DE60307591T2

DE60307591T2 - Speichenrad für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE60307591T2
Application number: DE60307591T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Passarotto; Mario Meggiolan
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: DE60307591D1; ATE336393T1; US20080238183A1; JP2004352220A; TW200505699A; US20060022513A1; US7665807B2; CN1533922A; JP4711635B2; EP1459906A9; PT1459906E; TWI327971B; EP1459906A1; US7393063B2; EP1459906B1; CN1533922B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichenrad für ein Fahrrad des Typs, der eine Nabe, eine Felge und eine Vielzahl von Speichen umfasst, die die Nabe mit der Felge verbinden.
In den letzten Jahren hat es eine zunehmende Entwicklung von Untersuchungen und Forschungen gegeben, die darauf abzielten, neue Formen von Speichenrädern für Fahrräder zu finden, mit denen bessere Leistungen des Rades erzielt werden können und gleichzeitig eine originelle und neuartige ästhetische Wirkung erzielt werden kann.
Auf rein technischem Gebiet hat insbesondere auf dem Feld von Speichenrädern für Straßenrennräder die Forschung darauf abgezielt, neue Lösungen zu finden, die sowohl unter dem Aspekt der Gewichtsverringerung, auf die in diesem Sektor zunehmend geachtet wird, als auch unter dem Aspekt der statischen und dynamischen Stabilität des Rades sowie unter dem Aspekt der strukturellen Festigkeit und insbesondere der Verringerung der Gefahr des Ausfalls der Speichen des Rades optimal sind.
Bei Rädern des oben erwähnten Typs müssen die Speichen einen erheblichen Beitrag zur Erreichung aller genannten Ziele leisten. Es sind genau genommen die Speichen, die in großem Maße dazu beitragen, eine statische und dynamische Stabilität des Rades bei allen Einsatzbedingungen des Fahrrades aufrechtzuerhalten. Des Weiteren sind bei Hinterrädern die Speichen die Elemente, die für die wichtige Funktion der Übertragung des Antriebsmomentes von der Nabe auf das Rad, an dem ein oder mehrere Ritzel angebracht ist/sind, das/die selektiv mit der Antriebskette des Fahrrades in Eingriff gebracht wird/werden, auf die Felge des Rades verantwortlich sind. Diese Drehmomentübertragung muss mit der maximal möglichen Effizienz und daher bei minimaler Verformung stattfinden, um die durch den Radfahrer auf die Pedale ausgeübte Energie nicht zu verschwenden. Schließlich müssen diese Ergebnisse mit dem geringstmöglichen Gewicht erzielt werden, ohne jedoch Risiken des Ausfalls der Radspeichen mit sich zu bringen. Unter diesem Gesichtspunkt ist ein besonders kritischer Faktor die Spannung, der die Speichen bereits im Moment der Radmontage ausgesetzt sind. Einer der Zwecke der Spannung besteht darin, zu gewährleisten, dass die Felge stets "zentriert" bleibt, d.h. nicht aus einer Mittelebene des Rades senkrecht zu der Achse der Nabe und in gleichem Abstand zu den Enden der Nabe selbst verschoben wird. Zu diesem Zweck enthalten die Speichen eines typischen Speichenrades einen ersten Satz Speichen an einer Seite des Rades, der mit einem ersten Abschnitt der Nabe verbunden ist, sowie einen zweiten Satz Speichen an der anderen Seite des Rades, der mit einem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden ist, der in einem axialen Abstand zu dem ersten Abschnitt angeordnet ist. Daher haben die Speichen auf den zwei Seiten des Rades einen Neigungs- bzw. Sturzwinkel in Bezug auf die Mittelebene des Rades, der bewirkt, dass die Spannung der Speichen Kraftkomponenten in der Richtung parallel zu der Radachse erzeugen, die dazu dienen, die Felge in jedem Einsatzzustand in der zentrierten Position in der Ebene zu halten. Natürlich erhält dieses Problem bei Rädern besondere Bedeutung, bei denen die Speichen an den zwei Seiten des Rades unterschiedliche Sturzwinkel aufweisen. Dies ist typischerweise beim Hinterrad der Fall, bei dem die Radnabe an einem Ende die Ritzelkassette trägt, so dass die Speichen, die sich an der Seite des Rades befinden, die die Ritzelkassette trägt, Neigungen aufweisen, die erheblich geringer sind als die Neigung der Speichen auf der anderen Seite. Es liegt auf der Hand, dass die Speichen mit geringerer Neigung stärker gespannt werden müssen als die Speichen auf der anderen Seite, um die zentrierte Position der Felge zu garantieren, und dass die höhere Spannung zu größerer Gefahr des Ausfalls der einzelnen Speiche selbst führt. Weitere Aspekte dieses Problems werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 der beigefügten Zeichnungen aufgeführt. Das Problem eines unterschiedlichen Sturzwinkels der Speichen auf den zwei Seiten des Rades besteht nicht nur für Hinterräder. Es besteht im Allgemeinen bei jedem Rad, sei es nun Hinterrad oder Vorderrad, dessen Nabe teilweise zum Beispiel von der Scheibe einer Scheibenbremse eingenommen wird.
Um die oben aufgeführten Probleme zu lösen, hat die Anwenderin bereits ein Speichenrad für ein Fahrrad vorgeschlagen und entwickelt (siehe europäische Patentanmeldung Nr. EP-A-1 201 458), das einerseits gewährleistet, dass gute technische Eigenschaften und Leistungen erzielt werden können und andererseits ein Rad ergibt, das einen neuartigen und originellen ästhetischen Aspekt aufweist. Bei dem bekannten Rad sind die Speichen, die die Nabe mit der Felge verbinden, in Dreiergruppen angeordnet. Jede Dreiergruppe besteht aus einer Speiche, die mit einem ersten Abschnitt der Radnabe verbunden ist, sowie zwei Speichen, die mit einem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden sind, der in einem axialen Abstand zu dem ersten Abschnitt angeordnet ist. Bei der bevorzugten Lösung ist die Speiche, die mit dem erwähnten ersten Abschnitt der Nabe verbunden ist, in der Richtung der Radachse gesehen, in der Mitte zwischen den zwei verbleibenden Speichen der Gruppe angeordnet und erstreckt sich in einer radialen Richtung in Bezug auf die Mitte des Rades. Die zwei Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden sind, sind hingegen, wiederum in der Richtung der Radachse gesehen, im Wesentlichen parallet zueinander oder leicht auseinanderlaufend oder aufeinander zulaufend angeordnet.
US-Patentanmeldung Nr. 2002/0074853 offenbart eine Vielzahl von Fahrrad-Speichenrädern mit einer ungleichen Anzahl von Speichen an ihren Seiten, jedoch praktisch gleicher oder genau gleicher durchschnittlicher Spannung der Speichen. Einige dort dargestellte Ausführungen zeigen ein Rad mit einander kreuzenden Speichen, andere Ausführungen zeigen ein Rad mit in Gruppen angeordneten Speichen.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 039 021 widmet sich dem Problem der Schaffung eines Speichenrades für zweirädrige Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder, mit einer erheblich erhöhten Anzahl von Speichen und offenbart ein Rad mit Speichen, die in Gruppen angeordnet sind, wobei die Speichen aneinander kreuzen.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 11 321 201 offenbart ein Fahrrad-Speichenrad, bei dem die Speichen in Gruppen angeordnet sind und in jeder Gruppe Paare von Speichen, die mit einem gegenüberliegenden axialen Abschnitt der Nabe verbunden sind, einander kreuzen.
Untersuchungen und Experimente, die von der Anmelderin durchgeführt worden sind, haben jedoch ergeben, dass es notwendig ist, eine neue Lösung zur weiteren Verbesserung der Räder des Standes der Technik zu entwickeln.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Rad des Typs zu schaffen, das zum Beginn der vorliegenden Beschreibung dargestellt wurde und das in der Lage ist, auf optimale Weise alle oben beschriebenen technischen Probleme zu lösen.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rad des oben aufgeführten Typs zu schaffen, das verschiedene mögliche Formen annehmen kann.
Schließlich besteht ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung darin, ein Rad des oben aufgeführten Typs zu schaffen, das zu einem neuartigen und originellen ästhetischen Ergebnis führt und dem Rad selbst Unverwechselbarkeit verleiht.
Um diese und weitere Zwecke zu erfüllen, ist der Gegenstand der Erfindung ein Speichenrad mit den in dem beigefügten Anspruch 1 angegebenen Eigenschaften. Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Speichenrades gemäß der Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegeben.
Von der Anmelderin durchgeführte Versuche mit Rädern, die dementsprechend mit den oben aufgeführten Eigenschaften hergestellt wurden, haben ergeben, dass die Räder in jeder Hinsicht optimale technische Leistung bieten. Gleichzeitig verleiht, wie aus den beigefügten Zeichnungen deutlich ersichtlich wird, die Erfindung dem Rad ein neuartiges und originelles ästhetisches Äußeres, das verglichen mit dem Spektrum an Speichenrädern, das bisher geschaffen wurde, unverwechselbar ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel dienen und bei denen:
1 eine erste Ausführung des Rades gemäß der Erfindung, in der Richtung der Radachse gesehen, darstellt;
2 eine Variante des Rades in 1 darstellt;
3 eine Perspektivansicht eines Details des Rades gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab beim Einsatz an einem Hinterrad eines Fahrrades ist;
4 eine Ansicht des Rades in 3 in einer Ebene darstellt, die die Radachse einschließt, wobei die Gabel des Fahrradrahmens, an dem das Rad angebracht ist, ebenfalls dargestellt ist;
5 eine Teilperspektivansicht eines Rades gemäß der Erfindung beim Einsatz an einem Vorderrad ist; und
6 eine Variante des Rades in 3 ist, die sich auf den Fall bezieht, in dem die Speichen des Rades in Gruppen angeordnet sind, die sich in einem Abstand zueinander befinden, wobei jede Gruppe aus fünf Speichen anstelle von drei Speichen wie bei den in den vorangehenden Figuren dargestellten Lösungen besteht.
Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet, wie unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 zu sehen ist, als Ganzes ein Rad für ein Fahrrad, das eine Nabe 2, eine Felge 3, auf der ein Reifen 4 montiert wird, sowie eine Vielzahl von Speichen umfasst, die die Nabe 2 mit der Felge 3 verbinden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nicht im Detail mit dem Aufbau und der Form der Nabe 2 und der Felge 3, da diese Elemente auf bekannte Weise erzeugt werden können und da die Struktur dieser Komponenten selbst nicht in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt. Desgleichen ist die Art und Weise, wie jede Speiche an einem Ende mit der Nabe 2 und am anderen Ende mit der Felge 3 verbunden ist, nicht im Detail dargestellt. Jedes bereits vorhandene Verfahren, das für diesen Zweck geeignet ist, kann verwendet werden. Andererseits werden die Zeichnungen durch den Wegfall der konstruktiven Details leichter und schneller verständlich.
3 und 4 beziehen sich auf einen Einsatz der Erfindung bei einem Hinterrad eines Fahrrades, bei dem eine Ritzelkassette 5 mit der Nabe 2 verbunden ist, wobei die Kassette aus einer Vielzahl von Ritzeln besteht, die auf an sich bekannte Weise selektiv mit der Antriebskette des Fahrrades in Eingriff kommen.
Ein Speichenrad, das die in 1 dargestellte Form aufweist, kann jedoch, wie aus dem Folgenden ersichtlich wird, sowohl als ein Hinterrad (siehe 3 und 4) als auch als ein Vorderrad (siehe 5) eingesetzt werden.
Die Speichen, die die Nabe mit der Felge des Rades der vorliegenden Erfindung verbinden, sind in einer Vielzahl von Gruppen R angeordnet. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich "Gruppen von Speichen R" auf eine Vielzahl von Speichen A und/oder B, die so zusammengefasst sind, dass der maximale Abstand (bzw. Sehne) auf der Felge 3 zwischen zwei benachbarten Speichen der Gruppe kleiner ist als der Abstand (bzw. Sehne) auf der Nabe 3 zwischen zwei verschiedenen Gruppen. Wenn alle Speichen der Gruppe um einen Abstand q in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind, ist der Abstand (bzw. die Sehne) auf der Felge 3 zwischen zwei Gruppen größer als der Abstand q. Bei der in 1 bis 5 dargestellten Lösung besteht jede Speichengruppe R aus einem Satz von drei Speichen. In jedem Satz von drei Speichen R ist, wie aus 3 deutlich ersichtlich ist, eine Speiche A vorgesehen, die mit einem Ende 2a der Nabe 2 verbunden ist, sowie ein paar Speichen B, die mit einem Abschnitt 2b der Nabe 2 an die Ritzelkassette 5 angrenzend verbunden sind und in einem axialen Abstand zu dem Ende 2a angeordnet sind.
Wiederum ist bei der dargestellten bevorzugten Ausführung die Speiche A in der Richtung der Radachse gesehen, d.h., wie sie in 1 zu sehen ist, in einer radialen Richtung angeordnet, die in einer Ebene liegt, die die Achse X des Rades einschließt.
Die zwei Speichen B hingegen sind so angeordnet, dass sie einander kreuzen. Wiederum unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführung kreuzen die Speichen einander an einem Punkt P (wiederum wie in 1 gesehen), der auf der mittleren Nabe A liegt, da die Speichen, wie in 1 zu sehen ist, spiegelbildlich angeordnet sind, d.h. mit Neigungswinkeln, die gleich und in Bezug auf die Speiche A einander entgegengesetzt sind.
Natürlich ist es möglich, dass die Speiche A nicht in einer radialen Ebene eingeschlossen ist und dass die zwei Speichen B andere Neigungen aufweisen und daher die Speiche A, wie in 1 gesehen, an anderen Punkten kreuzen. Es ist auch möglich, dass die zwei Speichen B Abstände (oder Sehnen) auf der Felge 3 haben, die sich von der Speiche A unterscheiden. Schließlich ist es auch möglich, dass nur zwei Speichen jedes Satzes von drei Speichen R einander kreuzen.
Beim Einsatz an einem Hinterrad sind die Sätze von drei Speichen R sämtlich so ausgerichtet, dass die zwei Speichen B auf der Seite des Rades liegen, an der sich die Ritzekassette 5 befindet, und die mittlete Speiche A an der gegenüberliegenden Seite des Rades. Daher hat das Rad gemäß der Erfindung, wenn es als ein Hinterrad verwendet wird, eine Anzahl von Speichen auf der Ritzelseite, die das Zweifache der Speichen an der gegenüberliegenden Seite ausmacht.
Die Anordnung führt zu wichtigen Vorteilen unter dem Aspekt der strukturellen Festigkeit des Rades und insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Ausfall der Speichen, und zwar aus im Folgenden dargestellten Gründen.
Bei einem Hinterrad (siehe 4) bedeutet das Vorhandensein der Ritzelkassette 5 an einem Ende der Nabe 2, dass die Speichen B, die sich an dieser Seite des Rades befinden, einen Neigungswinkel β in Bezug auf die Mittelebene M des Rades haben, der erheblich kleiner ist als die Neigung α der Speichen A, die sich an der anderen Seite befinden. Die Mittelebene M ist als die Ebene senkrecht zu der Achse X der Nabe definiert, die gleichen Abstand zu den Enden der Nabe hat.
Jede Speiche des Speichenrades wird, wie bekannt ist, mit einer bestimmten Zugkraft montiert und eingesetzt. In 4 kennzeichnen T_A und T_B die Komponenten der Zugkräfte, die auf die Speichen jedes Satzes von drei Speichen in der Ebene der Fig. ausgeübt werden. T_A ist die Kraft, die in jedem Satz von drei Speichen die Speiche A auf die Felge 3 in die Ebene der Figur ausübt. T_B ist die Kraft, die aus der Summe der Kräfte T_B1 + T_B2 resultiert, die die Speichen B jedes Satzes zusammen auf die Felge 3 aus üben. T_B1 und T_B2 sind einander im Allgemeinen gleich, könnten jedoch auch verschieden sein. Die Komponenten der zwei Kräfte T_A, T_B in einer Richtung parallel zu der Achse X des Rades sind in 4 mit T_AO und T_BO gekennzeichnet.
Bei dem Rad gemäß der Erfindung gleichen die Komponenten T_AO und R_BO einander aus, um die Felge 3 in der Ebene M zu halten. Daraus folgt, dass die Resultierende T_B aufgrund ihrer geringeren Neigung größer sein muss als T_A. Genauer gesagt ist das Verhältnis zwischen der Zugkraft T_A der einzelnen Speiche A und der Zugkraft T_B, die die Summe der zwei Zugkräfte der Speichen B, T_B1 und T_B2 ist (natürlich immer bezüglich der Zugkräfte in der Ebene von 4), dem Verhältnis der Sinusse der Neigungswinkel α und β gleich und ihm entgegengesetzt. Diese Bedingung gilt im Allgemeinen für jeden Satz von drei Speichen des Rades gemäß der Erfindung und gilt daher als Ganzes unter Bezugnahme auf die Gesamt-Zugkräfte der Speichen, die sich an einer Seite und der anderen Seite des Rades befinden. Es kann auch vorkommen, dass die Zugkräfte jedes Satzes von drei Speichen nicht genau im Gleichgewicht miteinander sind und dass der einzelne Satz einen bestimmten Grad an Ungleichgewicht aufweist, oder dass mit anderen Worten in dem Rad ein lokales Ungleichgewicht vorhanden ist. In diesem Fall weisen die anderen Sätze von drei Speichen des Rades komplementäre Grade des Ungleichgewichtes auf, um zu gewährleisten, dass die Gesamt-Zugkräfte des Rades in Bezug zueinander im Gleichgewicht sind. Es liegt des Weiteren auf der Hand, dass alle genannten Betrachtungen unter der Annahme gelten, dass die Speichen alle im Wesentlichen den gleichen Querschnitt haben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt ist.
Angesichts des Obenstehenden liegt auf der Hand, dass die Speichenanordnung gemäß der Erfindung zu wichtigen Vorteilen führt. Zunächst beträgt, da die Zugkraft T_B die Resultierende der Zugkräfte von zwei Speichen (T_B1 und T_B2) ist, die Zugkraft jeder Speiche B im Wesentlichen die Hälfte von T_B. Dies bedeutet, dass daher jede Speiche B eine Spannung aufweisen kann, die im Wesentlichen die Hälfte dessen ausmacht, was bei einem herkömmlichen Rad erforderlich wäre, das eine einzelne Speiche B vorsieht.
Des Weiteren ist es wichtig, zu bemerken, dass bei einem typischen Hinterrad das Verhältnis zwischen dem Sinus von β und dem Sinus von α ungefähr 1:2 beträgt, was bedeutet, dass im Gleichgewichtszustand der Felge T_B ungefähr das Doppelte von T_A beträgt und dass daher jede Speiche mit einer Zugkraft gespannt werden kann, die erheblich geringer ist als die, die es hätte, wenn es sich um eine einzelne Speiche handelte, und die sich daher im Wesentlichen der Zugkraft der Speiche A nähert. Das heißt, Dank der Erfindung haben, wenn die Komponenten der Zugkräfte der Speichen in radialen Ebenen, die die Radachse einschließen, betrachtet werden, alle Speichen Zugkräfte, die nahe beieinander und sogar gleich sind.
Natürlich ist der Gleichgewichtszustand der Zugkräfte der Speichen jedes Satzes von drei Speichen auch in einer Ebene senkrecht zu der Achse X des Rades, d.h. in einer Ebene wie der in 1 dargestellten, vorhanden. In dieser Ebene sind die Komponenten der Zugkräfte der Speichen B jedes Satzes von drei Speichen R in einer tangentialen Richtung senkrecht zu der Felge im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander.
Des Weiteren kann die Erfindung, obwohl die Erfindung die oben erläuterten besonderen Vorteile im Fall eines Rades mit Speichen aufweist, die verschiedene Sturzwinkel auf den beiden Seiten haben (genau wie bei einem Hinterrad des beschriebenen Typs aufgrund des Vorhandenseins der Ritzelkassette oder jedem beliebigen Rad, sei es ein Vorderrad oder ein Hinterrad, aufgrund des Vorhandenseins beispielsweise der Scheibe einer Scheibenbremse), in jedem Fall auch bei einem Rad mit Speichen eingesetzt werden, die gleiche Sturzwinkel auf den beiden Seiten haben (üblicherweise ein Vorderrad).
Gleichzeitig verleiht der oben beschriebene Aufbau dem Rad, sei es ein Vorderrad oder ein Hinterrad, in der Richtung seiner Achse gesehen (siehe 1), ein neuartiges ästhetisches Äußeres, das originell und vollkommen unverwechselbar ist.
2 stellt ein Variante dar, bei der die Gruppen von drei Speichen, die in dem Rad vorgesehen sind, zehn anstelle von fünf sind, wie dies in 1 der Fall ist. Es liegt jedoch auf der Hand, dass die Anzahl der Sätze von drei Speichen beliebig variiert werden kann.
5 stellt eine weitere Variante dar, bei der das Rad gemäß der Erfindung als ein Vorderrad eingesetzt wird. In diesem Fall haben die Sätze von drei Speichen, in der Richtung der Radachse gesehen, im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie den in 1 dargestellten. Die Sätze von drei Speichen sind jedoch abwechselnd so ausgerichtet, dass ihre Mittelspeiche einmal (A) mit einer Seite (2a) der Nabe 2 und einmal (B) mit der anderen Seite (2b) verbunden ist. Desgleichen sind die Doppelspeichen einmal (B) mit der einen Seite (2b) der Nabe 2 und einmal (A) mit der anderen Seite (2a) der Nabe verbunden. Die Sätze von drei Speichen sind darüber hinaus vorzugsweise geradzahlig, so dass das Vorderrad eine identische Anzahl von Speichen auf beiden Seiten hat. In die ser Hinsicht stellt das in 2 gezeigte Rad ein Vorderrad mit Sätzen von drei Speichen dar, die abwechselnd auf die oben beschriebene Weise ausgerichtet sind, so dass 15 Speichen auf jeder Seite vorhanden sind, es könnte jedoch auch ein Hinterrad sein, bei dem 10 Speichen A sämtlich an einer Seite des Rades angeordnet sind und 20 Speichen B an der anderen Seite angeordnet sind.
6 stellt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Diese Figur ist eine Variante von 3 und stellt den Fall dar, in dem jede Gruppe R von Speichen aus fünf Speichen besteht. Innerhalb jedes Satzes von fünf Speichen sind zwei Speichen A mit dem Ende 2a der Nabe verbunden und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, während drei Speichen B mit dem Abschnitt 2b der Nabe verbunden sind und einander an einem Punkt P kreuzen. Es liegt auf der Hand, dass auch bezüglich der Anzahl der Speichen, die jede Gruppe von Speichen bilden, ein erheblicher Spielraum für den Konstrukteur besteht. Weiterhin wäre es auch möglich, eine Lösung wie die in 6 dargestellte vorzusehen, bei der auch die zwei Speichen A einander kreuzend angeordnet sind, oder auch eine Lösung, bei der die Speichen A einander kreuzen und die Speichen B im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Alle oben dargelegten Betrachtungen bezüglich des Ausgleichens der Zugkräfte der Speichen gelten auch im letzteren Fall. Bei einem Rad mit unterschiedlichen Sturzwinkeln auf den zwei Seiten kann die Anzahl von Speichen, die jede Gruppe von Speichen bilden, so ausgewählt werden, dass eine Spannung aller Speichen des Rades erreicht wird, die im Wesentlichen einheitlich ist. So könnte ein ähnliches Ergebnis beispielswei se mit einer Lösung des in 6 dargestellten Typs erreicht werden, sollte das Verhältnis der Sinusse der zwei Sturzwinkel nahe bei 3:2 liegen. Um dieses Kriterium zu erfüllen, kann jede Gruppe von Speichen aus einer Anzahl m von Speichen auf einer Seite des Rades und einer Anzahl n von Speichen auf der anderen Seite des Rades bestehen, die in einem Verhältnis m/n stehen, das so nahe wie möglich an dem umgekehrten Verhältnis der Sinusse der Sturzwinkel der entsprechenden zwei Seiten des Rades liegt. Des Weiteren kann, da die Zahlen m und n der Speichen ganze Zahlen sein müssen, vollständiges Gleichgewicht der Zugkräfte in jeder Gruppe von Speichen erreicht werden, indem die Spannung jeder einzelnen Speiche variiert wird. Es liegt jedoch auf der Hand, dass auch in diesem Fall die Zugkräfte der einzelnen Speichen in Bezug zueinander weitaus ausgeglichener sind als bei bekannten Rädern, die eine gleiche Anzahl von Speichen für beide Sturzwinkel haben.
Allgemein wird kein anderes Auswahlkriterium für die Anzahl von Speichen in jeder Gruppe ausgeschlossen, da auch der Fall nicht ausgeschlossen wird, dass sich die Gruppen von Speichen (auch bezüglich der Anzahl von Speichen in jeder Gruppe) in dem gleichen Rad unterscheiden.
Natürlich können die konstruktiven Details und Ausführungen ohne Beeinträchtigung des Prinzips der Erfindung weit von den hier beschriebenen und dargestellten abweichen, ohne dass damit vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
So kann in einer bevorzugten Lösung der Abstand (oder Sehne oder Leerraum) auf der Felge zwischen den Gruppen von Speichen größer sein als der Abstand (oder Sehne oder ausgefüllten Raum) an der Felge, der durch jede einzelne Gruppe von Speichen eingenommen wird. In einer anderen Lösung, die besonders bevorzugt wird, wenn das Rad eine kleine Anzahl von Gruppen von Speichen hat, kann der Abstand auf der Felge zwischen den Gruppen von Speichen erheblich größer sein als der Abstand auf der Felge, der durch jede einzelne Gruppe von Speichen eingenommen wird.

Claims

Speichenrad für ein Fahrrad, das umfasst: eine Nabe (2) mit einer Achse (X), die die Achse des Rades bildet; eine Felge (3); eine Vielzahl von Speichen, die die Nabe (2) mit der Felge (3) verbinden und so angeordnet sind, dass sie Gruppen von Speichen (R) an der Felge bilden, wobei jede Gruppe von Speichen (R) eine ungerade Anzahl von Speichen umfasst, die so zusammengefasst sind, dass der maximale Abstand zwischen zwei benachbarten Speichen der Gruppe an der Felge kleiner ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Gruppen an der Felge, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Speichen jeder Gruppe (R), in der Richtung der Achse (X) des Rades gesehen, einander überkreuzen, und die wenigstens zwei Speichen mit einem axialen Abschnitt der Nabe (2) an einer Seite der Nabe (2) in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse des Rades verbunden sind.
Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe (R) von Speichen eine oder mehrere Speichen (A) umfasst, die mit einem ersten Abschnitt (2a) der Nabe (2) verbunden sind, und die wenigstens zwei Speichen (B) mit einem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe verbunden sind, der in einem axialen Abstand zu dem ersten Abschnitt angeordnet ist.
Speichenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Gruppe von Speichen die Speichen (A), die mit dem ersten Abschnitt (2a) der Nabe (2) verbunden sind, sich hinsichtlich der Anzahl von den Speichen (B) unterscheiden, die mit dem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe verbunden sind.
Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Gruppe von Speichen die Speiche (A), die mit der anderen Seite der Nabe (2) verbunden ist, in einer radialen Symmetrieebene der Gruppe angeordnet ist.
Speichenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen, die einander überkreuzen, sowohl mit dem ersten Abschnitt (2a) als auch dem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe verbunden sind.
Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen, die einander überkreuzen, benachbarte Speichen sind.
Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Gruppe von Speichen, in der Richtung der Achse des Rades gesehen, eine Anordnung haben, die in Bezug auf eine radiale Symmetrieebene spiegelbildlich ist.
Speichenrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Gruppe von Speichen die Speichen, die mit wenigstens einem der zwei Abschnitte der Nabe verbunden sind, ungeradzahlig sind und eine Speiche enthalten, die, in der Richtung der Achse des Rades gesehen, in der Mitte der Gruppe in der radialen Symmetrieebene angeordnet ist.
Speichenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkräfte der Speichen jeder Gruppe im Wesentlichen in der Richtung der Achse des Rades miteinander im Gleichgewicht sind.
Speichenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkräfte der Speichen jeder Gruppe in einer Richtung tangential in Bezug auf die Mitte des Rades und in einer Ebene senkrecht zur Achse des Rades liegend, im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander sind.
Speichenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Speichen jeder Gruppe von Speichen, in der Richtung der Achse des Rades gesehen, einander sämtlich im Wesentlichen an dem gleichen Punkt überkreuzen.
Speichenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen von Speichen an der Felge gleich weit voneinander beabstandet sind.
Speichenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Speichen durch einen Satz aus drei Speichen gebildet wird.
Speichenrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Satz aus drei Speichen eine Speiche mit einem ersten Abschnitt (2a) der Nabe verbunden ist und die anderen zwei Speichen mit einem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe verbunden sind, der in einem axialen Abstand zu dem ersten Abschnitt angeordnet ist.
Speichenrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden sind, in der Richtung der Achse des Rades gesehen, symmetrisch in Bezug auf eine radiale Ebene angeordnet sind, die durch die Achse des Rades hindurch verläuft.
Speichenrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche, die mit dem ersten Abschnitt der Nabe verbunden ist, sich in einer radialen Ebene erstreckt, die die Achse des Rades einschließt.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Speichen jedes Satzes aus drei Speichen, in der Richtung der Achse des Rades gesehen, einander sämtlich an dem gleichen Punkt kreuzen.
Speichenrad nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt des Überkreuzens der Speichen jedes Satzes aus drei Speichen radial näher an der Nabe als an der Felge liegt.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkräfte der Speichen jedes Satzes aus drei Speichen in der Richtung der Achse des Rades im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander sind.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkräfte der Speichen jedes Satzes aus drei Speichen in einer Richtung tangential in Bezug auf die Mitte des Rades und in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Rades eingeschlossen im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander sind.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche, die mit dem ersten Abschnitt der Nabe verbunden ist, und die zwei verbleibenden Speichen jedes Satzes aus drei Speichen unterschiedliche Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittelebene des Rades aufweisen.
Speichenrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Zugkräfte der Speichen jedes Satzes aus drei Speichen in der Richtung der Achse des Rades im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander sind.
Speichenrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Zugkräfte der Speichen jedes Satzes aus drei Speichen in einer Richtung tangential in Bezug auf die Mitte des Rades und in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Rades eingeschlossen im Wesentlichen im Gleichgewicht miteinander sind.
Speichenrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkräfte der zwei Speichen jedes Satzes aus drei Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden sind, einander im Wesentlichen gleich sind.
Speichenrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Summe der Zugkräfte der zwei Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt der Nabe verbunden sind, und der Zugkraft der Speiche, die mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, in einer Ebene liegen, die die Achse des Rades einschließt, und die in einem Verhältnis in Bezug zueinander sind, das im Wesentlichen dem Verhältnis der Sinusse der jeweiligen Neigungswinkel in Bezug auf die Mittelebene gleich und umgekehrt dazu ist.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Fahrradhinterrad ist und dadurch, dass die Sätze aus drei Speichen sämtlich so ausge richtet sind, dass die radiale Speiche auf der gleichen Seite des Rades liegt, so dass eine Seite des Rades zweimal so viel Speichen hat wie die andere Seite.
Speichenrad nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite des Rades mit der doppelten Anzahl von Speichen die ist, die dem Ende der Nabe entspricht, das die Zahnkranzkassette trägt.
Speichenrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Vorderrad ist und dass die Sätze aus drei Speichen abwechselnd so ausgerichtet sind, dass die radiale Speiche abwechselnd an einer Seite und an der anderen Seite des Rades angebracht ist.
Speichenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen, die mit dem ersten Abschnitt (2a) und mit dem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe (2) verbunden sind, unterschiedliche Radsturzwinkel (α, β) haben und dass jede Gruppe von Speichen eine solche Anzahl (m) von Speichen, die mit dem ersten Abschnitt (2a) verbunden sind, sowie eine solche Anzahl (n) von Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt (2b) verbunden sind, hat, dass sich das Verhältnis (m/n) im Wesentlichen dem umgekehrten Verhältnis (sinβ/sinα) der Sinusse der jeweiligen Radsturzwinkel nähert.
Speichenrad nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Zugkräfte der Speichen des Rades, die mit dem ersten Abschnitt (2a) der Nabe verbunden sind, und die Summe der Zugkräfte der Speichen, die mit dem zweiten Abschnitt (2b) der Nabe verbunden sind, in der Richtung der Achse des Rades im Gleichgewicht miteinander sind.