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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rad für ein Fahrrad, insbesondere
für Rennräder und
Mountainbikes.
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Auf
dem Gebiet der Fahrradherstellung, insbesondere von Rennrädern und
Fahrrädern
für Ausflüge auf rauem
und bergigem Gelände,
sind Räder bekannt,
bei denen die Nabe mit der Felge über eine Vielzahl von Drahtspeichen
verbunden ist, die verschiedene Formen und Dimensionen haben und
in unterschiedlicher Weise angeordnet sind.
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Entlang
der Felge solcher Räder
ist eine regelmäßige Verteilung
von Befestigungselementen zu den Drahtspeichen, beispielsweise Nippel,
vorgesehen, die unter einem vorgegebenen Winkel unter gleichen winkelabständen liegen.
In herkömmlichen Rädern sind
diese Nippel abwechselnd mit dem ersten oder mit dem zweiten Nabenflansch
verbunden, so dass die Drahtspeichen sich regelmäßig kreuzen.
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Dennoch
werden in letzter Zeit Räder
bereitgestellt, die monolithisch durch Druckguss hergestellt sind,
und bei denen die Nabe und die Felge in einem einzigen Körper hergestellt
sind und über
eine Verteilung von radialen Elementen, beispielsweise Speichen
oder Arme, die verschiedene Profile und Querschnitte haben, verbunden
sind. Die Drahtspeichenräder
und die monolithischen Räder
haben unterschiedliche Funktionscharakteristiken (Festigkeit, mechanische
Stärke,
Lebensdauer, Stromlinienform), die die Benutzerentscheidung entsprechend ihren
Erfordernissen, Präferenzen
und Bedürfnissen beeinflussen.
Tatsächlich
können
Drahtspeichenräder
den großen
Vorteil eines geringen Gewichts bieten, sie können jedoch nicht die gleiche
Betriebseigenschaften wie die monolithischen Räder im Hinblick auf Festigkeit,
mechanische Stärke
und Stromlinienform haben.
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Die
frühere
Anmeldung WO 03/037650 zeigt ein Rad für ein Fahrrad, das eine Nabe
und eine Felge aufweist, die miteinander durch eine Vielzahl von radialen
Elementen verbunden sind, wobei die radialen Elemente in eine erste
Verteilung, in der die Elemente auf einer Seite des Rades angeordnet
sind, und eine zweite Verteilung, in der die Elemente auf der anderen
Seite des Rades angeordnet sind, gruppiert sind, wobei die erste
und die zweite Verteilung die Felge mit entsprechenden Enden der
Nabe verbinden, wobei die radialen Elemente der ersten Verteilung
mit der Felge in entsprechenden Befestigungssitzen befestigt sind,
die abwechselnd zu den Befestigungssitzen der radialen Elemente
der zweiten Verteilung entlang der Felge angeordnet sind.
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Die
US-A-4 529 253 zeigt eine Struktur, die sich auf eine Radnabe und
eine Speichenanordnung bezieht, bei der ein gewisser Abschnitt der
Speichen gebogen ist, und zwei hakenförmig gebogene Enden der Speichen
in zwei nebeneinander liegende, rechteckige Öffnungen in der Fahrzeugfelge
eingehakt sind. Die parallelen Ellbogenabschnitte jeder Speiche
sind in den entsprechenden, offenen Schlitzen der Radnabe montiert.
Die Speichen sollen zwischen der Radnabe und der Fahrzeugfelge mit
Hilfe eines Zylinders festgezogen werden.
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Die
FR 1 047 016 zeigt den Flansch
einer Buchse, die eine Trommel aufweist, die Löcher oder Schlitze an ihrer äußeren Seitenfläche hat,
um die Köpfe
der Speichen eines Rades aufzunehmen. Die Speichen kreuzen einander
zwischen der Nabe und dem Flansch des Rades.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein Rad, insbesondere
für Rennräder und
Mountainbikes, bereit zu stellen, welches es ermöglicht, die typischen mechanischen
und dynamischen Eigenschaften von monolithischen Rädern in
Kombination mit einem geringen Gewicht zu erhalten.
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Diese
Aufgabe wird durch das vorliegende Rad für Fahrräder gelöst, wie es in den Ansprüchen 1 oder
4 beansprucht ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
charakterisiert.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein vielseitiges Rad, das für unterschiedliche
Bedürfnisse
und Auslegungen in Bezug auf mechanische Merkmale und das Aussehen
geeignet ist. Die vorliegende Erfindung erreicht ein Rad, das einfach,
relativ leicht in der Praxis zu liefern, sicher im Gebrauch, wirksam
im Betrieb ist und relativ moderate Kosten hat.
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Ein
bevorzugtes, jedoch nicht exklusives Ausführungsbeispiel eines Rades
für ein
Fahrrad, insbesondere für
für Rennräder und
Mountainbikes, wird nun beschrieben, welches nur als nicht einschränkendes
Beispiel in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt ist, worin:
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1 eine
Seitenansicht des Rades gemäß der Erfindung
ist;
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2 eine
Querschnittsdarstellung des Rades ist;
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3 eine
detaillierte Seitenansicht des Rades ist;
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4 eine
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
des Rades ist;
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5, 6, 7 Seitenansichten
von entsprechenden Ausführungsbeispielen
des Rades sind, die unterschiedliche Anzahlen von radialen Elementen
haben;
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8 eine
Seitenansicht eines ersten alternativen Ausführungsbeispiels des Rades ist;
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8a eine
Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels
des Rades von 8;
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9, 10, 11 Seitenansichten
von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen
des Rades von 8 sind, die unterschiedliche
Anzahlen von radialen Elementen haben;
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12 eine
Seitenansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform des Rades ist; und
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13 ein
weiteres Ausführungsbeispiel des
Rades von 12 ist.
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Unter
spezieller Bezugnahme auf die Zeichnungen, die oben angegeben wurden,
bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein ein Rad für ein Fahrrad,
insbesondere für
ein Rennrad und ein Mountainbike gemäß der Erfindung.
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Das
Rad umfasst eine Nabe 2 und eine Felge 3, die
koaxial zueinander sind und mit Hilfe einer Vielzahl radialer Elemente 4 miteinander
verbunden sind. Wie in 2 gezeigt ist, hat die Nabe 2 zwei einander
gegenüberliegende
Enden, wo ein erster, scheibenförmiger
Flansch 5 beziehungsweise ein zweiter scheibenförmiger Flansch 6 vorgesehen sind.
Die radialen Elemente 4 greifen an den scheibenförmigen Flanschen 5, 6 an.
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Gemäß der Erfindung
sind die radialen Elemente 4 in eine erste Verteilung 7 auf
einer Seite des Rades und eine zweite Verteilung 8 auf
der anderen Seite des Rades gruppiert. Die erste Verteilung 7 und die
zweite Verteilung 8 sind in einer solchen Weise angeordnet,
dass sie die ersten beziehungsweise die zweiten Flansche 5, 6 der
Nabe 2 mit der Felge verbinden.
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Jedes
der radialen Elemente 4 der ersten Verteilung 7 besteht
aus einer ersten Drahtspeiche 9 und einer zweiten Drahtspeiche 10,
die jeweils proximale Endabschnitte 9a, 10a, die
an dem ersten Flansch 5 der Nabe 2 angreifen,
und respektive distale Endabschnitte 9b, 10b haben,
die in entsprechenden Paaren von aufeinander folgenden Befestigungssitzen 14 der
Feige 3 angreifen.
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Jedes
der radialen Elemente 4 der zweiten Verteilung 8 wird
entsprechend durch eine erste Drahtspeiche 9' und eine zweite Drahtspeiche 10' gebildet, wobei
jeweilige, proximale Endabschnitte 9a', 10a' an dem zweiten Flansch 6 der
Nabe 2 und jeweilige distale Endabschnitte 9b', 10b' an entsprechenden
Paaren von aufeinander folgenden Befestigungssitzen 14' der Felge 3 angreifen.
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Die
Speichen von einem radialen Element 4 sind durch Definition
Speichen, die mit ein und demselben Flansch 5 oder 6 verbunden
sind. Mit anderen Worten kann, wenn eine Speiche, beispielsweise
die Speiche 9, eines radialen Elements 4 mit dem Flansch 5 verbunden
ist, die andere Speiche 10 des radialen Elements nicht
von dem anderen Flansch 6 ausgehen.
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Jede
Drahtspeiche 9, 9', 10, 10' hat an den jeweiligen
Endabschnitten 9a, 9a', 10a, 10a' einen Kopf 11,
die in entsprechenden Öffnungen 12,
die in dem ersten und dem zweiten Flansch 5, 6 der
Nabe 2 vorgesehen sind, angreifen. Vorzugsweise sind diese
Köpfe 11 abwechselnd
mit der inneren und der äußeren Oberfläche des
Flansches 5, 6 zur verbesserten Balance des Rades
verbunden.
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Die
radialen Elemente 4 der ersten Verteilung 7 und
die radialen Elemente 4 der zweiten Verteilung 8 sind
vorzugsweise wechselweise unter gleichen Winkelabständen durch
einen ersten, vorgegebenen Winkel α beabstandet. In den 1, 2, 3 hat
sowohl die erste als auch die zweite Verteilung 7, 8 beispielsweise
sechs radiale Elemente 4, was bedeutet, dass der erste,
vorgegebene Winkel α gleich
60° ist.
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Die
radialen Elemente 4 der ersten Verteilung 7 sind
in Bezug auf die radialen Elemente 4 der zweiten Verteilung 8 um
einen zweiten vorgegebenen Winkel β versetzt; vorzugsweise ist
dieser zweite vorgegebene Winkel β halb
so groß wie
der erste, vorgegebene Winkel α,
so dass die Befestigungssitze der ersten und der zweiten Verteilung 7, 8 an
der Felge 3 entlang der Innenseite der Felge sich regulär abwechseln.
Der zweite, vorgegebene Winkel β kann je
nach den Bedürfnissen
andere Werte annehmen.
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Die
jeweiligen Befestigungssitze 14, 14' sind zueinander abwechselnd entlang
der Felge angeordnet. Der wechselseitige Abstand zwischen den Sitzen 14 oder 14' von einem radialen
Element 4 kann unterschiedliche Werte annehmen, wie im
Zusammenhang mit den späteren
Ausführungsbeispielen beschrieben
wird. Die Paare der Sitze 14 oder 14' sind zueinander
unter gleichen Winkelabständen
entlang der Felge mit einem zweiten, vorgegebenen Winkel β angeordnet.
Die Befestigungssitze 14, 14' können Nippel aufweisen, die
starr mit der Innenseite der Felge 3 gekoppelt sind und
radial zu der Radachse hin vorstehen, um die radialen Elemente beziehungsweise
die Drahtspeichen 9, 10; 9', 10' der ersten beziehungsweise zweiten
Verteilung 7, 8 mit dem ersten und dem zweiten
Flansch 5, 6 der Nabe 2 zu verbinden.
Jeder Nippel kann ein Innengewinde haben, in dem die mit einem Gewinde
versehenen Endabschnitte 9b, 9b', 10b, 10b' der Speiche 9, 9', 10, 10' eingreifen.
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Die
Anordnung der ersten und zweiten Verteilung 7, 8 der
radialen Elemente 4 ist dafür gedacht, das dynamische Verhalten
der Arme eines monolithischen Rades zu simulieren. Der Abstand zwischen den
Sitzen eines Paares von Speichen und der Abstand zwischen den Sitzen
von anderen Paaren von Speichen kann jedoch variiert werden, um
verschiedene Design- und Aussehenseffekte zu erreichen, während die
mechanische Stabilität
des Rades beibehalten wird. Die Verteilungen 7, 8 der
Speichen 9, 9', 10, 10' auf beiden
Seiten des Rades, die mit der Felge durch Paare von Nippeln in den
Sitzen 14 verbunden sind, wechseln sich gegenseitig ab,
was in Bezug auf Festigkeit und mechanische Stärke dem Rad gemäß der Erfindung
das dynamische Verhalten eines monolithischen Rades verleiht; gleichzeitig
hat das Rad ein geringes Gewicht.
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Im
Einsatz simuliert das Verhalten der radialen Elemente 4,
die Paare von Speichen 9, 10 aufweisen, funktionell
die Eigenschaften von Speichen, die typischerweise in Räder vom
monolithischen Typ vorgesehen sind, solange die Kräfte, die
von den Speichen auf die Felge ausgeübt werden, innerhalb der Verteilungen
der radialen Elemente (jeweils auf einer Seite des Rades) und zwischen
den zwei Verteilungen der radialen Elemente (von einer Seite zur
anderen hin) ausbalanciert sind. Darüber hinaus werden radiale Elemente,
die die gleichen Eigenschaften liefern, wie sie in monolithischen
Rädern
erhalten werden, durch mehr ökonomische
Verfahren erhalten und erfordern eine geringere Menge an Material.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind die ersten und zweiten Drahtspeichen 9, 10 von
jedem radialen Element 4 mit ihren Befestigungssitzen so
gekoppelt, dass sie einander kreuzen, und sie sind an Kreuzungspunkten 13,
wechselweise in Kontakt.
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In
dem Ausführungsbeispiel
der 1, 2, 3, die ein
Rad mit sechs radialen Elementen 4 für jede Verteilung 6, 7 zeigen,
sind zwölf
Löcher 12 beispielsweise
entlang dem Umfang von jedem Flansch 5, 6 angeordnet
und sie sind wechselweise zueinander unter gleichen Winkeln angeordnet.
Die Drahtspeichen 9, 10 eines radialen Elements 4 sind
in Löchern 12 verankert,
die um fünf
Löcher voneinander
beabstandet sind, wie in 3 zu sehen ist. Von den Sitzen
von einem Paar von Speichen 9, 10 eines radialen
Elements 4 liegt der Sitz der Speiche 9 in der
Speiche in Laufrichtung R des Rades hinter dem Sitz der Speiche 10 in
der Felge, und das Verankerungsloch der Speiche 9 in dem
Flansch der Nabe liegt in Laufrichtung R des Rades vor dem Verankerungsloch
der Speiche 10 in dem Flansch der Nabe. Daher kreuzen sich
die Speichen 9, 10 auf ihrem Weg von den Flanschen 5, 6 zu
der Felge 2. Im allgemeinen sind bei Rädern, die eine hohe Anzahl von
radialen Elementen haben, die Speichen 9, 10 in Löchern 12 so
eingesetzt, dass die erste Speiche 9 von jedem ungeraden
Element 4 (erstes, drittes, fünftes) sich mit der zweiten
Speiche 10 des unmittelbar vorhergehenden, ungeraden Elements
kreuzen; in der gleichen Weise kreuzt sich die erste Speiche 9 von
jedem geradzahligen Element 4 (zweites, viertes, sechstes)
mit der zweiten Speiche 10 des unmittelbar vorhergehenden,
geradzahligen Elements.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
wo der Abstand zwischen den Sitzen eines Paares von Speichen 9, 10,
die ein radiales Element 4 bilden, verhältnismäßig groß ist, welches dem Rad ein
deutlich unterschiedliches Aussehen erteilt. Das Rad hat wiederum
sechs radiale Elemente 4 für jede Verteilung 7, 8, und
zwölf Löcher 12 sind
beispielsweise entlang dem Umfang von jedem Flansch 5, 6 angeordnet
und haben wechselweise zueinander gleiche Winkelabstände. Die
Drahtspeichen 9, 10 eines radialen Elements 4 sind
in Löchern 12 verankert,
die drei Löcher voneinander
beabstandet sind, wie in 4 zu ersehen ist. Von den Sitzen
für ein
Paar von Speichen 9, 10 eines radialen Elements 4 liegt
der Sitz der Speiche 9 in der Feige in der Laufrichtung
R des Rades hinter dem Sitz der Speiche 10 in der Felge,
und das Verankerungsloch der Speiche 9 in dem Flansch der Nabe
liegt in Laufrichtung R des Rades vor dem Verankerungsloch der Speiche 10 in
dem Flansch der Nabe. Daher kreuzen sich die Speichen 9, 10 auf
ihrem Weg von den Flanschen 5, 6 zu der Felge 2.
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Die 5, 6, 7 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
des Rades gemäß der Erfindung. Diese
Ausführungsbeispiele
haben unterschiedliche Anzahlen von radialen Elementen 4 für jede Verteilung 7, 8.
Das Ausführungsbeispiel
von 5 hat drei Radialelemente (gleichförmige Winkelabstände voneinander
durch einen ersten Winkel α von
120°) für jede Verteilung;
das Ausführungsbeispiel
von 6 hat vier radiale Elemente, die einen Winkelabstand
durch einen rechten Winkel für
jede Verteilung haben. In dem Ausführungsbeispiel von 7 hat das
Rad fünf
radiale Elemente für
jede Verteilung.
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In 8 ist
ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel
des Rades gezeigt, bei dem das Rad mit sechs radialen Elementen 4 in
jeder Verteilung 7, 8 versehen ist und bei dem
die ersten und zweiten Speichen 5, 10 von jedem
Element zu den Sitzen 14 hin leicht konvergent verlaufen.
Das Rad hat wiederum sechs radiale Elemente 4 für jede Verteilung 7, 8 und
zwölf Löcher 12 sind
beispielsweise entlang dem Umfang von jedem Flansch 5, 6 angeordnet
und haben wechselseitig den gleichen Winkelabstand. Die Drahtspeichen 9, 10 eines
radialen Elements 4 sind in den Löchern 12 verankert,
die einen Abstand von fünf
Löchern
haben, wie in 8 zu sehen ist. Von den Sitzen 14 für ein Paar
von Speichen 9, 10 eines radialen Elements 4 liegt
der Sitz der Speiche 9 in der Felge in Laufrichtung R des
Rades hinter dem Sitz der Speiche 10 in der Felge, und
das Verankerungsloch der Speiche 9 in dem Flansch der Nabe
liegt in Laufrichtung R des Rades ebenfalls hinter dem Verankerungsloch
der Speiche 10 in dem Flansch der Nabe. Daher kreuzen sich
die Speichen 9, 10 auf ihrem Weg von den Flanschen 5, 6 zu
der Feige 2 hin nicht.
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In
dem Ausführungsbeispiel
von 8a verlaufen die ersten und zweiten Speichen 9, 10 eines radialen
Elements 4 leicht divergent. Das Rad hat wiederum sechs
radiale Elemente 4 für
jede Verteilung 7, 8, und zwölf Löcher 12 sind entlang
dem Umfang von jedem Flansch 5, 6 angeordnet und
haben wechselweise den gleichen Winkelabstand. Die Drahtspeichen 9, 10 eines
radialen Elements 4 sind in Löchern 12 verankert,
die fünf
Löcher
auseinander liegen, wie in 8a zu
sehen ist. Von den Sitzen 14 für ein Paar von Speichen 9, 10 eines
radialen Elements 4 liegt der Sitz der Speiche 9 in
der Felge in Laufrichtung R des Rades hinter dem Sitz der Speiche 10 in
der Felge, und das Verankerungsloch der Speiche 9 in dem
Flansch der Nabe liegt in Laufrichtung R des Rades ebenfalls hinter
dem Verankerungsloch der Speiche 10 hinter dem Flansch
der Nabe. Daher kreuzen sich die Speichen 9, 10 eines
radialen Elements 4 nicht auf ihrem Weg von den Flanschen 5, 6 zu
der Felge 2. Aufgrund der Aufspreizung oder divergenten
Anordnung der Speiche 9, 10 eines radialen Elements
ist jedoch das Aussehen des Rades, wenn es von der Seite betrachtet
wird, ähnlich zu
dem Aussehen des Rades von 1.
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Die 9, 10, 11 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
des Rades von 8. In diesen Ausführungsbeispielen
ist das Rad jeweils mit drei (9), vier
(10) und fünf
(11) radialen Elementen für jede Verteilung 7, 8 versehen.
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12 zeigt
ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel
des Rades mit sechs radialen Elementen 4 für jede Verteilung 7, 8 und
mit leicht konvergenten Speichen 9, 10. Dieses
Rad ist mit einer Nabe mit Flanschen 5, 6 versehen,
die einen größeren Durchmesser
haben. Die Speichen sind in die Löcher 12 in einer solchen
Weise eingesetzt, dass für
jede Verteilung 7, 8 von radialen Elementen 4 eine
einfache Kreuzung der ersten Speiche 9 von jedem Element
nahe bei dem Flansch 5, 6 mit der zweiten Speiche 10 eines
unmittelbar daneben liegenden Elements erhalten wird. Die Anzahl
der radialen Elemente, die in dem Rad von 12 vorgesehen
werden, kann variiert werden.
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Das
Rad von 12 hat sechs radiale Elemente 4 für jede Verteilung 7, 8 und
zwölf Löcher 12 sind
entlang dem Umfang von jedem Flansch 5, 6 vorgesehen
und haben wechselweise den gleichen Winkelabstand. Die Drahtspeichen 9, 10 eines
radialen Elements 4 sind in Löchern verankert, die um drei Löcher auseinander
liegen, wie in 12 zu sehen ist. Von den Sitzen 14 für ein Paar
von Speichen 9, 10 eines radialen Elements 4 liegt
der Sitz der Speiche 9 in der Felge in Laufrichtung R des
Rades hinter dem Sitz der Speiche 10 in der Felge, und
das Verankerungsloch der Speiche 9 in dem Flansch der Nabe liegt
in Laufrichtung R des Rades ebenfalls hinter dem Verankerungsloch
der Speiche 10 in dem Flansch der Nabe. Daher kreuzen sich
die Speichen 9, 10 von einem radialen Element 4 nicht
auf ihrem Weg von den Flanschen 5, 6 zu der Felge 2.
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Das
Ausführungsbeispiel
von 13 zeigt, dass, wie oben erwähnt wurde, der zweite, vorgegebene
Winkel β sich
von der Hälfte
des ersten, vorgegebenen Winkels α unterscheiden
kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der zweite, vorgegebene Winkel β kleiner als die Hälfte des
ersten, vorgegebenen Winkels α.
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In
den 8–13 gezeigten
Ausführungsbeispielen
können
die ersten Speichen 9, 10 der radialen Elemente 4 im
wesentlichen parallel sein und in ihrer Position durch Verankerungssitze 14 (Nippel)
gehalten werden, die nicht mehr in Paaren sondern im Wesentlichen
unter gleichen Winkelabständen
voneinander angeordnet sind, während
dennoch der gleiche technische Effekt erreicht wird.
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Die
somit dargestellte Erfindung ermöglicht zahlreiche
Modifikationen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.
Daher ist zu beachten, dass die Speichen 9, 10 in
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
jede beliebige Form, Abmessung und Geometrie haben können. In der
Praxis können
die an dem Rad verwendeten Materialien und auch die Formen und die
Dimensionen nach den Bedürfnissen
gewählt
werden. In dem Beispiel der vorstehenden Ausführungsformen können individuelle
Merkmale, die in Bezug auf spezielle Ausführungsformen dargestellt wurden,
tatsächlich mit
Merkmalen ausgetauscht werden, die in anderen Ausführungsbeispielen
vorhanden sind.