DE60100496T2 - Speichenrad für ein Fahrrad - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichenrad für ein Fahrrad. Konkreter betrifft die Erfindung ein Rad für ein Fahrrad, das eine Felge, eine Nabe mit einem ersten und einem zweiten Verankerungsabschnitt der Speichen und eine Vielzahl von Speichen, die die Felge mit der Nabe verbinden, umfasst. Die Speichen sind in eine erste und eine zweite Gruppe von Speichen unterteilt, je nachdem, ob ihre inneren Enden an dem ersten oder an dem zweiten Verankerungsabschnitt der Speichen verankert sind.
- Das technische Problem, auf der die Erfindung beruht, besteht darin, dass bei bestimmten Anwendungsfällen die Speichen der ersten und der zweiten Gruppe unterschiedlicher Spannung ausgesetzt sind. Demzufolge unterliegen die Speichen der einen Gruppe bei Benutzung einem größeren Bruchrisiko als die Speichen der anderen Gruppe ein und desselben Rades.
- Eine erste Lösung, bei der dieses Problem auftritt, wird in
1 der beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Diese Abbildung zeigt en Hinterrad der bekannten Ausführung, angebaut an einem Fahrradrahmen10 mit zwei Gabelarmen12 , deren untere Enden mit Gehäusen versehen sind, die normalerweise mit der Ziffer14 bezeichnet werden, zur Befestigung eines Zapfens, der eine Querdrehachse16 definiert. Das Hinterrad, normalerweise mit der Ziffer18 bezeichnet, umfasst eine Felge20 , wobei eine Mittelebene22 an einer mittigen Position in Bezug auf die Arme12 angeordnet ist, und die Verankerungsgehäuse14 des Rahmens10 . Das Rad18 umfasst eine Nabe24 mit einem ersten und einem zweiten Speichenverankerungsabschnitt, bezeichnet mit den Ziffern24a bzw.24b . Die Felge20 und die Nabe24 sind mittels einer ersten und einer zweiten Gruppe von Speichen, jeweils mit28a bzw.28b bezeichnet, miteinander verbunden. Die Speichen28a der ersten Gruppe sind an dem Abschnitt24a der Nabe24 neben dem Kettenradsatz26 verankert, wohingegen die Speichen28b der zweiten Gruppe an dem Abschnitt24b der Nabe24 auf der von dem Kettenradsatz26 weiter entfernten Seite verankert sind. - Aufgrund des Volumens des Kettenradsatzes
26 in der Richtung der Querachse16 haben die Speichen28a und28b eine unterschiedliche Neigung in Bezug auf die Mittel ebene22 des Rades18 . In1 wird der Neigungswinkel der Speichen28a und28b in Bezug auf die Mittelebene22 mit α bzw. mit β bezeichnet. Der Unterschied zwischen den Winkeln α und β wird proportional zu dem Achsenvolumen des Kettenradsatzes26 sein. Konkreter weisen die Speichen28a aufgrund des Kreuzens benachbarter Speichen etwas unterschiedliche Neigungswinkel α1, α2 auf. Der Winkel α gilt als der mittlere Winkel aus den Winkeln α1, α2. - Bei herkömmlichen Lösungen bedeutet der Umstand, dass die Speichen
28a und28b eine unterschiedliche Neigung in Bezug auf die Mittelebene22 haben, dass diese Speichen wechselseitig unterschiedlichen Spannkräften ausgesetzt sind. Insbesondere muss die Spannkraft der Speichen28a wesentlich größer sein als die Spannkraft der Speichen28b , so dass die Felge20 mittig in Bezug auf die Mittelebene22 des Rades gehalten wird. Wenn Fa und Fb die mittleren Spannkräfte der Speichen28a und29b bezeichnen, müssen die Komponenten dieser Spannkräfte in der Richtung parallel zu der Drehachse des Rades dergestalt sein, dass die richtige Zentrierung der Felge20 in Bezug auf die Mittelebene22 gewährleistet ist. - Demzufolge werden bei dieser bekannten Lösung die auf der rechten Seite des Rades (neben dem Kettenradsatz) befindlichen Speichen des Rades einer größeren Spannkraft ausgesetzt als die auf der linken Seite des Rades (auf der dem Kettenradsatz gegenüberliegenden Seite) befindlichen.
- In anderen Anwendungsfällen können die auf der linken Seite des Rades befindlichen Speichen einem höheren Bruchrisiko ausgesetzt sein als die auf der rechten Seite befindlichen Speichen. Ein Beispiel dieser Situation wird in dem Dokument EP-A-0896887 von Mavic beschrieben. Dieses Dokument beschreibt ein Hinterrad für ein Fahrrad, bei dem die auf der Kettenradseite befindlichen Speichen im Wesentlichen in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse des Rades angeordnet sind und bei dem die auf der den Kettenrädern gegenüberliegenden Seite der Nabe verankerten Speichen geneigt und gekreuzt sind. Bei einer Anordnung dieser Art, wie auch bei herkömmlichen Lösungen, wird das bei Benutzung des Fahrrades von den Kettenrädern auf die Felge übertragene Antriebsdrehmoment fast vollständig auf die geneigten Speichen übertragen, wobei zu bedenken ist, dass die in radialer Richtung angeordneten Speichen im Wesentlichen nicht in der Lage sind, Drehmoment zu übertragen. Demzufolge sind bei ei nem Rad dieser Ausführung die auf der den Kettenzahnrädern gegenüberliegenden Seite angeordneten Speichen einem größeren Bruchrisiko ausgesetzt.
- Um hohe Spannung und großes Bruchrisiko der Speichen zu vermeiden, wird bekanntermaßen eine unterschiedliche Anzahl von Speichen auf jeder Seite des Rades verwendet; siehe
EP 896 887 A - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Speichenrad für ein Fahrrad bereitzustellen, dessen Speichen einem geringeren Bruchrisiko ausgesetzt sind und dessen Erscheinungsbild verbessert ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Speichenrad für ein Fahrrad erfüllt, dessen Merkmale in den Patentansprüchen beschrieben werden.
- Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden ausführlichen Beschreibungen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen als nichtbeschränkendes Beispiel besser beschrieben.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
- Oben beschriebene
1 ist ein axialer Teilquerschnitt eines an einem Rahmen eines Fahrrades angebauten Hinterrades. -
2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rades. -
3 ist eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Rades. -
4 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rades. -
5 ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V von4 . -
6 ist eine perspektivische Ansicht des mit dem Pfeil VI in4 angezeigten Teiles in einem größeren Maßstab. -
7 ist eine Vorderansicht in Richtung des Pfeils VII in4 . - In
2 und3 werden die den oben genannten entsprechenden Teile mit den gleichen Verweisziffern bezeichnet. - In dem erfindungsgemäßen Rad
18 ist die Anzahl der Speichen28a der ersten Gruppe doppelt so groß wie die der Speichen28b der zweiten Gruppe. Die Speichen28a und28b sind in einer Vielzahl von wechselseitig gleichmäßig beabstandeten Dreiergruppen30 zusammengefasst. Jede Dreiergruppe30 umfasst zwei Speichen28a der ersten Gruppe und eine Speiche28b der zweiten Gruppe, die an einer mittigen Position zwischen den jeweiligen beiden Speichen28a der ersten Gruppe angeordnet ist. Die Speichen28a einer jeden Dreiergruppe30 sind vorzugsweise parallel und die Speiche28b der Dreiergruppe30 liegt in einer radialen Ebene und hat den gleichen Abstand zu den Speichen28a . Die Befestigungsmethode der Speichen28a ,28b an der Nabe24 und der Felge20 kann beliebig sein. Wie aus2 ersichtlich ist, nimmt das Rad18 aus ästhetischer Sicht die Form eines „Speichen"rades an, bei dem jede „Speiche" aus einer Dreiergruppe von Speichen30 besteht. Die Anzahl von Dreiergruppen von Speichen30 kann in Bezug auf das in2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel schwanken. Zum Beispiel können Räder mit5 ,6 ,7 ,8 ,9 oder10 Dreiergruppen mit einer Gesamtzahl von15 ,18 ,21 ,24 ,27 oder30 Speichen hergestellt werden. - Die Lösung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht im Wesentlichen die Halbierung der Spannkraft der Speichen
28a in Bezug auf die Speichen28b der zweiten Gruppe, wobei die Bruchgefahr der Speichen neben den Kettenrädern, die in dieser ersten Ausführungsform wesentlich stärker einer Bruchgefahr ausgesetzt sind, wesentlich reduziert wird. -
4 bis7 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform des endungsgemäßen Rades. Auch in dieser zweiten Ausführungsform werden die den oben beschriebenen entsprechenden Teile mit den gleichen Verweisziffern bezeichnet. Insbesondere und wie auch in der vorhergehenden Ausführungsform werden die an der Seite24a der Nabe24 verankerten Speichen mit der Verweisziffer28a bezeichnet, und die an der Seite 24b der Nabe24 verankerten Speichen werden mit der Verweisziffer24b bezeichnet. Wie aus der nun folgenden Beschreibung deutlich ersichtlich sein wird, sind bei dieser Ausführungsform die auf der linken Seite angeordneten Speichen am stärksten der Bruchgefahr ausgesetzt. - In dieser zweiten Ausführungsform liegt jede der Speichen
28a in der ersten Gruppe in einer Ebene, die die Achse16 der Nabe24 kreuzt. Demzufolge sind die Speichen28a der ersten Gruppe, in paralleler Richtung entlang der Drehachse16 wie in5 gezeigt gesehen, senkrecht zu der Drehachse16 . - Jede der Speichen
28b der zweiten Gruppe ist geneigt in Bezug auf eine radiale Richtung der Felge20 entlang einer parallelen Richtung zu der Drehachse20 betrachtet. Hierbei bedeutet der Ausdruck „geneigt", dass die Speiche nicht in einer Ebene liegt, die die Drehachse16 enthält. - Bei Betrachtung der Ebene, die die Drehachse
16 und eine der Speichen28a als Bezug enthält, kann jede der Speichen28b der gleichen Dreiergruppe30 demzufolge entweder parallel oder geneigt in Bezug auf diese Ebene sein. - Entsprechend dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Speichen
28b der zweiten Gruppe in doppelter Anzahl im Vergleich mit den Speichen28a in der ersten Gruppe vorhanden. Die Speichen28a ,28b des endungsgemäßen Rades werden vorzugsweise in gleich beabstandeten Gruppen30 angeordnet. Jede Gruppe umfasst zwei Speichen28b der zweiten Gruppe und eine Speiche28a der ersten Gruppe, die an einer mittigen Position in Bezug auf die entsprechenden Speichen28b der gleichen Gruppe angeordnet ist. - Die Gruppen von Speichen
30 verleihen dem Rad10 die äußere Erscheinung eines „Speichen"rades. Die Anzahl der „Speichen" kann schwanken, zum Beispiel zwischen4 und10 , wobei die Gesamtzahl der Speichen zwischen12 und30 liegt. In jeder „Speiche"30 können die beiden auf der gleichen Seite gelegenen Speichen28b wie zum Beispiel in den Abbildungen gezeigt wechselseitig parallel sein, oder sie können zu der Felge12 hin zusammenlaufen bzw. sie können zu der Nabe14 hin zusammenlaufen. Dies gilt natürlich auch für die erste Ausführungsform. - Bei Verwendung bringt der Fahrradfahrer über die Zahnräder, die Kette und die Kettenräder eine Kraft auf die Pedale auf, die in ein Antriebsdrehmoment umgewandelt wird, das auf die Drehachse
16 der Nabe24 aufgebracht wird. Die Speichen28a der ersten Gruppe, die in einer radialen Richtung in Bezug auf die Achse16 angeordnet sind, sind im Wesentlichen nicht in der Lage, Drehmoment auf die Felge20 zu übertragen. Demzufolge bringt das von dem Kettenradsatz26 auf die Nabe24 aufgebrachte Antriebsdrehmoment Torsion auf den Nabenkörper auf und überträgt diese mit Hilfe der Spei chen28b der zweiten Gruppe auf die Felge20 . In Bezug auf ein herkömmliches Rad mit der gleichen Anzahl von Speichen ermöglicht es die erfindungsgemäße Lösung, die Anzahl der Antriebsdrehmoment übertragenden Speichen zu erhöhen, wodurch die Beanspruchung der Speichen aufgrund von Drehmomentübertragung und die Bruchgefahr der Speichen reduziert werden. - Die Anordnung der Speichen
28a ,28b in Dreiergruppen ist besonders vorteilhaft, da die axialen Kräfte lokal ausgeglichen (in paralleler Richtung zu der Drehachse des Rades) durch die Speichen auf die Felge20 aufgebracht werden. - Wenngleich sich diese Beschreibung ausdrücklich auf Hinterräder bezieht, kann die erfindungsgemäße Lösung auch auf ein Vorderrad angewandt werden, in welchem Falle das am Anfang dieser Beschreibung veranschaulichte technische Problem fortbesteht.
Claims (18)
- Speichenrad für ein Fahrrad, das eine Felge (
20 ), eine Nabe (24 ) mit einem ersten und einem zweiten Verankerungsabschnitt der Speichen (24a ,24b ) und eine Vielzahl von Speichen (28a ,28b ), die die Nabe (24 ) mit der Felge (20 ) verbinden, umfasst, wobei eine erste Gruppe von Speichen (28a ) an dem ersten Verankerungsabschnitt (24a ) verankert ist und eine zweite Gruppe von Speichen (28b ) an dem zweiten Verankerungsabschnitt (24b ) verankert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen einer Gruppe (28a ,28b ) das Doppelte der Anzahl der Speichen (28a ,28b ) der anderen Gruppe betragen. - Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (
28a ,28b ) in Dreiergruppen (30 ) zusammengefasst sind, wobei jede Dreiergruppe zwei Speichen (28a ,28b ) aus einer Gruppe und eine Speiche (28a ,28b ) aus der anderen Gruppe umfasst. - Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreiergruppen (
30 ) gleichmäßig am Umfang entlang beabstandet sind. - Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (
30 ), die auf der gleichen Seite der Nabe (24 ) verankert sind, im Wesentlichen parallel sind. - Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (
30 ), die auf der gleichen Seite der Nabe (24 ) verankert sind, in Richtung der Felge (200 ) zusammenlaufen. - Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (
30 ), die auf der gleichen Seite der Nabe (24 ) verankert sind, in Richtung der Felge (20 ) auseinanderlaufen. - Rad nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speiche (
28a ,28b ) jeder Dreiergruppe (30 ) in einer radialen Ebene des Rades liegt, die an einer mittigen Position in Bezug auf die Speichen (28a ,28b ) der gleichen Dreiergruppe (30 ) angeordnet ist, die auf der gleichen Seite der Nabe (24 ) verankert sind. - Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Dreiergruppe (
30 ) die Speichen der ersten Gruppe von Speichen (28a ) und die Speichen der zweiten Gruppe von Speichen (28b ) unterschiedliche Neigungen in Bezug auf eine Mittelebene (22 ) des Rades haben und dass in jeder Gruppe von Speichen (30 ) die axialen Kräfte, die von den Speichen auf die Nabe (20 ) in einer Richtung parallel zur Drehachse des Rades ausgeübt werden, lokal im Gleichgewicht sind. - Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gruppe von Doppelspeichen (
28a ) auf der Seite des Rades befindet, die eine Kettenradanordnung trägt. - Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen der Gruppe von Doppelspeichen in Richtungen angeordnet sind, die nicht in radialen Ebenen liegen, die sich von der Radachse aus erstrecken.
- Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gruppe von Doppelspeichen (
28b ) auf der Seite des Rades gegenüber der befindet, die eine Kettenradanordnung trägt. - Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen benachbarten Dreiergruppen größer ist als der Winkel, der von jeder Dreiergruppe eingenommen wird.
- Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in sieben Dreiergruppen zusammengefasst sind.
- Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in acht Dreiergruppen zusammengefasst sind.
- Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in neun Dreiergruppen zusammengefasst sind.
- Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Speiche (
28b ) der zweiten Gruppe in jeder Dreiergruppe (30 ) in der Mitte zwischen den zwei Speichen (28a ) der ersten Gruppe angeordnet ist. - Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder der Dreiergruppen (
30 ) von Speichen die Speichen (28a ,28b ) der Gruppe von zwei Speichen im Wesentlichen die gleiche Spannung aufweisen. - Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Dreiergruppen (
30 ) von Speichen die Speichen (28a ,28b ) der Gruppe von zwei Speichen eine Spannung in der Richtung parallel zur Drehachse des Rades aufweisen, die im Wesentlichen die Hälfte der Spannung der einzelnen Speiche (28b ) ausmacht.
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