpers bzw. innerhalb eines Strukturbauteils angeordnet sein.
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Außerdem kann die Innenoberfläche und/oder die Außenoberfläche des Hohlkörpers zumindest abschnittsweise glatt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Innenoberfläche und/oder die Außenoberfläche des Hohlkörpers zumindest abschnittsweise rau.
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Es kann somit auch die Innenoberfläche zumindest abschnittsweise rau sein und die Außenfläche zumindest abschnittsweise glatt sein und umgekehrt.
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In einer Ausführungsform ist in dem Hohlkörper ein Einleger und/oder ein Aufkleber vorgesehen.
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Es wird somit in Ausgestaltung ein in sich leuchtendes Fahrradbauteil, bspw. Rahmen, Gabel, Cockpit, Laufräder usw., vorgestellt, das vergleichbar einer matten Glühbirne die Sicherheit im Verkehr wesentlich erhöhen kann. Es handelt sich hierbei um eine großflächige und rundum gut sichtbare Leuchtquelle. Dies wird dadurch ermöglicht, dass das vorgestellte Bauteil in Ausgestaltung aus mindestens einem transluzenten Material besteht und mindestens einen Hohlkörper umfasst, in dem sich eine Lichtquelle befindet. Dieser Leuchtkörper kann funktionelle und strukturelle Aufgaben wie ein herkömmliches Fahrradbauteil übernehmen.
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Das vorgestellte Bauteil hat, zumindest in einigen der Ausführungsformen eine Reihe von Vorteilen:
- - maximale Sichtbarkeit in alle Richtungen
- - Lichtelemente sind sicher im Rahmen verstaut
- - keine Störkontur für den Fahrer
- - auch für Fußgänger ohne aktive Beleuchtung sichtbar
- - Lichtabstrahlung ist unabhängig von Festigkeitsanforderungen
- - Kerben oder Ausschnitte sind zur Durchführung nicht erforderlich
- - diebstahlsicher, da im Rahmen angeordnet
- - funktionsintegriertes Bauteil
- - geringerer Montageaufwand
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Da das ganze Bauteil als Leuchtkörper fungiert, ist ein Ausfall dieser Beleuchtung unwahrscheinlich. Befindet sich die gesamte Elektrik ebenfalls innerhalb des Bauteils, ist auch diese gut geschützt.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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- 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform des vorgestellten Strukturbauteils.
- 2 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des vorgestellten Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in einer schematischen, stark vereinfachten Darstellung eine Ausführungsform des vorgestellten Strukturbauteils, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Dieses Strukturbauteil 10 weist einen Hohlkörper 12 auf, der bspw. mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wurde. In dem Hohlkörper 12 und von diesem vollständig umschlossen ist ein Leuchtmittel 14 angeordnet. Weiterhin sind ein Aufkleber 16 und ein Einleger 18 vorgesehen.
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2 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen des vorgestellten Strukturbauteils. In einem ersten Schritt 50 wird mittels Spritzgießens ein Bauteil erzeugt. Der erforderliche Hohlraum wird dann bspw. entweder über einen sogenannten Schieber oder über ein Wasserinjektionsverfahren erzeugt. Danach wird in einem Schritt 52 ein Leuchtmittel in dem Hohlraum montiert und angeschlossen. In einem abschließenden Schritt 54 erfolgt eine Behandlung der Oberfläche des Hohlkörpers.
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Im Spritzgussverfahren kann ein farbloses Polymer-Granulat mit oder ohne Zugabe von Glasfasern oder Glaspartikeln eingesetzt werden. Damit wird ein transluzentes Bauteil erzeugt. Es können aber auch andere Materialien, die nicht glasbasiert sind, verwendet werden, mit denen ebenfalls ein transluzentes Bauteil erzeugt werden kann.
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Hohlkörper oder Hohlprofile können mit Kernen oder Schiebern im Spritzgussverfahren erzeugt werden. Unter Verwendung von Wasser- oder Gasinnendruck-Technologien, wie bspw. Wasserinjektionstechnik (WIT), Gasinjektionstechnik (GIT), Projektilinjektionstechnik (PIT), können sogar komplexe Hohlgeometrien erzeugt werden.
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Als Leuchtmittel können unterschiedliche Systeme zum Einsatz kommen. Zur Erleuchtung eines ganzen Rahmens kann bspw. eine LED (Leuchtdiode), COB-LED (Chip-on Board LED) oder OLED-Leuchtband (OLED: organische Leuchtdiode) oder eine ähnliche Einrichtung in den Rahmenprofilen verlegt werden, das über eine Batterie, einen Akku, einen Piezogenerator oder einen Dynamo gespeist wird. Es können auch umspritzte Solarzellen mit Akkuspeicher verwendet werden.
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Die Leuchtmittel können mit dem Rahmen als Kette, Stab oder Klebestreifen kostengünstig montiert werden, bevorzugt jedoch umspritzt werden. Als Befestigung können Klemm-, Rast-, Schraub- oder Nietverbindungen verwendet werden. Beim Verkleben auf der LED-Strahlseite ist darauf zu achten, dass alle Werkstoffe einen ähnlichen Brechungsindex und jeweils eine glatte Oberfläche haben. Bei Anwendung einer Rot-Grün-Blau-LED lässt sich fast jeder Farbton in beliebiger Dauer und Reihenfolge pro Einzeldiode programmieren. So kann das Bauteil bzw. Fahrrad Leuchtsignale oder Leuchtzeichen zur Kommunikation mit Personen erzeugen, wie bspw. rot-gelbe Warnsymbole, Pfeile, Herzen usw.
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Weiterhin ist zu beachten, dass thermoplastische Kunststoffe mit Transluzenz durch Beigabe von Pigmenten und Additiven die Leuchtkraft beeinflussen, und zwar in der Farbe, in der Nachtleuchtdauer, in der Leuchtkraft und/oder in der Farbkraft. Entsprechende Unterschiede in der Tag- und Nacht-Anmutung sind ebenfalls erreichbar.
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Weiterhin können Einleger zur Abschattung oder Lichtleitung gezielt in den Rahmen eingebracht werden. Somit kann die Lichtverteilung gezielt gesteuert werden, nicht nur von den eingebrachten Leuchtmitteln.
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Somit lassen sich bspw. Logos mit Hinterleuchtung im Rahmeninneren mit 3D-Effekten realisieren. Mit Aufklebern auf der Oberfläche innen oder außen kann das Lichtdesign durch Variation des Leuchtergebnisses stilistisch gestaltet werden.
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Außerdem lässt sich die Leuchtkraft bzw. Lichtstreuung durch die Oberfläche des Fahrradbauteils beeinflussen. Eine hochpolierte Spritzgusswerkzeug-Oberfläche ergibt einen gerichteten Lichtkegel, während eine Narbstruktur zu einem Streulichteffekt führt. Somit lassen sich mit Kombination der verschiedenen vorstehend genannten Einflussmöglichkeiten zahlreiche Designeffekte erzielen.
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Die Ansteuerung der Leuchtmittel kann separat oder in vorhandenen Steuergeräten erfolgen, wie z. B. über die Steuerungselektronik des Unterstützungsmotors oder die elektrische Kettenschaltung bzw. im verbundenen Smartphone. Mögliche Materialien des Fahrradbauteile sind z. B. Polyefine, ABS, PET, Polyamid, COC, SAN, PC, Silikon, Poyerethan oder PMMA mit einem Glasfaseranteil von 0 bis 80 %, bevorzugt 20 bis 65 % mit einem Transluzenzwert größer als 5 %, bevorzugt 60 bis 99 %.
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Ein Akku kann sich vollintegriert im Rahmen befinden und mittels Induktion oder Steckverbindung aufgeladen werden.