DE69814027T2

DE69814027T2 - Speichenradfelge, insbesondere für ein Hinterrad eines Fahrads

Info

Publication number: DE69814027T2
Application number: DE69814027T
Authority: DE
Inventors: Valentino Campagnolo
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: ITTO980101A1; JPH11245601A; DE69814027D1; PT936085E; EP0936085A2; EP0936085A3; JP4115596B2; EP0936085B1; US5975646A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radfelge für ein Fahrradspeichenrad, insbesondere für ein Fahrradhinterrad, das ein Hohlprofil mit einer radial angeordneten Innenwand, einer radial angeordneten Außenwand und zwei Seitenabschnitten, die die Wände miteinander verbinden umfasst. Die radial angeordnete Innenwand enthält eine Vielzahl von Speichenverankerungsstellen. Diese Verankerungsstellen sind auf einer Ebene zur Mittelebene orthogonal zur Achse der Radfelge versetzt und gleich beabstandet von den Seitenabschnitten der Radfelge angeordnet.
Eine Radfelge der oben genannten Bauart und entsprechend der Präambel von Anspruch 1 ist zum Beispiel im Europapatent EP-B-0 494 277, in einem entsprechenden US-Patent US-A-5 228 756 und in einem deutschen Gebrauchsmuster G 89 12 606.8 beschrieben und grafisch dargestellt.
Abb. 1 der Zeichnungen im Anhang zeigt einen Teilquerschnitt eines gemäß dem Stand der Technik hergestellten Fahrradhinterrades. Die Referenzzahl 1 kennzeichnet generell die Radfelge, bestehend aus einem hohlen Metallprofil mit einer radial angeordneten Innenwand 2, einer radial angeordneten Außenwand 3 und einem Paar von Seitenabschnitten 4, 5. Die Referenzzahl 6 bezeichnet generell die Nabe des Rades (nur teilweise dargestellt) mit einer Achse 7. Weil die Nabe 6 die Nabe eines Fahrradhinterrades ist, wird sie so angepasst, dass sie eine Reihe von Kettenrädern aufnehmen kann, um das selektive Eingreifen der Fahrradkette zu ermöglichen. Entsprechend dem Stand der Technik ist die Kettenradgruppe (nicht dargestellt) auf einer Freilaufeineinrichtung 8 angebracht, die an dem einen Ende der Radnabe 6 angeordnet ist. Die Nabe 6 weist ebenfalls ein Paar von Rundflanschen 9, 10 auf, wobei ein Flansch neben der Freilaufeinrichtung 8 und der andere Flansch neben dem gegenüberliegenden Ende der Nabe 6 angeordnet ist. Die beiden Flansche 9, 10 werden für die Verbindung von zwei Speichenreihen 11, 12 genutzt (nur diagrammatisch in den Zeichnungen im Anhang dargestellt), die im Wesentlichen auf zwei konischen Flächen angeordnet sind, wobei die konischen Flächen eine gemeinsame Basis in einer Ebene 13 orthogonal zu der Achse 7, der Nabe 6 und der Radfelge 3 und Scheitelpunkte, die sich auf der Ebene 13 gegenüberliegenden Seiten befinden, aufweisen. Diese Anordnung ergibt sich daraus, dass die äußeren Enden beider Speichenreihen 11, 12 an der Innenwand 2 der Radfelge 1 an einer Vielzahl von Verankerungsstellen 14 verbunden sind, die eine gemeinsame mittlere Ebene abgrenzen, die koinzident mit der oben genannten Ebene 13 orthogonal zu der Achse 7 ist. Weil die Ebene 13 der Verankerungsstellen 14 für die Speichen im Wesentlichen gleich von den Enden der Nabe 6 beabstandet ist, verursacht das Vorhandensein der Freilaufeinrichtung 8 eine Positionierung der Verankerungsflansche 9, 10, die nicht symmetrisch zu der oben genannten Ebene 13 ist. Als Folge davon unterscheiden sich die Winkel α und β der zwei Speichenreihen 11, 12 auf der linken und rechten Seite des Fahrradrades stark voneinander. Dieser Zustand impliziert eine große Differenz in den Spannungen, die bei der Ausführung der Montage des Rades in den Speichen induziert werden. Dies hat nachteilige Auswirkungen auf die Festigkeit der Konstruktion und die Fähigkeit des Rades, seine funktionellen Eigenschaften über einen längeren Zeitraum zu erhalten.
Um den oben beschriebenen Nachteil zu reduzieren, ist es erforderlich, den Unterschied zwischen den beiden Winkeln α und β möglichst klein zu halten. Dieses Ergebnis wird bei den am Anfang dieser Beschreibung genannten Radfelgen durch das Versetzen der mittleren Ebene 13 der Verankerungsstellen 14 der Speichen zur mittleren Ebene der Radfelge erreicht. Eine bekannte Lösung dieser Art ist in der Abb. 2 der Zeichnungen im Anhang dargestellt. Wie gezeigt, sind die beiden Winkel in dieser Abbildung α' und β' in Bezug auf den Fall der Abb. 1, infolge des Versatzes &epsi; zwischen der mittleren Ebene 13 der Radfelge 1 und der die Verankerungsstellen 14 für die Speichen 11, 12 enthaltenden Ebene 15, weniger unterschiedlich zueinander.
Der Versatz &epsi; zwischen der mittleren Ebene 13 der Radfelge und der Ebene 15, wo die Speichen eingezogen werden, hat jedoch einen Nachteil. Es ist eine Tatsache, dass, wenn das Fahrradrad angebracht wird und die Speichen gespannt werden, der Querschnitt der Radfelge einem Torsionsdrehmoment ausgesetzt ist, das dahin tendiert, die aus der Speichenspannung resultierende Kraft auf die mittlere Ebene der Radfelge aufzubringen, wobei es im Ergebnis zu einer Verdrehung des Querschnittes kommt, der mit einer Deformation einhergeht. Dieser Zustand ist in den Abb. 3 bis 5 der Zeichnungen im Anhang dargestellt. Die Abb. 3 zeigt den Querschnitt der Radfelge vor der Deformation, verursacht durch das Torsionsdrehmoment T, das durch die an die Speichen angelegte resultierende Kraft F erzeugt wird. Die Abb. 4 zeigt den ver drehten Zustand der Radfelge, Abb. 5 zeigt den Radfelgenquerschnitt in einem größeren Maßstab. Die gepunktete Linien zeigen den Zustand der Deformierung an, der in der Situation in Abb. 4 erzeugt wird.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierung des oben beschriebenen Nachteils, der in der Verdrehung und Deformierung des Radfelgenquerschnittes, wie in den Abb. 3 bis 5 gezeigt, besteht.
Um dieses Ziel zu erreichen, bietet die Erfindung eine Radfelge für ein Fahrradspeichenrad, insbesondere für ein Fahrradhinterrad, an, die aus einem Hohlprofil mit einer radial angeordneten Innenwand, einer radial angeordneten Außenwand und zwei die Wände miteinander verbindenden Seitenabschnitten besteht, wobei die radial ausgeführte Innenwand eine Vielzahl von Verankerungsstellen für die Speichen aufweist, die Verankerungsstellen auf einer mittleren Ebene, die orthogonal auf der Radfelgenachse steht, versetzt angeordnet und von den Seitenabschnitten der Radfelge gleich beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eine einzelne verstärkte Radialwand hat, die im Hohlraum des Profils angeordnet ist und die die radial angeordnete Innenwand mit der radial angeordneten Außenwand verbindet, wobei die verstärkte Radialwand ebenfalls versetzt zu der mittleren Ebene der Radfelge angeordnet ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine Radfelge mit radial angeordneten Innenwänden im Hohlquerschnitt aus dem Patent US-A-5 653 510 bekannt ist. Die beiden Innenwände sind jedoch bei dieser Lösung symmetrisch in der Radfelge angeordnet.
Die verstärkte Radialwand und einer der Seitenabschnitte der Radfelge sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten zu der Ebene der Verankerungsstellen für die Speichen im Wesentlichen gleich beabstandet von diesen angeordnet. In der bevorzugten Ausführung sind die verstärkte Radialwand und der Seitenabschnitt der Radfelge zur Ebene der Verankerungsstellen im Wesentlichen symmetrisch geformt und angeordnet.
Gemäß einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung ist die radiale Innenwand der Radfelge an jeder Verankerungsstelle mit einer Bohrung für das Einziehen des einen Endes der betreffenden Speiche versehen, an der ein Sicherungselement zu befestigen ist. Dabei ist ein Kraftverteilungselement zwischen dem Sicherungselement und der radial angeordneten Innenwand der Radfelge einzusetzen, wobei das Kraftverteilungs element sowohl mit der radial angeordneten Innenwand der Radfelge als auch mit den angrenzenden Abschnitten eines Seitenabschnittes der Radfelge und der verstärkte Radialwand Kontakt hat. In einem Querschnitt der Radfelge weisen vorzugsweise die Seitenabschnitte Querschnitte auf, die zu einer orthogonal auf der Radfelgenachse stehenden Ebene geneigt sind und sich einander radial einwärts nähern, wobei die verstärkte Radialwand ebenfalls einen Querschnitt aufweist, der ein Profil hat, welches zu einer orthogonal auf der Radfelgenachse stehenden Ebene geneigt ist, die sich radial einwärts der Ebene mit den Verankerungsstellen nähert.
Durch die oben genannten Merkmale wird die Tendenz des Radfelgenquerschnitts sich infolge der auf die Speichen aufgebrachten Spannungen zu verdrehen eliminiert.
Die Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Anhang, die lediglich ein nicht eingeschränktes Beispiel geben, beschrieben, wobei
Abb. 1 die Ansicht eines Querschnittes eines Fahrradhinterrades mit einer Felge gemäß dem Stand der Technik, darstellt,
Abb. 2 eine Querschnittansicht eines Fahrradrades gemäß dem Stand der Technik, die eine Radfelge mit einer zu der mittleren Ebene der Radfelge versetzt angeordneten Speichenbefestigungsebene umfasst, darstellt,
Abb. 3 bis 5, wie bereits erörtert, Querschnitte der Radfelge in Abb. 2 darstellen, die die von den Speichenspannungen verursachte Querschnittsdeformation zeigen,
Abb. 6 eine Querschnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Radfelge gemäß der Erfindung darstellt,
Abb. 7 eine Querschnittansicht der Radfelge in Abb. 6 darstellt, die auch das Ende einer mit der Radfelge verbundenen Speiche zeigt,
Abb. 8 eine Querschnittansicht ähnlich der in Abb. 7 darstellt, welche die von der an eine Speiche angelegten Spannung erzeugten Kräfte zeigt, und Abb. 9 eine Variante der Abb. 6 zeigt.
In Abb. 6 wurde nur der Querschnitt der Radfelge gemäß der Erfindung gezeigt. Es versteht sich, dass diese Radfelge auf identische Art und Weise an einem Fahrradrad anzubringen ist, wie in Bezug auf Abb. 2 dargestellt. Die Teile, die dieser Abbildung gemeinsam sind, sind in der Abb. 6 mit gleichen Referenzzahlen gekennzeichnet. Es ist auch zu beachten, dass in der Abb. 2 die Verbindung der Speichen 11, 12 mit der Radnabe 6 nicht im Detail gezeigt wird. Dies hat den Grund, dass diese Verbindung auf jede bekannte Art und Weise hergestellt werden kann und für sich alleine genommen nicht in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fällt. Die Eliminierung dieses Details aus den Zeichnungen ermöglicht es, die letzteren einfacher und leichter zu verstehen.
Wie in Abb. 6 gezeigt, ist auch die Radfelge gemäß der Erfindung als Hohlprofil ausgeführt, z. B. aus Metall, bestehend aus der radial ausgeführten Innenwand 2, der radial ausgeführten Außenwand 3 und aus den beiden Seitenabschnitten 4, 5, die in dem dargestellten Beispiel geneigt sind und sich radial einwärts der symmetrischen mittleren Ebene 13 der Radfelge nähern. Ähnlich dem, was unter Bezugnahme auf die Abb. 2 dargestellt wurde, liegen die Verankerungsstellen 14 der Speichen 12 des Fahrradrades auch im Fall der Radfelge gemäß der Erfindung auf einer Ebene 15, die orthogonal auf der Radfelgenachse steht, und weisen einen Versatz &epsi; zu der mittleren Ebene 13 der Radfelge auf. Wie in Abb. 17 im Detail gezeigt, besteht im dargestellten Beispiel jede Verankerungsstelle 14 aus einer in der Wand 2 der Radfelge gebildeten Durchgangsbohrung 140, durch die ein Ende 12a der betreffenden Speiche gezogen wird, an der ein Sicherungselement 16 angebracht ist, z. B. eine auf das mit einem Gewinde versehene Endteil der Speiche aufgeschraubte Mutter. In diesem Fall, gemäß einer an sich bekannten Technik, ist die radial ausgeführte Außenwand 3 der Radfelge 1 mit einer Öffnung versehen, die den Zugang zu jeder Mutter 16 mit einem Werkzeug ermöglicht. Wie in den Abb. 6 bis 8 deutlich gezeigt, unterscheidet sich die Radfelge gemäß der Erfindung von der in Abb. 2 dargestellten Radfelge nach dem Stand der Technik, dadurch, dass sie eine verstärkte Radialwand 18 hat, die die Innenwand 2 mit der radial ausgeführten Außenwand 3 verbindet und die versetzt zur mittleren Ebene 13 der Radfelge angeordnet ist, auf der gegenüberliegenden Seite zu Ebene 15, in der die Speichen eingesetzt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die verstärkte Wand 18 und der Seitenabschnitt 4 im Wesentlichen symmetrisch zu der Ebene 15 gebildet und angeordnet, in die die Speichen eingesetzt werden. Darüber hinaus haben, im Fall des dargestellten Beispiels, die radial ausgeführte Innenwand 2 oder die Radfelge in dem Bereich zwischen dem Seitenabschnitt 4 und der verstärkenden Wand 18 eine vergrößerte Dicke.
Außerdem ist unter Bezugnahme auf Abb. 7 zwischen dem Sicherungselement 16 der Wand 2 der Radfelge ein Kraftverteilungselement 19 eingesetzt, welches Kontakt sowohl mit der Wand 2 als auch mit den angrenzenden Bereichen des Seitenabschnittes 4 und der verstärkte Wand 18 hat.
Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung erzeugt die Spannung F der Speichen 12 eine waagerechte Komponente Fo, die auf die Felgenkonstruktion übertragen wird und zusätzlich zur Querschnittsstabilität beiträgt. Im Fall der Speichen 11 wird eine ähnliche horizontale Komponente auf den Seitenabschnitt 4 des Radfelgenquerschnitts übertragen.
Vom Antragsteller durchgeführte Untersuchungen und Tests haben ergeben, dass das in der Abb. 6 gezeigte besondere Profil der Radfelge gemäß der Erfindung das der Erfindung zu Grunde liegende Problem, d. h. die Eliminierung der Querschnittsverdrehung der Radfelge, erzeugt durch die Speichenspannung infolge des Versatzes der Ebene 15 für das Einziehen dieser Speichen zu der mittleren Ebene 13 der Radfelge, effektiv löst. Dieses Resultat wurde durch die Anordnung des Kraftverteilungselementes 19 und durch das Profil, wie in den Abb. 7 und 8 gezeigt, weiterhin verbessert. Die Abb. 9 zeigt eine Variante der Radfelge gemäß der Erfindung für einen röhrenförmigen Radreifen.
Das spezifische Profil des Radfelgenquerschnittes könnte auch ganz anders als das in der Abb. 6 dargestellte Profil sein, obwohl immer eine Innenwand 2, eine Außenwand 3, zwei Seitenabschnitte 4, 5 und eine verstärkte Wand 18 versetzt zur mittleren Ebene 13 vorhanden sind.

Claims

1. Speichenradfelge für ein Fahrradrad, insbesondere für ein Hintenrad eines Fahrrads, bestehend aus einem Hohlprofil (1) mit einer radial ausgeführten Innenwand (2), einer radial ausgeführten Außenwand (3) und zwei Seitenabschnitten (4, 5), welche die Wände (2, 3) miteinander verbinden, wobei die radial ausgeführte Innenwand (2) eine Vielzahl von Verankerungsstellen (14) für die Speichen (11, 12) aufweist und die Verankerungsstellen (14) auf einer Ebene (15) zur Mittelebene (13) orthogonal zur Achse (7) der Speichenradfelge versetzt und gleich beabstandet von den Seitenabschnitten der Speichenradfelge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Profil (1) eine einzelne verstärkende radiale Wand (18) aufweist, die im Hohlraum des Profils (1) angeordnet ist und die radial angeordnete Innenwand (2) mit der genannten radialen Außenwand (3) verbindet, wobei die verstärkende Radialwand (18) ebenfalls zur Mittelebene (13) der Speichenradfelge versetzt angeordnet ist.

2. Speichenradfelge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkende Radialwand (18) und einer der Seitenabschnitte (4) der Speichenradfelge auf den gegenüberliegenden Seiten der Ebene (15) der Verankerungsstellen (14) für die Speichen (11, 12) im Wesentlichen gleich voneinander beabstandet angeordnet sind.

3. Speichenradfelge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verstärkende Radialwand (18) und einer der Seitenabschnitte (4) der Speichenradfelge profiliert und im Wesentlichen symmetrisch zu der Ebene (15) der Verankerungsstellen (14) angeordnet sind.

4. Speichenradfelge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial angeordnete Innenwand (2) der Speichenradfelge an jeder Verankerungsstelle (14) mit einer Bohrung (140) zum Durchstecken des einen Endes (12a) der betreffenden Speiche (12) versehen ist, an welcher ein Sicherungselement (16) befestigt ist, wobei ein Kraftverteilungselement (19) zwischen dem Sicherungselement (16) und der radial ausgeführten Innenwand (2) angeordnet ist, und das Kraftverteilungselement (19) eine Oberfläche aufweist, die mit der radial ausgeführte Innenwand (2) und angrenzende Abschnitten eines Seitentabschnitts (4) der Speichenradfelge und der verstärkende Wand (18) in Kontakt ist.

5. Speichenradfelge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speichenradfelgenquerschnitt Seitenabschnitte (4, 5) Sektionen aufweisen, die zu einer orthogonal auf der Achse (7) der Speichenradfelge stehenden Ebene sich einander radial einwärts nähernd geneigt sind, und dass die verstärkende Radialwand (18) ebenfalls ein Querschnittsprofil hat, das zu einer orthogonal auf der Speichenradfelgenachse stehenden Ebene sich radial einwärts in Richtung der Ebene (15) der Verankerungsstellen (14) nähernd, geneigt ist.

6. Speichenradfelge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte radial ausgeführte Innenwand (2) in einem Abschnitt zwischen der genannten verstärkenden Radialwand (18) und dem genannten Seitenteil (4) der Speichenradfelge dicker ausgeführt ist.