DE4036340A1 - Speichenrad - Google Patents
SpeichenradInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Speichenrad mit einer
Mehrzahl von Speichen, deren eines Ende an einem Flansch
der Radnabe befestigt ist.
Um eine feste Verbindung zwischen der Felge und der Nabe
eines Rades über eine Mehrzahl von Speichen herzustellen,
ist eine relativ hohe Vorspannung der Speichen erforder
lich. Diese sind somit im unbelasteten Zustand des Rades
auf Zug beansprucht. Beim Einsatz derartiger Speichenräder
an Fahrzeugen tritt im jeweils unteren Bereich des Rades
eine Entlastung der Speichen auf. Je stärker das auf der
Nabe lastende Gewicht ist, desto größer ist die Entlastung
im unteren Radbereich und kann sogar bis zu einer Beanspru
chung auf Druck führen. Aufgrund dieser ständigen Bela
stungsänderungen sind an die Verbindung der Speichen mit
der Nabe besondere Anforderungen zu stellen. Die Verbindung
muß einerseits hohe Zugkräfte übertragen können, anderer
seits darf auch bei völliger Entlastung oder bei Druckbean
spruchung der Kraftschluß zwischen Nabe und Speiche nicht
verloren gehen. Für die Speichenräder z. B. von Fahrrädern
ist es gebräuchlich, die Speichen am nabenseitigen Ende mit
einem relativ kleinen Biegeradius um 90° abzuwinkeln und mit
einem Kopf zu versehen. Die Länge des abgewinkelten Endes
der Speiche entspricht etwa der Dicke eines Nabenflansches.
Die Nabe weist am Umfang der Flansche eine der Anzahl der
Speichen entsprechende Zahl von axialen Bohrungen auf. Der
Durchmesser dieser Bohrungen ist etwas größer als der
Durchmesser der Speichen an deren nabenseitigen Ende. Im
zusammengebauten Zustand sind die Speichen durch je eine
Öffnung der Nabenflansche gefädelt, und der verbreiterte
Kopf der Speichen liegt an einer Stirnseite der Flansche
an. Das abgewinkelte Ende durchgreift die Öffnung, und die
Abwinkelung der Speichen beginnt bereits innerhalb der
Flanschbohrungen. Wird nun die Speiche auf Zug belastet, so
wird diese Zugkraft vor allem von der Innenseite der Bie
gung auf den Nabenflansch übertragen, da die Speiche außen
neben dieser Stirnseite des Nabenflansches verläuft. Demge
genüber wirkt durch den an der anderen Stirnseite des Na
benflansches anliegenden Speichenkopf eine zusätzliche,
entgegengesetzt gerichtete Kraft. Im Innenbereich der Bie
gung tritt somit eine gegenüber dem restlichen Bereich der
Speiche erhöhte Beanspruchung auf, was nicht selten zu ei
nem Bruch der Speiche in diesem Bereich führt. Um die
Bruchgefahr der Speichen im Bereich des abgewinkelten Endes
zu vermindern, wird durch Stauchen der Querschnitt der
Speichen in diesem Bereich vergrößert, was einen
zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert.
Infolge dieser Konstruktion von Speichen und Nabe müssen
die Speichen einzeln von Hand montiert werden, was die Her
stellung außerordentlich verteuert.
Deshalb ist auch schon vorgeschlagen worden, anstatt axi
aler Bohrungen im Nabenflansch zur Umfangsseite der Naben
flansche hin offene Nuten vorzusehen, welche an ihrem Grund
breiter sind als im Bereich der umfangsseitigen Öffnung. In
diese Öffnungen können Speichen eingehängt werden, welche
an ihrem nabenseitigen Ende eine kopfartige Verbreiterung
aufweisen, bei denen aber eine Abwinklung nicht mehr erfor
derlich ist. Bei einer derartigen Verbindung tritt jedoch
das Problem auf, daß bei einer völligen Entlastung der
Speiche deren seitlicher Halt im Flansch nicht mehr gewähr
leistet ist. Es sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um
bei einer entlasteten Speiche deren Formschluss zum Naben
flansch sicherzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spei
chenrad der oben bezeichneten Art zu schaffen, bei dem
durch eine günstige Gestaltung der Befestigung der Speichen
an den Nabenflanschen ein Bruch der Speichen in diesem Be
reich ausgeschlossen wird sowie bei Druckbeanspruchung die
formschlüssige Verbindung zwischen Speichen und Nabe ge
währleistet bleibt und ein maschinelles Einspeichen ermög
licht wird.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß zwei Speichen
an ihrem inneren Ende unter Bildung einer Öse oder U-förmi
gen Schleife zu einer Einheit verbunden sind und der
Flansch einen Kranz von etwa achsparallel angeordneten Bol
zen aufweist und um jeden Bolzen eine Ose oder Schleife ge
führt ist. Die Herstellung derartiger Speichen ist höchst
unkompliziert, da am nabenseitigen Ende weder eine Erhöhung
des Querschnitts noch eine kopfartige Verbreiterung anzu
formen ist. Da jeweils zwei Speichen an ein und demselben
Bolzen angreifen, können die Bolzen einen relativ großen
Radius aufweisen, wodurch sich für die Ösen oder Schleifen
ebenfalls ein relativ großer Biegeradius ergibt. Dies hat
den Vorteil, daß auch im Befestigungsbereich der Speichen
an der Nabe in den Speichen keine erhöhten Kräfte auftre
ten. Die Bruchgefahr ist somit erheblich reduziert. Da zwei
derart verbundene Speichen in den meisten Fällen einen re
lativ großen Zwischenwinkel einschließen, befindet sich von
einem Speichenpaar immer mindestens eine Speiche im Zugbe
reich. Dies führt zu einem permanenten Festklemmen der Öse
oder U-förmigen Schleife auf der Nabe. Somit ist ständig
der nötige Formschluß der Speichen gegenüber der Nabe ge
währleistet. Ein Speichenpaar kann auf einfache Weise durch
Biegen der Öse oder U-förmigen Schleife vorgefertigt wer
den. Bei der Montage des Speichenrades werden die Speichen
lediglich mit ihrer Öse oder U-förmigen Schleife an den
Bolzen eingehängt. Dieser unkomplizierte Vorgang ist ohne
weiteres maschinell ausführbar. Die Möglichkeit zur maschi
nellen Einspeichung eines Rades bietet erhebliche wirt
schaftliche Vorteile.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß sich die beiden Spei
chen eines Speichenpaares zwischen der Öse und ihrem äuße
ren Ende überkreuzen. Bei dieser Ausführungsform, bei der
zwischen zwei Speichen eines Speichenpaares ein Öffnungs
winkel vorhanden ist, wird der Bolzen am Nabenflansch um
einen Winkel von 360° umschlungen, wobei die Öse dem Bol
zenschaft auf mehr als 180° formschlüssig anliegt. Diese
Konstruktion sichert eine besonders feste Verbindung zwi
schen Speichen und Nabe. Im Kreuzungspunkt drücken die bei
den Speichen aufgrund ihrer Zugspannung gegeneinander, da
sie nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen können. Wird
eine der beiden Speichen entlastet, wandert die andere auf
grund ihrer Zugspannung zur Ebene kürzester Verbindung zwi
schen Felge und Nabe und damit im Kreuzungspunkt auf die
andere Speiche zu. Auf diese Weise erhöht sich die nötige
Länge der entlasteten Speiche. Somit wird einer völligen
Entlastung einer Speiche entgegengewirkt.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich da
durch aus, daß die beiden Speichen eines Speichenpaares von
der Schleife aus etwa parallel oder divergierend verlaufen.
Diese Ausführungsform hat den Vorzug, daß beide Speichen
eines Speichenpaares in ein und derselben Ebene verlaufen.
Die Schleife ist dabei nicht geschlossen, so daß der Bolzen
nur teilweise umschlungen wird. Die Schleife bildet jedoch,
von jeder Speiche aus gesehen, einen hakenförmigen Ab
schluß, welcher durch die jeweils andere Speiche des Paares
gegen ein Abrutschen von dem Bolzen gesichert ist. Bei der
Ausformung mit divergierend verlaufenden Speichen ist immer
mindestens eine Speiche mit Zugspannung beaufschlagt. Somit
ist ein ständiger Reibungsschluß eines Teils der Schleife
mit dem Bolzen gewährleistet. Aus diesem Grund ist eine
weitere Maßnahme zur Sicherung der formschlüssigen Verbin
dung zwischen Speichen und Nabe überflüssig. Bei der Aus
führungsform mit etwa parallel verlaufenden Speichen eines
Speichenpaares werden diese zwar gleichzeitig entlastet. Da
insbesondere bei Fahrrädern die Speichen in der Mitte des
Felgenquerschnitts angreifen, an der Nabe jedoch an dem
stirnseitigen Flansch befestigt sind, verlaufen die Spei
chen entlang der Mantelfläche eines sehr stumpfen Kegels.
Wenn die Bolzenlänge ausreichend bemessen ist, kann auch
die Schleife eines beidseitig völlig entlasteten Speichen
paares nicht von den Bolzen abrutschen, da sich bei auf dem
Bolzen nach außen rutschender Schleife der Abstand zwischen
Bolzen und Felge erhöht.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß die Bolzen einen zylindrischen Schaft und einen quer
schnittlich erweiterten Kopf aufweisen. Der verbreiterte
Bolzenkopf bildet einen äußeren Anschlag für die Öse zweier
sich überkreuzender Speichen. Neben einer zusätzlichen Si
cherung der Ösen vor einem Abrutschen von dem Bolzen wäh
rend des Betriebs ist diese Ausgestaltung vor allem beim
Einspeichen des Rades vorteilhaft, wo das Abrutschen noch
nicht mit der Felge verbundener Speichen verhindert wird.
Die gleiche Wirkung erzielt eine andere Ausführungsform,
bei der die Bolzen an ihrem Schaft eine Einkehlung aufwei
sen. Auch hier besteht keine Gefahr des Abrutschens einer
Doppelspeiche vom Bolzen bei der Montage und im Gebrauch.
Eine besonders zur Aufnahme der U-förmigen Schleife einer
Doppelspeiche geeignete Ausführungsform eines Nabenflan
sches zeichnet sich dadurch aus, daß die Stirnseite des
Flansches der Form der Schleife entsprechende vertiefte
Rinnen aufweist und die von den Rinnen umgebenen Bolzen in
der Ebene der Stirnfläche enden und die Rinnen durch eine
an der Nabe befestigte Ringscheibe abgedeckt sind. Eine
derartige Ausgestaltung erleichtert das Einspeichen bei
Verwendung von Doppelspeichen mit einer U-förmigen
Schleife. Diese werden maschinell in den mit Rinnen verse
henen Flansch eingelegt und sind nach Befestigung der Ab
deckscheibe vor einem Herausfallen gesichert.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß der
Umschlingungswinkel der U-förmigen Schleife wenigstens 180°
beträgt und die U-Schenkel über eine der Biegung der
Schleife entgegengerichtete Biegung in die Speichen überge
hen. Diese Ausführungsform führt zu einer günstigen form
schlüssigen Verbindung zwischen der U-förmigen Schleife der
Doppelspeichen und dem Nabenflansch. Die Hakenform der Ver
bindung ist ausgeprägt. Bei der Entlastung einer Speiche im
Druckbereich kann wegen der der Schleife entgegengerichte
ten Biegung dieses U-Schenkels und wegen der mit dem Spei
chendurchmesser etwa übereinstimmenden Breite der vertief
ten Rinne kein Verschieben der Schleife in der Rinne auf
treten. Darüberhinaus ist die Form des Flansches vom Öff
nungswinkel der Speichen unabhängig, so daß die Lagerhal
tung wesentlich vereinfacht wird. Dies ist vor allem des
halb wichtig, weil bei Fahrrädern zur Gewichtsersparnis das
nicht angetriebene Vorderrad mit parallel verlaufenden
Speichen versehen sein kann, wogegen die Speichen am ange
triebenen Hinterrad einen Öffnungswinkel einschließen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zei
gen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Nabe mit
Speichen;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in
Fig. 1 bei einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4 denselben Querschnitt bei einer anderen Ausfüh
rungsform,
Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht,
jedoch bei einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in
Fig. 5.
Fig. 1 zeigt eine Nabe 1, an deren Enden je ein Naben
flansch 2 befestigt ist. Jeder Nabenflansch 2 weist eine
innere Stirnfläche 3, eine äußere Stirnseite 4 und einen
Umfangsrand 5 auf. Bei der in den Fig. 1 bis 4 darge
stellten ersten Ausführungsform befinden sich an den Außen
seiten 4 der Flansche 2 gleichmäßig über den Umfang ver
teilte, achsparallele Bolzen 6. Diese dienen der Befesti
gung je einer Doppelspeiche 7. Jede Doppelspeiche 7 besteht
aus zwei miteinander verbundenen Speichen 8, welche einen
Zwischenwinkel 9 miteinander einschließen. Die beiden Spei
chen 8 sind bei dieser Ausführungsform über eine Öse 10
miteinander verbunden. Die Öse 10 liegt der Mantelfläche 11
eines Bolzens 6 formschlüssig an. Die Doppelspeiche 7 weist
in gewissem Umfang elastische Eigenschaften auf. Dadurch
läßt sich der Öffnungswinkel 9 durch Zusammenpressen der
Einzelspeichen 8 entsprechend der Pfeilrichtung 12 verrin
gern. Bei dieser Verformung vergrößert sich gleichzeitig
der lichte Durchmesser der Öse 10, welche in diesem Zustand
mühelos auf einen Bolzen 6 geschoben werden kann, wie dies
der Pfeil 13 andeutet. Nach Loslassen der Schenkel der
Doppelspeiche 7 federn diese auseinander, wodurch sich die
lichte Öffnung der Öse 10 verringert und die Öse 10 an die
Mantelfläche 11 des Bolzens 6 gepreßt wird. Da im normalen
Zustand beide Speichen 8 einer Doppelspeiche 7 sich unter
Zugspannung befinden, wird die Öse 10 um die Mantelfläche
11 eines Bolzens 6 regelrecht zugezogen. Aufgrund der
Haftreibung der dem Bolzen 6 auf mehr als 180°
formschlüssig anliegenden Öse 10 wird diese auch von einer
Speiche 8 zugezogen, wenn die andere Speiche 8 derselben
Doppelspeiche 7 gerade entlastet ist. Aufgrund des
natürlichen Öffnungswinkels 9, welcher im allgemeinen,
zumindest aber bei angetriebenen Rädern, vorhanden ist,
kann sich nur eine der beiden Speichen 8 einer
Doppelspeiche 7 gleichzeitig im entlasteten Zustand
befinden. Somit ist eine ständige feste Verbindung der Öse
10 mit dem Bolzen 6 gewährleistet.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, kann der Öffnungswinkel 9,
welchen die Speichen 8 einer Doppelspeiche 7 miteinander
einschließen, unterschiedlich groß sein und den besonderen
Anforderungen angepaßt werden. Bei dieser Ausführungsform
ist jedoch ein möglichst großer Öffnungswinkel 9 zu bevor
zugen, weil dann zum einen die Öse 10 der Mantelfläche 11
des Bolzens 6 in einem möglichst großen Bereich anliegt und
andererseits sichergestellt ist, daß immer nur eine der
beiden Speichen 8 eines Speichenpaares 7 entlastet sein
kann.
Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer ersten Ausfüh
rungsform eines Bolzens 6. Dieser weist einen zylindrischen
Schaft 14 und einen querschnittlich erweiterten Kopf 15
auf. Um die Öse 10 einer Doppelspeiche 7 am Schaft 14 eines
Bolzens 6 einzuhängen, ist eine relativ große Verformung 12
nötig, um die Öse 10 über den querschnittlich erweiterten
Kopf schieben zu können. Aufgrund der Klemmkraft der Dop
pelspeiche 7 ist ein unerwünschtes Herabrutschen der Öse 10
vom Schaft 14 eines Bolzens 6 ausgeschlossen. Diese Tatsa
che ist vor allem beim maschinellen Einspeichen wichtig.
Eine zweite Ausführungsform eines Bolzens 6 zeigt die Fig.
4. Dessen Mantelfläche 11 weist eine Einkehlung 16 auf.
Diese Ausgestaltung dient demselben Zweck wie die in Fig.
3 dargestellte Ausführungsform.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigen die Fig.
5 und 6. Hier sind die Bolzen 6 an der Außenseite 4 des
Nabenflansches 2 durch U-förmige, in die Stirnseite 4 ein
gearbeitete, rinnenförmige Vertiefungen 17 gebildet. Die
Breite und Tiefe der Rinnen 17 entspricht etwa dem Durch
messer einer Doppelspeiche 7. Jede dieser U-förmig ausgear
beiteten Rinnen 17 dient zur Aufnahme des nabenseitigen En
des einer Doppelspeiche 7. Hierbei überkreuzen sich die
beiden Speichen 8 einer Doppelspeiche 7 nicht, sondern for
men eine nicht geschlossene, U-förmige Schleife 18. Die
beiden Speichen 8 einer Doppelspeiche 7 nach dieser zweiten
Ausführungsform können entweder parallel zueinander verlau
fen oder auch einen Öffnungswinkel 9 miteinander ein
schließen. In diesem letzteren Fall schließt sich an den U-
förmigen Teil der Schleife 18 je eine entgegengesetzt ge
richtete Biegung 19 an.
Fig. 6 zeigt eine rinnenförmige Vertiefung 17 im Quer
schnitt. Zur Sicherung der Doppelspeiche 7 vor einem Her
ausrutschen aus der Vertiefung 17 ist an der äußeren Stirn
fläche 4 des Nabenflansches 2 eine ringförmige Abdeck
scheibe 20 vorgesehen.
Claims (7)
1. Speichenrad mit einer Mehrzahl von Speichen, deren
eines Ende an einem Flansch der Radnabe befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Speichen (8) an
ihrem inneren Ende unter Bildung einer Öse (10) oder
U-förmigen Schleife (18) zu einer Einheit (7) verbun
den sind und der Flansch (2) einen Kranz von etwa
achsparallel angeordneten Bolzen (6) aufweist und um
jeden Bolzen eine Öse (10) oder Schleife (18) ge
führt ist.
2. Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die beiden Speichen (8) eines Speichenpaares
(7) zwischen der Öse (10) und ihrem äußeren Ende
überkreuzen.
3. Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Speichen (8) eines Speichenpaares (7)
von der Schleife (18) aus etwa parallel oder diver
gierend verlaufen.
4. Speichenrad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (6) einen
zylindrischen Schaft (14) und einen querschnittlich
erweiterten Kopf (15) aufweisen.
5. Speichenrad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (16) an ih
rem Schaft eine Einkehlung (16) aufweisen.
6. Speichenrad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (4) des
Flansches (2) der Form der Schleife (18) entspre
chende vertiefte Rinnen (17) aufweist und die von den
Rinnen (17) umgebenen Bolzen (6) in der Ebene der
Stirnfläche (4) enden und die Rinnen (17) durch eine
an der Nabe (1) befestigte Ringscheibe (20) abgedeckt
sind.
7. Speichenrad nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3
oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlin
gungswinkel der U-förmigen Schleife (18) wenigstens
180° beträgt und die U-Schenkel über eine der Biegung
der Schleife (18) entgegengerichtete Biegung (19) in
die Speichen (8) übergehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904036340 DE4036340A1 (de) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Speichenrad |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904036340 DE4036340A1 (de) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Speichenrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4036340A1 true DE4036340A1 (de) | 1992-05-21 |
Family
ID=6418278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904036340 Withdrawn DE4036340A1 (de) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | Speichenrad |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |