DE60100496T2

DE60100496T2 - Speichenrad für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE60100496T2
Application number: DE60100496T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Passarotto
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: CN1349900A; AU783983B2; CZ298918B6; JP2002144801A; CN100408355C; DE60100496D1; ATE245547T1; CZ20012243A3; EP1332892A2; AU7933101A; PT1201458E; JP5221830B2; EP1332892A3; EP1201458A1; DE20121866U1; MXPA01010733A; EP1201458B1

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 Fahrradrahmen 10 mit zwei Gabelarmen 12, deren untere Enden mit Gehäusen versehen sind, die normalerweise mit der Ziffer 14 bezeichnet werden, zur Befestigung eines Zapfens, der eine Querdrehachse 16 definiert. Das Hinterrad, normalerweise mit der Ziffer 18 bezeichnet, umfasst eine Felge 20, wobei eine Mittelebene 22 an einer mittigen Position in Bezug auf die Arme 12 angeordnet ist, und die Verankerungsgehäuse 14 des Rahmens 10. Das Rad 18 umfasst eine Nabe 24 mit einem ersten und einem zweiten Speichenverankerungsabschnitt, bezeichnet mit den Ziffern 24a bzw. 24b. Die Felge 20 und die Nabe 24 sind mittels einer ersten und einer zweiten Gruppe von Speichen, jeweils mit 28a bzw. 28b bezeichnet, miteinander verbunden. Die Speichen 28a der ersten Gruppe sind an dem Abschnitt 24a der Nabe 24 neben dem Kettenradsatz 26 verankert, wohingegen die Speichen 28b der zweiten Gruppe an dem Abschnitt 24b der Nabe 24 auf der von dem Kettenradsatz 26 weiter entfernten Seite verankert sind.
Aufgrund des Volumens des Kettenradsatzes 26 in der Richtung der Querachse 16 haben die Speichen 28a und 28b eine unterschiedliche Neigung in Bezug auf die Mittel ebene 22 des Rades 18. In 1 wird der Neigungswinkel der Speichen 28a und 28b in Bezug auf die Mittelebene 22 mit α bzw. mit β bezeichnet. Der Unterschied zwischen den Winkeln α und β wird proportional zu dem Achsenvolumen des Kettenradsatzes 26 sein. Konkreter weisen die Speichen 28a 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 und 28b eine unterschiedliche Neigung in Bezug auf die Mittelebene 22 haben, dass diese Speichen wechselseitig unterschiedlichen Spannkräften ausgesetzt sind. Insbesondere muss die Spannkraft der Speichen 28a wesentlich größer sein als die Spannkraft der Speichen 28b, so dass die Felge 20 mittig in Bezug auf die Mittelebene 22 des Rades gehalten wird. Wenn F_a und F_b die mittleren Spannkräfte der Speichen 28a und 29b bezeichnen, müssen die Komponenten dieser Spannkräfte in der Richtung parallel zu der Drehachse des Rades dergestalt sein, dass die richtige Zentrierung der Felge 20 in Bezug auf die Mittelebene 22 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 , in dem ein Rad gemäß der Vorbemerkung von Anspruch 1 vorgestellt wird.
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 von 4.
6 ist eine perspektivische Ansicht des mit dem Pfeil VI in 4 angezeigten Teiles in einem größeren Maßstab.
7 ist eine Vorderansicht in Richtung des Pfeils VII in 4.
In 2 und 3 werden die den oben genannten entsprechenden Teile mit den gleichen Verweisziffern bezeichnet.
In dem erfindungsgemäßen Rad 18 ist die Anzahl der Speichen 28a der ersten Gruppe doppelt so groß wie die der Speichen 28b der zweiten Gruppe. Die Speichen 28a und 28b sind in einer Vielzahl von wechselseitig gleichmäßig beabstandeten Dreiergruppen 30 zusammengefasst. Jede Dreiergruppe 30 umfasst zwei Speichen 28a der ersten Gruppe und eine Speiche 28b der zweiten Gruppe, die an einer mittigen Position zwischen den jeweiligen beiden Speichen 28a der ersten Gruppe angeordnet ist. Die Speichen 28a einer jeden Dreiergruppe 30 sind vorzugsweise parallel und die Speiche 28b der Dreiergruppe 30 liegt in einer radialen Ebene und hat den gleichen Abstand zu den Speichen 28a. Die Befestigungsmethode der Speichen 28a, 28b an der Nabe 24 und der Felge 20 kann beliebig sein. Wie aus 2 ersichtlich ist, nimmt das Rad 18 aus ästhetischer Sicht die Form eines „Speichen"rades an, bei dem jede „Speiche" aus einer Dreiergruppe von Speichen 30 besteht. Die Anzahl von Dreiergruppen von Speichen 30 kann in Bezug auf das in 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel schwanken. Zum Beispiel können Räder mit 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 Dreiergruppen mit einer Gesamtzahl von 15, 18, 21, 24, 27 oder 30 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 Speichen 28b 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 bis 7 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 Seite 24a der Nabe 24 verankerten Speichen mit der Verweisziffer 28a bezeichnet, und die an der Seite 24b der Nabe 24 verankerten Speichen werden mit der Verweisziffer 24b 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 Achse 16 der Nabe 24 kreuzt. Demzufolge sind die Speichen 28a der ersten Gruppe, in paralleler Richtung entlang der Drehachse 16 wie in 5 gezeigt gesehen, senkrecht zu der Drehachse 16.
Jede der Speichen 28b der zweiten Gruppe ist geneigt in Bezug auf eine radiale Richtung der Felge 20 entlang einer parallelen Richtung zu der Drehachse 20 betrachtet. Hierbei bedeutet der Ausdruck „geneigt", dass die Speiche nicht in einer Ebene liegt, die die Drehachse 16 enthält.
Bei Betrachtung der Ebene, die die Drehachse 16 und eine der Speichen 28a als Bezug enthält, kann jede der Speichen 28b der gleichen Dreiergruppe 30 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 Speichen 28a in der ersten Gruppe vorhanden. Die Speichen 28a, 28b des endungsgemäßen Rades werden vorzugsweise in gleich beabstandeten Gruppen 30 angeordnet. Jede Gruppe umfasst zwei Speichen 28b der zweiten Gruppe und eine Speiche 28a der ersten Gruppe, die an einer mittigen Position in Bezug auf die entsprechenden Speichen 28b der gleichen Gruppe angeordnet ist.
Die Gruppen von Speichen 30 verleihen dem Rad 10 die äußere Erscheinung eines „Speichen"rades. Die Anzahl der „Speichen" kann schwanken, zum Beispiel zwischen 4 und 10, wobei die Gesamtzahl der Speichen zwischen 12 und 30 liegt. In jeder „Speiche" 30 können die beiden auf der gleichen Seite gelegenen Speichen 28b wie zum Beispiel in den Abbildungen gezeigt wechselseitig parallel sein, oder sie können zu der Felge 12 hin zusammenlaufen bzw. sie können zu der Nabe 14 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 Nabe 24 aufgebracht wird. Die Speichen 28a der ersten Gruppe, die in einer radialen Richtung in Bezug auf die Achse 16 angeordnet sind, sind im Wesentlichen nicht in der Lage, Drehmoment auf die Felge 20 zu übertragen. Demzufolge bringt das von dem Kettenradsatz 26 auf die Nabe 24 aufgebrachte Antriebsdrehmoment Torsion auf den Nabenkörper auf und überträgt diese mit Hilfe der Spei chen 28b der zweiten Gruppe auf die Felge 20. 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 Felge 20 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

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.