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Die Erfindung betrifft eine Fahrradfelge und eine Anordnung aus dieser Fahrradfelge und einem ringförmigen Verstärkungselement.
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Fahrradräder werden permanent umgestaltet, um stark, fest, leichtgewichtig und aerodynamischer zu sein sowie um einfach herzustellen und zusammenzubauen zu sein. Es gibt viele verschiedene Arten von Fahrradrädern, die gegenwärtig erhältlich sind. Die meisten Fahrradräder haben eine Nabe, eine Vielzahl von Speichen und eine ringförmige Felge. Die Nabe ist an einem Teil des Rahmens des Fahrrads zur relativen Drehung angebracht. Die inneren Enden der Speichen sind an die Nabe gekoppelt und erstrecken sich von der Nabe nach außen. Die ringförmige Felge ist an die äußeren Enden der Speichen gekoppelt und weist einen äußeren Abschnitt zum Stützen eines pneumatischen Reifens daran auf.
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Bisher wurden verschiedene Versuche unternommen, um Felgen zu erzeugen, die leichtgewichtig und ausreichend stark und fest sind. Jedoch ist es nicht einfach, diese beiden Charakteristiken gleichzeitig zu erreichen. Wenn beispielsweise eine Dicke einer ringförmigen Seitenwand der Felge aus Gewichtsgründen reduziert wird, kann ein äußerer Teil der ringförmigen Seitenwände dazu neigen, sich zu verbiegen, aufgrund einer Kraft, die von einem Innenschlauch des Reifens ausgeübt wird.
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Des Weiteren wurden verschiedene Fahrradräder entwickelt, die gerade Speichen verwenden. Diese geraden Speichen sind sehr stark und ermöglichen, dass eine große Spannung in den Speichen aufgenommen werden kann. Wenn jedoch die Spannung in den geraden Speichen sehr groß wird, so bedarf es einer stärkeren Felge, insbesondere einer Felge mit vergrößerter Stärke und Festigkeit um die Speichenfestlegöffnungen herum.
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Aus
DE 601 20 016 T2 ist eine Fahrradfelge bekannt, umfassend: eine ringförmige innere Wand mit einer Vielzahl von Speichenfestlegöffnungen; ein Paar ringförmige Seitenwände, die mit der ringförmigen inneren Wand verbunden sind, wobei jede der ringförmigen Seitenwände einen äußeren Abschnitt mit einer ringförmigen Bremsfläche, einen inneren Abschnitt und eine Zwischenverstärkungszone zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt umfasst, wobei der äußere Abschnitt eine Dicke aufweist, der innere Abschnitt eine Dicke aufweist und die Zwischenverstärkungszone eine Dicke aufweist, wobei die Dicke der Zwischenverstärkungszone größer als die Dicke des inneren Abschnitts ist; und eine äußere ringförmige Wand, die sich zwischen den ringförmigen Seitenwänden erstreckt.
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Aus
DE 20 2006 009 707 U1 ist ein ringförmiges Verstärkungselement bekannt, das sich von einem hinterschnittenen Abschnitt über die inneren Abschnitte und die ringförmige innere Wand zu dem anderen hinterschnittenen Abschnitt erstreckt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Felge für ein Fahrradrad und eine Anordnung umfassend eine solche Felge und ein ringförmiges Verstärkungselement zur Verfügung zu stellen, die relativ stark und fest ist, jedoch relativ leichtgewichtig.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst mittels Bereitstellens einer Fahrradfelge, die eine ringförmige innere Wand mit einer Vielzahl von Speichenfestlegöffnungen und ein Paar ringförmige Seitenwände, die mit der ringförmigen inneren Wand verbunden sind, umfasst, wobei jede der ringförmigen Seitenwände einen äußeren Abschnitt mit einer ringförmigen Bremsfläche, einen inneren Abschnitt und eine Zwischenverstärkungszone zwischen dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt umfasst, wobei die Zwischenverstärkungszone einen hinterschnittenen Abschnitt benachbart zu der ringförmigen Bremsfläche umfasst, wobei der äußeren Abschnitt eine Dicke t1 aufweist, der innere Abschnitt eine Dicke t2 aufweist und die Zwischenverstärkungszone eine Dicke t3 aufweist, wobei die Dicke t3 kleiner als die Dicke t1 und größer als die Dicke t2 ist. Des Weiteren ist eine äußere ringförmige Wand bereitgestellt, die sich zwischen den ringförmigen Seitenwänden erstreckt.
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Vorzugsweise weist der hinterschnittene Abschnitt eine konkave Form benachbart zu der ringförmigen Bremsfläche auf.
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Eine Fahrradfelge gemäß der Erfindung kann eine Fläche der Zwischenverstärkungszone aufweisen, die dem hinterschnittenen Abschnitt gegenüber steht, und eine konvexe Form aufweist.
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Vorzugsweise weist der hinterschnittene Abschnitte eine Tiefe auf, wobei sich die Tiefe im Wesentlichen von einem hinterschnittenen Abschnitt über die inneren Abschnitte und die ringförmige innere Wand zu dem anderen hinterschnittenen Abschnitt erstreckt.
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Der hinterschnittene Abschnitt kann so konfiguriert und angeordnet sein, um ein Verstärkungselement aufzunehmen.
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Eine Fahrradfelge gemäß der Erfindung umfasst vorzugsweise die äußere ringförmige Wand einen verdickten Mittelabschnitt und Seitenabschnitte, die lateral von dem Mittelabschnitt befindlich sind, wobei der Mittelabschnitt und die Seitenabschnitte eine erste kontinuierlich gekrümmte Fläche bilden, die konkav ist.
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Eine Dicke der äußeren ringförmigen Wand nimmt vorzugsweise von lateralen Endzonen der Seitenabschnitte zum Mittelabschnitt hin kontinuierlich zu.
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Vorzugsweise bilden der Mittelabschnitt und die Seitenabschnitte eine zweite kontinuierlich gekrümmte Fläche.
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Des Weiteren kann die zweite Fläche konvex sein.
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Ferner wird die genannte Aufgabe durch eine Anordnung umfassend eine Fahrradfelge nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 und ein ringförmiges Verstärkungselement gelöst, wobei sich das ringförmige Verstärkungselement von einem hinterschnittenen Abschnitt über die inneren Abschnitte und die ringförmige innere Wand zu dem anderen hinterschnittenen Abschnitt erstreckt.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung, umfasst das ringförmige Verstärkungselement vorzugsweise einen Innenteil mit einer Vielzahl von Speichenöffnungen und ein Paar Seitenteile, wobei der Innenteil in seiner Dicke variiert, um eine Vielzahl von dickeren Speichenfestlegsektionen, die Speichenfestlegbereiche um die Speichenfestlegöffnungen in der ringförmigen inneren Wand bedecken, und eine Vielzahl von dünneren Zwischensektionen, die zwischen benachbarten Speichenfestlegsektionen angeordnet sind, zu umfassen.
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Vorzugsweise ist ein Übergang von den Seitenteilen zu den ringförmigen Bremsflächen stetig.
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Des Weiteren kann das ringförmige Verstärkungselement mit der Fahrradfelge stoffschlüssig verbunden sein.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, rein demonstrativen und in keiner Weise beschränkenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen auch untereinander kombiniert werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Felge eines Vorderrades gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Felge eines Vorderrades gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Felge 1 eines Vorderrads gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Obwohl die Felge 1 nur für ein Vorderrad hierin dargestellt ist, kann die vorliegende Erfindung auf die gleiche Weise sowohl bei Vorderrädern als auch bei Hinterrädern verwendet werden. Die Felge 1 ist aus einem im Wesentlichen steifen Material hergestellt, wie beispielsweise die Materialien, die im Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann die Felge 1 aus jedwedem geeigneten metallischen Material, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Titan, hergestellt sein.
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Die Felge 1 umfasst im Wesentlichen eine äußere ringförmige Wand 5, die dazu angepasst ist, einen Reifen mit einem inneren Schlauch (oder einen schlauchlosen Reifen) daran montiert aufzuweisen, ein Paar ringförmige Seitenwände 2 und eine ringförmige innere Wand 3, die die zwei ringförmigen Seitenwände 2 verbindet, wobei eine Vielzahl von Speichenfestlegöffnungen 7a in der inneren ringförmigen Wand 3 ausgebildet sind. Die äußere ringförmige Wand 5 erstreckt sich zwischen den ringförmigen Seitenwänden 2.
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Jede ringförmige Seitenwand 2 weist eine ringförmige Bremsfläche 2b an ihrem (lateral) äußeren Abschnitt 2a zum Eingriff mit herkömmlichen Felgenbremsen und eine ringförmige Rippe 2c auf, die an ihrem (äußeren) Ende ausgebildet ist, um Abschnitte des Reifens auf eine herkömmliche Art und Weise zu halten. Ein innerer Abschnitt 2d jeder ringförmigen Seitenwand 2 ist jeweils mit der inneren ringförmigen Wand 3 verbunden. Der äußere Abschnitt 2a der ringförmigen Seitenwand 2 hat eine Dicke t1 und der innere Abschnitt 2d der ringförmigen Seitenwand 2 hat eine reduzierte Dicke t2, die kleiner als die Dicke t1 ist, um das Gewicht der Felge 1 zu reduzieren. Zwischen dem äußeren Abschnitt 2a und dem inneren Abschnitt 2b der ringförmigen Seitenwand 2 ist eine Zwischenverstärkungszone 2e mit einer Dicke t3 an ihrem Mittelpunkt angeordnet. Unter bzw. angrenzend zu der ringförmigen Bremsfläche 2b hat die Zwischenverstärkungszone 2e einen hinterschnittenen bzw. unterschnittenen Abschnitt 2f, der vorzugsweise eine konkave Form aufweist. Andererseits weist eine Fläche 2g, die im Wesentlichen dem hinterschnittenen Abschnitt 2f gegenübersteht, eine konvexe Form auf. In dem in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist t1 = 1,7 mm, t2 = 0,6 mm und t3 = 1,2 mm. Somit ist die Dicke t3 kleiner als die Dicke t1 und größer als die Dicke t2.
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Wenn sich der innere Schlauch des Reifens (nicht gezeigt) weitet, wird der äußere Abschnitt 2a der ringförmigen Seitenwand 2 mit einer Kraft F beaufschlagt, die den äußeren Abschnitt 2a lateral beaufschlagt. Die Zwischenverstärkungszone 2e verhindert effektiv, dass der äußere Abschnitt 2a durch die Kraft F des inneren Schlauchs verbogen wird. Der hinterschnittene Abschnitt 2f weist eine Tiefe D auf. Die Tiefe D erstreckt sich im Wesentlichen von einem hinterschnittenen Abschnitt 2f über die inneren (seitlichen) Abschnitte 2d und die ringförmige innere Wand 3 zu dem anderen hinterschnittenen Abschnitt 2f. Die Tiefe D stellt eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme eines Verstärkungselements bereit. Insofern ist der hinterschnittene Abschnitt 2f konfiguriert und angeordnet, um ein Verstärkungselement aufzunehmen.
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Die äußere ringförmige Wand 5 weist vorzugsweise einen verdickten Mittelabschnitt 5a mit einer Dicke T1 und ein Paar Seitenabschnitte 5b mit einer reduzierten Dicke T2 zur Gewichtsreduzierung auf. T2 ist kleiner als T1. In dem in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist T1 = 1,0 mm und T2 = 0,8 mm. Der Mittelabschnitt 5a hat einen kleineren Radius im Vergleich zu den Seitenabschnitten 5b bezüglich einer Mittelfelgenachse (nicht gezeigt) und verbindet die Seitenabschnitte 5b auf eine kontinuierliche Weise. Eine Dicke der äußeren ringförmigen Wand 5 nimmt von lateralen Endzonen 5c der Seitenabschnitte 5b zu dem Mittelabschnitt 5a hin kontinuierlich zu. Somit gibt es keine klare Grenze zwischen dem Mittelabschnitt 5a und den Seitenabschnitten 5b. Der Mittelabschnitt 5a und die Seitenabschnitte 5b bilden eine erste kontinuierlich (graduell) gekrümmte Fläche 6a. Die erste gekrümmte Fläche 6a ist konkav. Ferner bilden der Mittelabschnitt 5a und die Seitenabschnitte 5b eine zweite kontinuierlich (graduell) gekrümmte Fläche 6b. Die zweite Fläche 6b ist konvex. Die erste gekrümmte Fläche 6a ist einem Fahrradschlauch/Reifen (nicht gezeigt) zugewandt und die zweite gekrümmte Fläche 6b ist einer Fahrradnabe (nicht gezeigt) zugewandt. Die erste und zweite gekrümmte Fläche 6a und 6b erstrecken sich im Wesentlichen zu dem äußeren Abschnitt 2a. Da die erste gekrümmte Fläche 6a konfiguriert ist, um den inneren Schlauch aufzunehmen, ist es äußerst vorteilhaft, dass diese eine kontinuierlich (graduell) gekrümmte konkave Fläche ohne scharfe Stufen oder Kanten daran ist. Andererseits kann die zweite Fläche 6b Stufen oder Kanten aufweisen, um den verdickten Mittelabschnitt 5a auszubilden.
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2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Felge 1' eines Vorderrads gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Obwohl die Felge 1' nur für ein Vorderrad hierin dargestellt ist, kann die vorliegende Erfindung sowohl bei Vorderrädern als auch bei Hinterrädern verwendet werden. Die Felge 1' ist aus einem im Wesentlichen steifen Material hergestellt, wie beispielsweise die Materialien, die im Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann die Felge 1' aus jedwedem geeigneten metallischen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Titan.
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Die meisten Teile der Felge 1' sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme, dass die ein zusätzliches ringförmiges Verstärkungselement 8 an die Außenseite der inneren ringförmigen Wand 3 und der ringförmigen Seitenwände 2 angebracht ist. Folglich werden gleiche Bezugszeichen für identische oder im Wesentlichen identische Teile/Abschnitte verwendet.
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Wie in 2 gezeigt, sind Speichenfestlegöffnungen 7a an der inneren ringförmigen Wand 3 zur Aufnahme von Speichennippeln (nicht gezeigt) bereitgestellt. Das zusätzliche Verstärkungselement 8 ist aus Harz hergestellt und umfasst einen Innenteil 42 mit einer Vielzahl von Speichenöffnungen 7b und ein Paar Seitenteile 41, die mit Innenteil 42 verbunden sind. Die Speichenöffnungen 7b sind vorzugsweise koinzident mit den Speichenfestlegöffnungen 7a angeordnet. Das Verstärkungselement 8 ist an die Außenseite der inneren ringförmigen Wand 3 und der ringförmigen Seitenwände 2 (vorzugsweise innere Abschnitte 2d) angebracht, vorzugsweise geklebt (gebondet), so dass das Verstärkungsharzelement 8 sich kontinuierlich von einer der ringförmigen Seitenwände 2 (vorzugsweise innere Abschnitte 2d) über die ringförmige innere Wand 3 zu der anderen der ringförmigen Seitenwände 2 (vorzugsweise innere Abschnitte 2b) erstreckt, um Außenseitenbereiche der ringförmigen Seitenwände 2 (vorzugsweise innere Abschnitte 2d) und Außenseitenbereiche der inneren ringförmigen Wand 3 um die Speichenfestlegöffnungen 7a zu überlagern bzw. zu bedecken. Vorzugsweise erstreckt sich das Verstärkungselement 8 von einem hinterschnittenen Abschnitt 2f über die inneren (seitlichen) Abschnitte 2d und die ringförmige innere Wand 3 zu dem anderen hinterschnittenen Abschnitt 2f. Das Verstärkungselement 8 wird durch den hinterschnittenen Abschnitt 2f (die Aussparung, die durch die Tiefe D ausgebildet wird) aufgenommen, so dass ein Übergang 45 von den Seitenteilen 41 zu den ringförmigen Bremsflächen 2b stetig ist, vorzugsweise gleichmäßig.
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Wenn das Verstärkungselement 8 an einen metallischen Hauptteil der Felge 1' angebracht ist, ist die Dicke der inneren ringförmigen Wand 3 an den Speichenfestlegöffnungen 7a um einen ersten Betrag vergrößert, der durch eine Vielzahl von dicken (dickeren) Speichenfestlegsektionen 42a ausgebildet wird, und eine Dicke der inneren ringförmigen Wand 3 in Zwischenbereichen zwischen benachbarten Paaren von Speichenfestlegsektionen 42a ist um einen zweiten kleineren Betrag vergrößert, der durch eine Vielzahl von dünnen (dünneren) Zwischensektionen 42b ausgebildet wird, die zwischen benachbarten Paaren der Speichenfestlegsektionen 42a angeordnet sind.
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Somit variiert der Innenteil 42 des Verstärkungselements 8 bezüglich seiner Dicke, um eine Vielzahl von dickeren Speichenfestlegsektionen 42a und eine Vielzahl von dünneren Zwischensektionen 42b aufzuweisen. In 2 stellt der Abschnitt über der gestrichelten Linie eine dünnere Zwischensektion 42b dar, während der Abschnitt unter der gestrichelten Linie eine dickere Speichenfestlegsektion 42a darstellt. Die dickeren Speichenfestlegsektionen 42a bedecken Speichenfestlegbereiche um die Speichenfestlegöffnungen 7a in der ringförmigen inneren Wand 3. Die dünneren Zwischensektionen 42b sind zwischen benachbarten dickeren Speichenfestlegsektionen 42a angeordnet.
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Das Verstärkungselement 8 ist aus einer Vielzahl von Harzschichten ausgebildet, die an den Außenflächenbereichen der ringförmigen Seitenwände 2 unter den ringförmigen Bremsflächen 2b und der Außenflächenbereiche der inneren ringförmigen Wand 3 festgelegt sind. Vorzugsweise sind die Harzschichten faserverstärkte Harz/Kunststoffschichten, die Epoxid mit einer oder mehreren Carbonfaser imprägnierten Lagen umfassen. Die Faser imprägnierten Harzschichten werden zusammen ausgebildet bzw. miteinander verbunden, um eine Vielzahl integrierter einteiliger Verstärkungen auszubilden.
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Somit ist die Felge 1' eine Verbundfelge, die aus metallischen und nicht metallischen Materialien hergestellt ist. Das Verstärkungsharzelement 8 ist direkt an den metallischen Teil der Felge 1' geklebt.