DE4137662A1 - Spoked wheel with nipples in rim - has exchange of damaged nipples facilitated by using double-threaded nipples - Google Patents
Spoked wheel with nipples in rim - has exchange of damaged nipples facilitated by using double-threaded nipplesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Speichenrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a spoke wheel according to the Preamble of claim 1.
Bislang ist es bei Speichenrädern unumgänglich, daß die Nippellöcher die Felge vollständig durchdringen, um die Nippel von radial außen nach radial innen in die Felgenlöcher einbringen zu können.So far it has been inevitable with spoke wheels that the Nipple holes penetrate the rim completely to the Nipples from radially outside to radially inside into the To be able to introduce rim holes.
Diese Montagerichtung der Nippel hat den Nachteil, daß dann, wenn einer der Nippel überdreht worden ist oder eine Speiche an ihrem Gewindeanfang abgerissen ist, so daß der Speichenrest nicht mehr aus dem Nippel herausgedreht werden kann, erst die gesamte Bereifung, also Luftreifen, Schlauch und Felgenschutzband entfernt werden müssen, um den Nippel zu ersetzen und anschließend wieder aufgebracht werden müssen. Diese Prozedur ist sehr aufwendig, was dazu führt, daß die Speichen-Nippel-Felgen-Verbindung zumindest bei Fahrrädern für den alltäglichen Gebrauch mit erheblichen Sicherheitsreserven ausgelegt werden muß mit den einhergehenden Nachteilen wie verringerter Radeinfederung im Speichenkranz, höherem Gewicht und höherem Luftwiderstand. This mounting direction of the nipple has the disadvantage that then when one of the nipples has been turned over or one Spoke is torn at the beginning of its thread, so that the Spoke remnants no longer unscrewed from the nipple only the entire tires, i.e. pneumatic tires, Inner tube and rim protection tape must be removed in order to to replace the nipple and then reapplied Need to become. This procedure is very expensive, what to do with it leads that the spoke-nipple-rim connection at least for bicycles for everyday use considerable security reserves must be designed with the associated disadvantages such as reduced Wheel deflection in the spoke rim, higher weight and higher air resistance.
Ein gewisser Ausgleich dieser Nachteile ist zwar in der Form bekannt, daß die Speichen zwischen radial äußerem (dick ausgeführtem) Gewinde und der radial inneren Befestigungsstelle eingeschnürt werden, jedoch verteuert diese örtliche Durchmesserverringerung die Speiche auf etwa das Vierfache.A certain compensation for these disadvantages is in the Form known that the spokes between radially outer (thickly executed) thread and the radially inner Attachment point are constricted, but more expensive this local diameter reduction on the spoke about four times.
Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is to overcome the disadvantages described to avoid.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Zweckmäßige Weiterbildungen finden sich in den Ansprüchen 2, 3 und 12. Die Erfindung erfordert neuartige Felgen, wie sie im Anspruch 4 und dessen Weiterbildungen in den Ansprüchen 5 und 9 beschrieben sind, die zweckmäßigerweise entsprechend den Verfahrensansprüchen 6 bis 8 hergestellt werden. Weiterhin erfordert die Erfindung neuartige Nippel, wie sie im Anspruch 10 und 11 beschrieben sind.The object is achieved by the Characteristic features of claim 1. Appropriate Further developments can be found in claims 2, 3 and 12. The invention requires novel rims, as in Claim 4 and its further developments in claims 5 and 9 are described, which suitably correspond the process claims 6 to 8 are produced. Furthermore, the invention requires novel nipples, such as they are described in claims 10 and 11.
Kern der Erfindung ist der, daß die bislang gebräuchliche Verbindung zwischen Nippel und Felge, die aus einem Nippelkragen und einem glatten Felgenloch besteht, wobei der Nippelkragen einen größeren Außendurchmesser als die Felgenlöcher einen Innendurchmesser aufweisen, ersetzt wird durch eine weitere Gewindepaarung. The essence of the invention is that the previously used Connection between nipple and rim, which from one There is a nipple collar and a smooth rim hole the nipple collar has a larger outer diameter than that Rim holes have an inner diameter, replaced is by another thread pairing.
Dem Auffinden dieser unkomplizierten Lösung standen zwei
Gesichtspunkte entgegen:
Erstens hielt man eine zweite Gewindepaarung in der
Felgen-Nippel-Speichenverbindung für überflüssig, weil
bereits eine Gewindepaarung die nötige Einstellbarkeit der
Speichenvorspannung ermöglicht, somit die zweite Gewinde
paarung also nur unnötiges Geld kostet. Nach Abstraktion
dieses Argumentes läßt sich dies so ausdrücken, daß zwar
sowohl eine kraftübertragende Verbindung Felge/Nippel als
auch eine Nippel/Speiche erforderlich ist, aber nur eine
beider Verbindungen darüberhinausgehend auch eine
Einstellbarkeit aufweisen muß.There were two aspects to finding this uncomplicated solution:
First, a second thread pairing in the rim-nipple-spoke connection was considered superfluous, because a thread pairing already allows the necessary adjustability of the spoke preload, so the second thread pairing therefore only costs unnecessary money. After abstracting this argument, this can be expressed in such a way that both a force-transmitting connection rim / nipple and a nipple / spoke are required, but only one of the two connections must also be adjustable.
Aber selbst mit dieser Abstraktion, die erst aus der Rückschau auf die Erfindung möglich ist, kann nicht auf die erfindungsgemäße Lösung geschlossen werden sondern nur auf eine, bei der zwar ein Nippelaußengewinde mit einem Felgeninnengewinde zusammenwirkt, was Kraftübertragung und Einstellbarkeit gewährleistet, jedoch die Verbindung Nippel/Speiche so ausgeführt ist, daß an der Speiche - ähnlich der Verbindung an ihrem radial inneren Ende zum Nabenflansch - ein Kragen angestaucht wird, der sich gegenüber einer Verjüngung des Nippelloches an seinem radial inneren (Einbauposition bezogen auf komplett gefügtes Speichenrad) Ende abstützt. Die Verjüngung würde in den Nippel nach Einführung der Speiche gestaucht werden müssen; dann aber kann die Speiche nicht mehr durch den Felgenflansch gezogen werden. But even with this abstraction that only comes from the Looking back at the invention is possible, can not the solution according to the invention are closed but only to one with a male nipple thread with a Rim internal thread interacts what power transmission and Adjustability guaranteed, but the connection Nipple / spoke is designed so that on the spoke - similar to the connection at its radially inner end to the Hub flange - a collar that is upset against a tapering of the nipple hole on his radially inner (installation position related to complete joined spoke wheel) supports the end. The rejuvenation would into the nipple after inserting the spoke have to; but then the spoke can no longer pass through the Rim flange are pulled.
Als zweites Hindernis erschien, daß aufgrund der Dünn wandigkeit der Felge keine ausreichende Gewindelänge möglich sei; es wurde also eine unzureichende Festigkeit des Felgeninnengewindes befürchtet. Dies Argument galt umso mehr, als daß bei Aluminiumfelgen schon bei der bekannten Nippellochausführung ohne schwächendes Gewinde eine Verstärkung durch tassenähnliche Verstärkungen aus Stahlblech üblich ist.The second obstacle appeared that due to the thin Wall rims not sufficient thread length is possible; it became insufficient strength fear of the internal thread of the rim. That argument was true all the more so that with aluminum rims the known nipple hole design without weakening thread reinforcement by cup-like reinforcements Steel sheet is common.
Der Erfinder überwand das Vorurteil, daß nur eine Gewindepaarung in der Felgen-Nippel-Speichen-Verbindung sinnvoll ist und erkannte, daß aufgrund des mindestens doppelt so großen Durchmessers des Nippelaußengewindes gegenüber dem Nippelinnengewinde eine entsprechend kürzere Gewindelänge ausreichen muß.The inventor overcame the prejudice that only one Thread pairing in the rim-nipple-spoke connection is sensible and recognized that due to the at least twice the diameter of the male nipple thread a correspondingly shorter one compared to the nipple internal thread Thread length must be sufficient.
Das zweite Hindernis wird noch perfekter aus dem Weg geräumt mit der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, wonach die ausrißgefährdeten Felgenlöcher nicht wie bislang durch Stanzen oder Bohren, also unter Materialverlust, hergestellt werden sondern - zumindest im wesentlichen - durch plastische Verformung. Hierdurch ergibt sich im Bereich der Nippellöcher eine Verdickung, was zu größerer Länge des Innengewindes führt und überdies zu einem belastungsgerechteren Verlauf der metallurgischen Gefügegrenzen führt. Die durch Kaltverformung erzielte Festigkeitserhöhung wirkt sich bei Aluminiumfelgen besonders stark aus.The second obstacle gets even more perfect out of the way cleared with the advantageous development of the invention, after which the rim holes prone to tearing do not like so far by punching or drilling, i.e. under Material loss, are produced but - at least in essential - through plastic deformation. Hereby there is a thickening in the area of the nipple holes, which leads to greater length of the internal thread and moreover to a load-oriented course of the metallurgical Structural boundaries leads. The one achieved by cold working Strength increase affects aluminum rims particularly strong.
Um eine günstige Lastaufteilung auf die Gewindegänge der Felge zu erzielen, empfiehlt es sich, bei Fertigung der Nippel aus steiferem Material als der Felge, am radial inneren Ende des Nippelaußengewindes eine Entlastungskerbe vorzusehen. Auf diese Weise wird der erste tragende Gewindegang entlastet. To achieve a favorable load distribution on the threads of the To achieve the rim, it is recommended to manufacture the Nipple made of stiffer material than the rim, on the radial inner end of the male nipple a relief notch to provide. In this way, the first becomes pregnant Relieved thread.
Die Summe der für einen ausreichend großen Einstellbereich der Speichenvorspannung erforderlichen Gewindelängen, die zu den aus Festigkeitsgründen erforderlichen Gewindelängen an zumindest einem der jeweiligen zu verschraubenden Teile hinzuzufügen ist, ist minimal, wenn die beiden Nippel gewinde entgegengesetzt orientiert sind. Weiterhin wird mit dieser Maßnahme die Anzahl der erforderlichen Nippel umdrehungen beim Speichenspannen minimiert. In dieser Beziehung wirkt die erfindungsgemäße Felgen-Speichen- Verbindung wie eine konventionelle mit erhöhter Gewinde steigung, jedoch ohne Beeinträchtigung der Selbsthemmung.The sum of the for a sufficiently large setting range the spoke length required thread lengths to the thread lengths required for strength reasons on at least one of the respective parts to be screwed is minimal when adding the two nipples threads are oriented in opposite directions. Will continue with this measure the number of nipples required turns during spoke tensioning minimized. In this Relationship acts the rim-spoke Connection like a conventional with increased thread incline, but without impairing self-locking.
Wird die Felge als Hohlkammerfelge ausgeführt, die einen inneren und einen äußeren Flansch aufweist, so durchsetzen zweckmäßigerweise die Nippellöcher nur den inneren Flansch. Hiermit wird ein weiterer Nachteil der üblichen Felgen-Nippel-Speichenverbindung überwunden, der darin liegt, daß der unvermeidliche Durchbruch des Felgenbettes eine Undichtigkeitsstelle darstellt, so daß solche Speichenräder nur mit Schlauch gefahren werden konnten. Dadurch, daß gemäß der Weiterbildung der Erfindung der radial äußere Felgenflansch ununterbrochen ist, kann sowohl auf ein Felgenband als auch einen Schlauch verzichtet werden. Hierdurch wird das Radgewicht verringert und überdies ist von LKW- und PKW-Reifen her bekannt, daß sie in schlauchloser Ausführung einen geringeren Rollwiderstand aufweisen.If the rim is designed as a double-walled rim, the one has inner and an outer flange, so enforce expediently the nipple holes only the inner Flange. This is another disadvantage of the usual Rim-nipple-spoke connection overcome, the one in it lies that the inevitable breakthrough of the rim well represents a leak, so that such Wire wheels could only be driven with a hose. The fact that according to the development of the invention radially outer rim flange is uninterrupted, can both on a rim tape and a tube to be dispensed with. This will make the wheel weight reduced and moreover from truck and car tires known that they have a tubeless version have lower rolling resistance.
Bei Anfertigung erfindungsgemäßer Felgen, insbesondere beim Ausbilden der Löcher und beim Rollen der Innengewinde darin, ist auf eine genaue Ausrichtung der Loch- bzw. Gewindeachse auf den Speichenverlauf am fertigen Speichenrad zu achten, weil gemäß der Erfindung die Nippel nahezu keine Möglichkeit mehr haben, sich gegenüber der Felge selbsttätig in ihrer Neigung einzustellen. When manufacturing rims according to the invention, in particular when forming the holes and rolling the internal thread in it is based on a precise alignment of the hole or Finished thread axis on the course of the spokes Pay attention to the spoked wheel, because according to the invention the nipple have almost no opportunity to face the Adjust the rim automatically in its inclination.
Zwar ließe sich dieses Problem durch Zwischenfügen eines zusätzlichen Gelenkgliedes zwischen Nippel und Felge umgehen, jedoch würde dies Kosten und Systemgewicht in die Höhe treiben. Deshalb wird vorzugsweise jeder Felge eine genaue Speichenanordnung, die neben der Speichenanzahl durch die Speichenkreuzungszahl, Nabenflanschhöhe und Nabenflanschabstand determiniert ist, zugeordnet. Dieses zusätzliche logistische Merkmal in der Radherstellung spielt in der Praxis kaum eine Rolle, da das Einspeichen heutzutage ohnehin kaum noch vom Fahrrädhändler vorgenommen wird sondern in Großserienproduktion erfolgt.This problem could be solved by interposing one additional joint between the nipple and rim deal with, however, this would cost and system weight in the Drive up. Therefore, each rim is preferably one exact spoke arrangement next to the number of spokes through the number of spoke crossings, hub flange height and Hub flange distance is determined, assigned. This additional logistic feature in wheel manufacturing in practice hardly plays a role because the spokes nowadays hardly any from the bicycle dealer anyway but is carried out in large series production.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Figuren näher erläutert Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of two figures explained It shows
Fig. 1 einen der Übersichtlichkeit dienenden Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Speichenrad und Fig. 1 is a cross-section for clarity through a spoke wheel according to the invention and
Fig. 2 im vergrößerten Halbschnitt einen erfindungs gemäßen Nippel mit radial äußerem Speichenende Fig. 2 in an enlarged half-section of a fiction, contemporary with radially outer spoke end
Die Fig. 1 zeigt eine aus Aluminium gefertigte Hohlkammerfelge 1 mit Nippellöchern 2, in denen Nippel 3 angeordnet sind. Wie die Fig. 2 zeigt, sind die Nippel 3 auf ihrer gesamten Länge hohl und weisen in dieser Öffnung ein durchgehendes Innengewinde 4 auf, wie im Stand der Technik bekannt. In beiden Figuren ist dargestellt, daß die Nippel 3 außen im radial unteren Bereich (Positions angaben immer auf das komplette Rad bezogen) eine Drehmomenteinleitungsstelle 5 aufweisen, die hier, wie ebenfalls im Stand der Technik bekannt, als Vierkant ausgebildet ist. Die Drehmomenteinleitungsstelle kann aber auch als Sechskant ausgeführt werden, was insbesondere bei kleineren Raddurchmessern mit hoher Speichenanzahl vorteilhaft wäre. Fig. 1 shows an aluminum-made hollow rim 1 with nipple holes 2, in which the nipple 3 are arranged. As shown in FIG. 2, the nipples 3 are hollow over their entire length and have a continuous internal thread 4 in this opening, as is known in the prior art. In both figures it is shown that the nipples 3 have a torque introduction point 5 in the radially lower region (position information always related to the complete wheel), which, as is also known in the prior art, is designed as a square. The torque introduction point can, however, also be designed as a hexagon, which would be advantageous in particular for smaller wheel diameters with a large number of spokes.
In den Nippeln 3 sind Speichen 6 mittels je eines mit den Nippelinnengewinden 4 zusammenwirkenden Außengewindes 7 verankert. Die Speichenvorspannung kann durch drehen an der Drehmomenteinleitungsstelle 5 eingestellt werden.Spokes 6 are anchored in the nipples 3 by means of an external thread 7 which interacts with the nipple internal threads 4 . The spoke preload can be set by turning the torque introduction point 5 .
Die Neuerung liegt in der Verbindung zwischen Nippel 3 und Felge 1, die durch ein Nippelaußengewinde 8, welches in beiden Figuren zu erkennen ist, und ein Innengewinde 9 in den Felgenlöchern 2 gebildet ist, wie in Fig. 1 zu erkennen.The innovation lies in the connection between the nipple 3 and the rim 1 , which is formed by an external nipple thread 8 , which can be seen in both figures, and an internal thread 9 in the rim holes 2 , as can be seen in FIG. 1.
Weiterhin ist in Fig. 1 die Ausbildung der Felge 1 als Hohlkammerfelge mit einem inneren Flansch 10 und einem äußeren Flansch 11 dargestellt. Die Wandstärkenbemessung bezieht sich auf eine Aluminiumfelge; zweckmäßigerweise ist der innere Flansch 10 etwas stärker bemessen als der äußere Flansch 11 , das heißt vorzugsweise um 10 bis 25%. Die Nippellöcher 2, die in ihrer ganzen Länge mit dem erwähnten Innengewinde 9 ausgestattet sind, durchsetzen nur den inneren Felgenflansch 10. Dadurch bleibt der äußere Felgenflansch 11 ununterbrochen. Dies ist möglich, weil die Nippel 3 von radial innen her kommend in die Felge 1 montiert werden können. Zusammen mit einem luftdichten Felgenstoß, der leicht durch bestreichen des Felgenstoßes vor dem Zusammenpressen mit einem Klebstoff oder dergleichen erreicht werden kann, ergibt sich ein luftdichtes Felgenbett. Dies wiederum ermöglicht die Montage eines Luftreifens 13 ohne Schlauch und Felgenband. Der schlauchlos zu fahrende Reifen weist eine Innenseele aus einem besonders impermeabelen Kautschuk, vorzugsweise Butylkautschuk, auf. Further, 1 the formation of the rim 1 as a hollow-chambered rim with an inner flange 10 and outer flange 11 is shown in Fig.. The wall thickness design refers to an aluminum rim; The inner flange 10 is expediently dimensioned somewhat stronger than the outer flange 11 , that is to say preferably by 10 to 25%. The nipple holes 2 , which are provided with the mentioned internal thread 9 over their entire length, only penetrate the inner rim flange 10 . As a result, the outer rim flange 11 remains uninterrupted. This is possible because the nipples 3 can be mounted in the rim 1 from the radial inside. Together with an airtight rim joint, which can easily be achieved by brushing the rim joint before pressing it with an adhesive or the like, the result is an airtight rim well. This in turn enables the assembly of a pneumatic tire 13 without a tube and rim tape. The tubeless tire has an inner core made of a particularly impermeable rubber, preferably butyl rubber.
Durch die erfindungsgemäße Felgen-Speichen-Verbindung mit neuartigen Nippeln und Felgen ist ein Nippelaustausch ohne Reifendemontage möglich, was eine knappere Speichendimensionierung erlaubt. Überdies ist erstmals eine Schlauchlosbereifung auf Speichenrädern möglich.Through the rim-spoke connection according to the invention Novel nipples and rims is a nipple exchange without Tire removal possible, which is a tighter Spoke dimensioning allowed. Moreover, it is the first time tubeless tires on spoke wheels are possible.
Claims (12)
- welches eine Felge (1) mit einer Vielzahl von Nippellöchern (2) aufweist
- in denen (2) jeweils ein Nippel (3) angreift, wobei die Nippel (3) ein Innengewinde (4) aufweisen und eine Drehmomenteinleitungsstelle, die eine Verdrehung des Nippels zur Einstellung der individuellen Speichenvorspannung erlaubt,
- und welches eine Vielzahl von Speichen (6) aufweist, die am radial äußeren Ende ein Außengewinde (7) aufweisen, welches mit dem Innengewinde (4) der Nippel (3) zusammenwirkt
dadurch gekennzeichnet, daß die Nippel (3) überdies ein Außengewinde (8) und die Nippellöcher (2) der Felge (1) ein damit (8) zusammenwirkendes Innengewinde (9) aufweisen, wobei Nippelaußengewinde (8) und Nippelinnengewinde (4) in ihrem Betrag oder in ihrer Steigungsorientierung oder in beiden voneinander abweichen.1. spoke wheel,
- Which has a rim ( 1 ) with a plurality of nipple holes ( 2 )
- in which ( 2 ) a nipple ( 3 ) engages, the nipples ( 3 ) having an internal thread ( 4 ) and a torque introduction point which allows the nipple to be rotated to adjust the individual spoke preload,
- And which has a plurality of spokes ( 6 ) having an external thread ( 7 ) at the radially outer end, which cooperates with the internal thread ( 4 ) of the nipple ( 3 )
characterized in that the nipple (3), moreover, an external thread (8) and the nipple holes (2) of the rim (1) have an order (8) co-operating internal thread (9), said nipple outer thread (8) and nipples internal thread (4) in their Amount or in their slope orientation or in both.
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