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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein eine Fahrradfelge. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein verstärkte
Fahrradfelge, die Verstärkungselemente
an den Speichenöffnungen
aufweist.
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Hintergrundinformation
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Fahrradfahren
wird gerade zunehmend populär,
sowohl als Form der Erholung als auch als Transportmittel. Außerdem hat
sich Fahrradfahren zu einem sehr populären Wettkampfsport entwickelt, und
zwar sowohl für
Amateure als auch für
professionelle Fahrer. Unabhängig
davon, ob das Fahrrad für Erholungs-,
Transport- oder Wettkampfzwecke verwendet wird, führt die
Fahrradindustrie laufend eine Verbesserung der verschiedenen Bauteile
von diesem durch. Ein spezielles Bauteil, das umfassend neu gestaltet
wurde, ist das Laufrad des Fahrrades. Fahrradlaufräder werden
laufend neu gestaltet, so dass sie stark sind, geringeres Gewicht
und eine aerodynamischere Gestaltung haben, sowie auch damit sie
einfacher zu fertigen und zu montieren sind.
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Es
gibt viele unterschiedliche Typen von Fahrradlaufrädern, die
momentan auf dem Markt verfügbar
sind. Die meisten Fahrradlaufräder
weisen eine Nabe, eine Mehrzahl von Speichen und eine ringförmige Felge
auf. Die Nabe ist für
eine Relativdrehung an einem Teil des Rahmens des Fahrrades befestigt.
Die inneren Enden der Speichen sind mit der Nabe verbunden und erstrecken
sich von der Nabe nach außen.
Die ringförmige
Felge ist mit den äußeren Enden
der Speichen verbunden und weist einen Außenabschnitt auf, welcher einen
Luftreifen tragen kann. Typischerweise sind die Speichen des Fahrradlaufrades
dünne aus
Metalldraht bestehende Speichen. Die Enden der Nabe sind mit Flanschen versehen,
die verwendet werden, um die Speichen mit der Nabe zu verbinden.
Insbesondere sind Löcher
in den Nabenflanschen vorgesehen. Die Drahtspeichen sind für gewöhnlich an
ihrem inneren Ende umgebogen und mit einem Flansch versehen, der
in Form eines Nagelkopfes ausgebildet ist. Das innere Ende ist in
einem der Löcher
eines der Nabenflansche gelagert. Die äußeren Enden der Speichen sind typischerweise
mit einem Gewinde versehen, um mit Speichennippeln in Eingriff zu
kommen, welche die äußeren Enden
der Drahtspeichen an in der Felge befindlichen Löchern befestigen.
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In
letzter Zeit wurden Fahrradlaufräder
gestaltet, die Speichen mit höherer
Spannung zwischen Felge und Nabe verwendeten, um ein steiferes Laufrad
bereitzustellen. Wenn die Spannung in den Speichen sehr hoch wird,
werden sehr starke Felgen benötigt.
Falls man die Felge über
ihren gesamten Umfang dicker macht oder eine Stahlfelge verwendet wird,
dann kann die Felge unerwünscht
schwer werden. Somit wurden mehrere Versuche unternommen, um Felgen
zu erzeugen, die von geringem Gewicht sind und hohe Spannung aufweisenden
Speichen Rechnung tragen können.
Ein Beispiel einer Fahrradfelge, die hohe Spannung aufweisenden
Speichen Rech nung tragen kann, ist im U.S.-Patent Nr. 6,283,557
offenbart, das Shimano, Inc. übertragen wurde.
Die Fahrradfelge dieses Patents verwendet Speichen, die an Seitenflächen der
Felge unter Verwendung von speziellen Unterlegscheiben befestigt sind.
Zwar arbeitet diese Felge sehr gut, benötigt jedoch spezielle Unterlegscheiben,
die an den Enden der Speichen befestigt sind, wobei die Speichen
ein gekrümmtes
Ende aufweisen. Es wurden mehrere Fahrradlaufräder verwendet, die geradlinige
Speichen verwenden. Diese geradlinigen Speichen sind sehr stark
und ermöglichen
eine Verwendung einer höheren
Spannung in den Speichen. Jedoch werden wiederum, wenn die Spannung
in den geradlinigen Speichen sehr groß wird, dann wiederum sehr
starke Felgen benötigt.
Als Ergebnis werden dickere und/oder verstärkte Felgen benötigt, wenn
unter einer hohen Spannung stehende geradlinige Speichen verwendet
werden. Einige dieser Verstärkungen
sind mit der Felge verschweißt
oder durch Hartlöten
verbunden, was bewirken kann, dass die physikalischen (mechanischen)
Eigenschaften der Felge durch die Wärme des Schweiß- oder
Hartlötprozesses
verändert
werden. Somit sind diese dickeren oder verstärkten Felgen häufig schwer,
und schwierig und/oder teuer zu fertigen.
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In
Anbetracht des zuvor Beschriebenen geht für Fachleute aus dieser Beschreibung
klar hervor, dass ein Bedarf nach einer verbesserten verstärkten Felge
besteht. Die Erfindung zielt auf diesen Mangel des Standes der Technik
sowie auf weitere Mängel ab,
wie für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervorgeht.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Felge für ein Fahrradlaufrad bereitzustellen,
das relativ stark und dabei von relativ geringem Gewicht ist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Felge bereitzustellen,
die relativ einfach und kostengünstig
herzustellen und zu montieren ist.
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Die
zuvor beschriebenen Ziele können
im Wesentlichen dadurch erreicht werden, dass eine Fahrradfelge
bereitgestellt wird, die eine ringförmige metallische Felge, eine
Mehrzahl von einzelnen Verstärkungselementen
und mindestens ein Aufkleb-Verstärkungsmaterial
beinhaltet. Die ringförmige
metallische Felge beinhaltet einen ringförmigen Reifenbefestigungsabschnitt,
der ausgebildet ist, um einen Reifen an diesem zu montieren, und
einen Speichenbefestigungsabschnitt mit einer Mehrzahl von Speichenöffnungen.
Die einzelnen Verstärkungselemente
kommen über
diskreten Außenflächenzonen
des die Speichenöffnungen
umgebenden Speichenbefestigungsabschnittes zu liegen. Das mindestens
eine Aufkleb-Befestigungsmaterial kommt über den einzelnen Speichenverstärkungen und
den äußeren Zonen
des Speichenbefestigungsabschnittes benachbart zu den Verstärkungselementen
zu liegen.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung
gehen für
Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, die
in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend
sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, welche einen
Teil dieser ursprünglichen
Offenbarung bilden. In diesen sind:
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1 eine
Seitenansicht eines Fahrrades mit einem vorderen Fahrradlaufrad
und einem hinteren Fahrradlaufrad gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
partielle hintere Seitenansicht des in 1 dargestellten
Vorderrades, wobei die Fahrradnabe in Seitenansicht und die Felge
im Querschnitt dargestellt ist;
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3 eine
partielle Seitenansicht des in den 1 und 2 dargestellten
Vorderrades;
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4 eine
Reihe von Querschnittsansichten, welche ein bevorzugtes Verfahren
zur Herstellung der in den 1 bis 3 dargestellten
Felge gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung darstellt; und
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5 eine
partielle Seitenansicht eines Vorderrades mit einer Felge gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausgewählte Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Für Fachleute
geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die folgenden Beschreibungen
der Ausführungsformen
der Erfindung lediglich zu Darstellungszwecken dienen und sich als
die Erfindung nicht einschränkend
verstehen, die durch die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert
ist.
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Zu
Anfang Bezug nehmend auf 1 ist ein Fahrrad 10 mit
einem vorderen Fahrrad-Laufrad 12 und einem hinteren Fahrrad-Laufrad 14 gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Die Fahrrad-Laufräder 12 und 14 sind
an einem Fahrradrahmen 16 in herkömmlicher Weise befestigt. Da
die Teile des Fahrrades 10 in der Technik gut bekannt sind,
werden die Teile des Fahrrades 10 hier nicht detailliert
erläutert
oder dargestellt, abgesehen von Teilen, die in Bezug zur Erfindung
stehen. Mit anderen Worten werden hier lediglich die Teile, die
in Bezug zu den Fahrrad-Laufrädern 12 und 14 stehen, detailliert
erläutert
und dargestellt. Außerdem
können verschiedene
herkömmliche
Fahrradteile wie beispielsweise Bremsen, zusätzliche Kettenräder, Umwerfer,
etc., die hier dargestellt sein können, oder auch nicht, in Verbindung
mit der Erfindung verwendet werden.
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Im
Allgemeinen wird die Erfindung in gleicher Weise auf beide Fahrrad-Laufräder 12 und 14 angewandt.
Auch einige der Teile der Fahrradlaufräder 12 und 14 sind
identisch oder haben die gleiche Funktion. Somit sind identische
Teile der Fahrradlaufräder 12 und 14 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bezug nehmend auf die 2 und 3 beinhaltet
das Vorderrad 12 des Fahrrades im Wesentlichen eine ringförmige Felge 18 mit
einem Luftreifen 19, einer mittigen Nabe 20 und
einer Mehrzahl von Speichen 21.
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Weiterhin
Bezug nehmend auf die 2 und 3 ist die
Felge 18 ein ringförmiges
Element, das für
eine Drehung um eine Mittelachse C des vorderen Fahrradlaufrades 12 gestaltet
ist. Mit anderen Worten ist die Felge 18 im Wesentlichen
kreisförmig,
wie aus der Seitenansicht (1) zu ersehen.
Die Felge 18 beinhaltet im Wesentlichen ein ringförmiges metallisches
Felgenelement 22, eine Mehrzahl von einzelnen Verstärkungselementen 23 und
eine Mehrzahl von Aufkleb-Befestigungsmaterialien
oder -bahnen 24. Somit ist die Felge 18 eine Verbundfelge,
die sowohl aus metallischen als auch nicht-metallischen Materialien
besteht. Die Verstärkungselemente 23 sind
mittels eines Klebstoffes ohne Wärme
direkt auf das ringförmige
metallische Felgenelement 22 aufgeklebt und werden auf
dem ringförmigen
metallischen Felgenelement 22 durch die Aufkleb-Befestigungsmaterialien
oder -bahnen 24 gehalten. Es wird zwar Wärme verwendet,
um die Aufkleb-Befestigungsmaterialien oder -bahnen 24 aufzubringen,
jedoch ist die Wärme
geringer als eine Temperatur, welche das metallische Material des
ringförmigen
metallischen Felgenelementes 22 physikalisch verändern würde. Somit
sind die Verstärkungselemente 23 mit
dem ringförmigen
metallischen Felgenelement 22 nicht verschweißt oder
verlötet,
wodurch das Metallmaterial des ringförmigen metallischen Felgenelementes 22 physikalisch
verändert
werden würde.
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Das
ringförmige
metallische Felgenelement 22 beinhaltet im Wesentlichen
einen ringförmigen Reifenbefestigungsabschnitt 26 und
einen Speichenbefestigungsabschnitt 27 mit einer Mehrzahl
von Speichenöffnungen 28.
Im Wesentlichen weist das ringförmige
metallische Felgenelement 22 ein einheitliches Querschnittsprofil
auf, abgesehen von einem Nichtvorhandensein von Material, damit
ein (nicht dargestelltes) Lufteinfüllventil und die Speichenöffnungen 28 untergebracht
werden. Das ringförmige
metallische Felgenelement 22 ist aus einem im Wesentlichen
starren Material aufgebaut, beispielsweise solchen Materialien,
die in der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann das ringförmige metallische
Felgenelement 22 aus einem beliebigen geeigneten metallischen
Material aufgebaut sein, beispielsweise plattiertem Stahl, rostfreiem
Stahl, Aluminium, Magnesium oder Titan. Vorzugsweise ist das ringförmige metallische
Felgenelement 22 aus Aluminium aufgebaut. Der Aufbau des
ringförmigen metallischen
Felgenelementes 22 wird nachfolgend detaillierter erläutert.
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Wie
aus den 2 und 4 zu ersehen,
ist der ringförmige
Reifenbefestigungsabschnitt 26 ein äußerer ringförmiger Abschnitt des ringförmigen metallischen
Felgenelementes 22, das so konfiguriert und angeordnet
ist, dass der Reifen 19 an diesem in herkömmlicher
Weise montiert wird. Der ringförmige Reifenbefestigungsabschnitt 26 beinhaltet
im Wesentlichen ein Paar von ringförmigen Seitenteilstücken 26a und
ein ringförmiges äußeres Brücken- oder
Verbindungsteilstück 26b.
Das ringförmige
Verbindungsteilstück 26b erstreckt
sich zwischen den ringförmigen
Seitenteilstücken 26a,
um eine im Wesentlichen U-förmige
Reifenaufnahmevertiefung auszubilden, wie im Querschnitt in 2 dargestellt.
Die ringförmigen
Seitenteilstücke 26a sind
ringförmige plattenförmige Elemente,
die ein Paar von ringförmigen
Reifenträgerflächen und
ein Paar von ringförmigen
Bremsflächen
in herkömmlicher
Weise bilden. Die Reifenträgerflächen der
ringförmigen
Seitenteilstücke 26a sind
gegenüberliegende
ringförmige
Flächen,
die einander in Richtung zur Mittelebene P zugewandt sind. Die Reifenträgerflächen weisen
ringförmige
Rippen auf, die an deren freien Enden ausgebildet sind, um Wülste des
Reifens 18 in herkömmlicher
Weise zurückzuhalten.
Die ringförmigen Bremsflächen der
ringförmigen
Seitenteilstücke 26a weisen
von der Mittelebene P weg nach außen, um mit herkömmlichen
Felgenbremsen in Eingriff zu kommen.
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Das
ringförmige
Verbindungsteilstück 26b ist ein
gekrümmtes
rohrförmiges
Element, das eine einzige Ventilöffnung
beinhaltet, die in diesem ausgebildet ist, um ein Luftventil in
dieser in herkömmlicher Weise
anzubringen. Somit ist das ringförmige
Verbindungsteilstück 26b vorzugsweise
frei von Öffnungen, abgesehen
von der einzigen Ventilöffnung,
derart, dass der Reifen 19 ein schlauchloser Reifen sein kann.
Jedoch geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass es sich beim
Reifen 19 um einen Schlauchreifen handeln könnte, und
dass die Ventilöffnung
das Ventil des Schlauches in herkömmlicher Weise aufnehmen könnte.
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Der
Speichenbefestigungsabschnitt 27 ist ein innerer ringförmiger Abschnitt
des ringförmigen Metallfelgenelementes 22,
das sich vom ringförmigen
Verbindungsteilstück 26b des
ringförmigen
Reifenbefestigungsabschnittes 26 erstreckt, um einen hohlen
Innenraum zu bilden. Somit ist der Speichenbefestigungsabschnitt 27 ein
rohrförmiges
Element, das eine U-förmige
Querschnittsform aufweist. Die Speichenöffnungen 28 sind mit
gleichen Abständen um
einen am weitesten innenliegenden Teil des Umfangs des Speichenbefestigungsabschnittes 27 angeordnet,
um die Verstärkungselemente 23 aufzunehmen,
wie sich am besten aus 1 entnehmen lässt. In
der dargestellten Ausführungsform
weist der Speichenbefestigungsabschnitt 27 vierundzwanzig Speichenöffnungen 28 auf,
um insgesamt vierundzwanzig Speichen 21 zu befestigen.
Die Speichenöffnungen 28 sind
abwechselnd vorzugsweise unter einem geringen Winkel in entgegengesetzten
Axialrichtungen relativ zu einer Felgenmittelebene angeordnet, so
dass sich die an diesen angebrachten Speichen 21 zu entgegengesetzten
Enden der Nabe 20 hin erstrecken. Vorzugsweise sind die
Speichen 21 zwischen der Nabe 20 und dem Speichenbefestigungsabschnitt 27 so
angebracht, dass das Laufrad 12 gewölbt (tellerförmig) ist,
d. h. die Felge 18 gegenüber der Mitte der Nabe 22 zu
dem einen Ende hin versetzt ist. Jede der Speichenöffnungen 28 ist
so konfiguriert, dass sie eines der Verstärkungselemente 23 aufnimmt,
wie aus 2 zu ersehen.
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Die
Verstärkungselemente 23 sind
mit einem inneren Abschnitt der Felge 18 durch einen Klebstoff 27a oder
dergleichen verklebt, wobei dieser keine Wärme von einer Temperatur benötigt, durch
die die physikalischen (mechanischen) Eigenschaften des ringförmigen metallischen
Felgenelementes 22 nachteilig beeinflusst werden. Mit anderen
Worten sind die Verstärkungselemente 23 am
ringförmigen
metallischen Felgenelement 22 der Felge 18 fest
angebracht, um das ringförmige
metallische Felgenelement 22 zu verstärken. Jedes Verstärkungselement 23 ist
vorzugsweise als einstückiges
unitäres
Element aus einem geringes Gewicht aufweisenden starren metallischen
Material aufgebaut, das vom ringförmigen metallischen Felgenelement 22 separat ist.
Insbesondere ist jedes Verstärkungselement 23 vorzugsweise
aus Aluminium aufgebaut. Die Verstärkungselemente 23 sind
vorzugsweise durch Gießen, spanende
Bearbeitung und/oder ein beliebiges anderes geeignetes Herstellungsverfahren
ausgebildet. Die Verstärkungselemente 23 sind
an den diskreten äußeren Oberflächenzonen
des Speichenbefestigungsabschnittes 27 durch einen Klebstoff
angebracht, der an Grenzflächen
zwischen den Verstärkungselementen 23 und
den diskreten äußeren Oberflächenzonen
des Speichenbefestigungsabschnittes 27 angeordnet ist.
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Vorzugsweise
beinhaltet, wie am besten aus 4 zu ersehen,
jedes der Verstärkungselemente 23 ein
Verstärkungsplattenteilstück 23a,
das über
einer der diskreten äußeren Oberflächenzonen
des Speichenbefestigungsabschnittes 27 zu liegen kommt,
und ein rohrförmiges
Teilstück 23b,
das sich von einem entsprechenden der Verstärkungsplattenteilstücke 23a aus
und durch eine entsprechende der Speichenöffnungen 28 des Speichenbefestigungsabschnitte 27 hindurch
erstreckt. Somit weist bei dieser Ausführungsform jedes der Verstärkungselemente 23 eine
im Wesentlichen umgekehrte Pilzform auf, wie am besten in 2 dargestellt.
Die Verstärkungsplattenteilstücke 23a der
Verstärkungselemente 23 sind
an der Außenfläche des
Speichenbefestigungsabschnittes 27 klebend befestigt, um
die Verstärkungselemente 23 an
diesem teilweise zu befestigen. Die Aufkleb-Befestigungsmaterialien oder -bahnen 24 werden
verwendet, um die Verstärkungselemente 23 an
der Außenfläche des
Speichenbefestigungsabschnittes 27 sicherer und dauerhafter
zu befestigen, wie später
noch erläutert
wird. Die Verstärkungsplattenteilstücke 23a der
Verstärkungselemente 23 erhöhen in effektiver
Weise die Dicke des Speichenbefestigungsabschnittes 27 an
den Speichenöffnungen 28,
um eine starre Verstärkung
der Felge 18 zu liefern. Das rohrförmige Teilstück 23b eines
jeden der Verstärkungselemente 23 weist
eine Gewindebohrung 23c auf, um eine der Speichen 21 mit
diesem mittels eines Adapters 29 verschraubbar zu verbinden.
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Die
Adapter 29 sind Röhren
mit Außengewinden 29a und
einem nichtkreisförmigen
(z. B. rechteckig geformten, sechseckig geformten, mit Längskeilzähnen versehenen,
etc.) Werkzeugeingreifabschnitt 29b. Die Adapter 29 sind
an den Schäften
der Speichen 21 derart angebracht, dass das eine Ende des
Adapters 29 mit einer der Speichen 21 in Eingriff
ist. Das Außengewinde 29a der
Adapter 29 ist konfiguriert, um ein Gegenstück zu dem
Innengewinde der Gewindebohrung 23c der Verstärkungselemente 23 zu
bilden. Somit können
die Speichen 21 einstellbar, lösbar und fest mit der Felge 28 mittels der
Adapter 29 verbunden werden. Somit wird die Spannung in
den Speichen 21 durch Festziehen oder Lockern der Adapter 29 eingestellt.
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Die
Aufkleb-Befestigungsmaterialien oder -bahnen 24 bei dieser
ersten Ausführungsform
sind vorzugsweise dünne
Bahnen von durchgehenden Verstärkungsfasern,
die mit einem wärmehärtenden Harz
oder einem thermoplastischen Harz getränkt sind, die häufig als
Prepreg-Bahnen bezeichnet werden. Die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 (Prepreg-Bahnen)
sind bei Raumtemperatur ein weiches Material. Jedoch wird, wenn
die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 (Prepreg-Bahnen) erwärmt werden, dann
die Viskosität
des Harzes gering. Jedoch wird danach das Harz der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 sehr
hart, d. h. es wird fest bei 130° C
bis 150° C. Nach
der Wärmebehandlung
liegt die Gesamtdicke der Kohlenstoff-Schicht der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 zwischen
ca. 0,3 bis ca. 0,5 mm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
beinhalten die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 (Prepreg-Bahnen)
Kohlenstoff-Fasern oder Glasfasern, die mit einem Epoxidharz getränkt ist.
Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen
können
die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 (Prepreg-Bahnen)
praktisch jede beliebige Verstärkungsfaser
mit praktisch jedem beliebigen Substratharz beinhalten, mit dem
die Erfindung ausgeführt
werden kann. Die Dicke und die Oberflächenbeschaffenheit der Aufkleb-Materialbahnen 24 (Prepreg-Bahnen)
kann so variiert werden, dass sie den gewünschten Anforderungen an das
Laufrad genügt.
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Vorzugsweise
werden vier bis sechs Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 verwendet,
um die Verstärkungselemente 23 zu
bedecken. Bei dieser Ausführungsform
sind vier bis sechs Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 konfiguriert
und angeordnet, um ein gesamtes Umfangsteilstück des Speichenbefestigungsabschnittes 27 abzudecken,
der alle Verstärkungselemente 23 beinhaltet.
Außerdem
können
einige der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 verwendet werden,
um Gebiete des Speichenbefestigungs abschnittes 27 abzudecken,
die sich oberhalb und zwischen den Verstärkungselementen 23 befinden.
Somit brauchen nicht alle der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 die
Verstärkungselemente 23 abzudecken. Vielmehr
können
einige der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 verwendet
werden, um die Stufe allmählich
auslaufen zu lassen, die durch die Dicke des Verstärkungsplattenteilstückes 23a der
Verstärkungselemente 23 verursacht
wird.
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Bezug
nehmend auf die 2 und 3 wird die
Nabe 20 nachfolgend detaillierter erläutert. Die Nabe 20 beinhaltet
im Wesentlichen eine Achse 31 mit einem Nabengehäuse oder
-körper 32, das/der
um die Achse 23 mittels eines Paares von Lagern in herkömmlicher
Weise drehbar angeordnet ist. Die Nabe 20 beinhaltet weiter
eine Mehrzahl von Speichenbefestigungselementen 33 zur
Befestigung der Speichen 21. Die übrigen Teile der Nabe 20,
abgesehen vom Nabengehäuse
oder -körper 32 und den
Speichenbefestigungselementen 23, sind für die Zwecke
der Erfindung relativ herkömmlich.
Somit werden diese übrigen
Teile der Nabe 20 hier nicht detailliert erläutert oder
dargestellt.
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Die
Achse 31 ist ein hartes starres Element, das ein Paar von
gegenüberliegenden
freien Enden 31a und 31b aufweist, die sich vom
Nabengehäuse 32 nach
außen
erstrecken. Die freien Enden 31a und 31b der Achse 31 sind
mit dem Rahmen 16 mittels einer Schnelllösevorrichtung 34 in
herkömmlicher
Weise fest verbunden. Die Achse 31 weist eine Mittelachse
C auf, welche die Mittelachse des Laufrades 12 definiert.
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Wie
am besten aus 2 zu ersehen, ist das Nabengehäuse 32 ein
hartes starres rohrförmiges Element,
das an der Achse 31 drehbar gelagert ist. Das Nabengehäuse 32 beinhaltet
einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 32a, einen zweiten
Speichenbefestigungsabschnitt 32b und einen rohrförmigen Mittelabschnitt 32c,
der zwischen den Befestigungsabschnitten 32a und 32b angeordnet
ist. Somit sind die Speichenbefestigungsabschnitte 32a und 32b an
gegenüberliegenden
Enden des Nabengehäuses 32 angeordnet.
Die Speichenbefestigungsabschnitte 32a und 32b sind
so konfiguriert und angeordnet, dass die Speichen 21 an
diesen fest angebracht werden. Die Speichenbefestigungsabschnitte 32a und 32b sind,
wie dargestellt, vorzugsweise spiegelbildlich zueinander, abgesehen
davon, dass der Speichenbefestigungsabschnitt 32a gegenüber dem Speichenbefestigungsabschnitt 32b in
Umfangsrichtung versetzt ist. Selbstverständlich brauchen die Speichenbefestigungsabschnitte 32a und 32b,
falls erforderlich und/oder gewünscht,
nicht spiegelbildlich zueinander sein. Optional ist das Nabengehäuse 32 auch
mit einem Bremsenbefestigungsabschnitt 32d zur Befestigung
eines (nicht dargestellten) Scheibenbremsrotors versehen. Der (nicht
dargestellte) optionale Scheibenbremsrotor kann am Nabengehäuse 32 durch
einen Rückhalte-
oder Verriegelungsring befestigt werden, der in das Ende des Nabengehäuses 32 eingeschraubt
ist, wie beispielsweise offenbart im U.S.-Patent Nr. 6,371,252 von
Kanehisa (übertragen
an Shimano, Inc.).
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Der
Speichenbefestigungsabschnitt 32a beinhaltet eine Mehrzahl
(sechs) einzelner Speichenbefestigungsteile oder -vorsprünge 41,
die sich von dem einen Ende des Nabengehäuses 32 radial nach
außen
erstrecken. Die Speichenbefestigungsteile 41 sind in gleichem
Abstand in Umfangsrichtung um den Hauptkörper des Speichenbefestigungsabschnittes 32a angeordnet.
Jeder der Speichenbefestigungsteile 41 ist so konfiguriert
und angeordnet, dass ein Paar der Speichen 21 an diesen
unter Verwendung von zwei der Speichenbefestigungselemente 33 befestigt
werden. Jedes der Speichenbefestigungsteile 41 ist vorzugsweise
identisch, wie dargestellt. Selbstverständlich brauchen die Speichenbefestigungsteile 41,
je nach Anforderung und/oder Wunsch, nicht identisch zu sein.
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In ähnlicher
Weise beinhaltet der Befestigungsabschnitt 32b eine Mehrzahl
(sechs) einzelner Speichenbefestigungsteile oder -vorsprünge 42,
die sich von dem einen Ende des Nabengehäuses 32 radial nach
außen
erstrecken. Die Speichenbefestigungsteile 42 sind vorzugsweise
in gleichen Abständen
in Umfangsrichtung um den Hauptkörper
des Speichenbefestigungsabschnittes 32b angeordnet. Die
Speichenbefestigungsteile 42 sind vorzugsweise versetzte
Spiegelbilder der Speichenbefestigungsteile 41. Mit anderen
Worten sind die Speichenbefestigungsteile 42 gegenüber den
Speichenbefestigungsteilen 41 um einen spitzen Winkel wie
beispielswei se 15° in
Umfangsrichtung versetzt und weisen in entgegengesetzter Axialrichtung
von den Speichenbefestigungsteilen 41, wie aus den 2 und 3 zu
ersehen.
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Jeder
der Speichenbefestigungsteile 42 ist so konfiguriert und
angeordnet, dass ein Paar der Speichen 21 daran unter Verwendung
von einem der Speichenbefestigungselemente 33 befestigt
ist. Jeder der Speichenbefestigungsteile 42 ist vorzugsweise
identisch, wie dargestellt. Selbstverständlich brauchen die Speichenbefestigungsteile 42,
je nach Anforderung und/oder Wunsch, nicht identisch zu sein. Somit
sind die Speichenbefestigungsteile oder -vorsprünge 41 und 42 des
Nabengehäuses 32 einzelne radiale
Vorsprünge,
die um entgegengesetzte Enden des Nabengehäuses 32 in Umfangsrichtung
mit Abstand zueinander angeordnet sind.
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Die
Speichen 21 sind Zugspeichen, welche die Nabe 20 und
die Felge 18 miteinander verbinden, wie später noch
erläutert
wird. Bei der dargestellten Ausführungsform
beinhaltet das vordere Fahrradlaufrad 12 vierundzwanzig
der Speichen 21, die sich von der Nabe 20 zur
Felge 18 im Wesentlichen tangential erstrecken. Auch bei
der dargestellten Ausführungsform
sind die Speichen 21 mit der Felge 18 an in gleichen
Abständen
angeordneten Umfangsorten verbunden, wie aus 1 zu ersehen.
Selbstverständlich
geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass das vordere
Fahrradlaufrad 12 eine modifizierte Felge und/oder eine
modifizierte Nabe verwenden kann, um unterschiedlichen Einspeichungsanurdnungen
Rechnung zu tragen, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Außerdem geht
für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass das vordere Fahrradlaufrad 12 eine
modifizierte Felge und/oder eine modifizierte Nabe verwenden kann,
um einer geringeren oder größeren Anzahl von
Speichen 21 Rechnung zu tagen, falls erforderlich und/oder
gewünscht.
In jedem Fall sind die Speichen 21 vorzugsweise mit der
ringförmigen
Felge 18 in einer in Umfangsrichtung beabstandeten Anordnung
verbunden.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 2 und 3 sind die
Speichen 21 vorzugsweise geradlinige Speichen, die identisch
zueinander sind. Jede der Speichen 21 beinhaltet im Wesentlichen
einen mit eine Gewinde versehenen inneren Endabschnitt 21a,
einen geradlinigen mittleren oder Mittelabschnitt 21b und
einen äußeren mit
einem Kopf versehenen Endabschnitt 21c. Die Abschnitte 21a, 21b und 21c einer
jeden der Speichen 21 sind vorzugsweise in integraler Weise
miteinander als einstückiges
unitäres Element
ausgebildet. Die mit einem Gewinde versehenen inneren Endabschnitte 21a der
Speichen 16 sind mit der Nabe 20 verbunden, hingegen
sind die äußeren Endabschnitte 21c der
Speichen 21 mit der Felge 18 mittels der Adapter 29 verbunden,
welche Gegenstücke
zu den Verstärkungselementen 23 bilden.
Die Speichen 21 sind vorzugsweise Drahtspeichen von relativ
herkömmlicher
Art. Daher werden die Speichen 21 hier nicht detailliert
erörtert
und/oder dargestellt, abgesehen insofern sie in Bezug zur Nabe 20 der
Erfindung stehen.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf 4 wird ein bevorzugtes Verfahren
zur Herstellung der Felge 18 erläutert. Zuerst wird das ringförmige metallische Felgenelement 22 unter
Verwendung herkömmlicher Felgenherstellungsverfahren
erzeugt. Beispielsweise kann das ringförmige metallische Felgenelement durch
Extrudieren einer Länge
von Aluminium mit der Querschnittsform aufgebaut sein, welche den
ringförmigen
Reifenbefestigungsabschnitt 26 und den Speichenbefestigungsabschnitt 27 beinhaltet,
wie in 2 dargestellt. Dann wird das extrudierte Aluminiumfelgenelement
auf die geeignete Länge
zugeschnitten und in eine kreisförmige
Gestalt gebogen. Die Enden des extrudierten Aluminiumfelgenelementes
werden dann miteinander verschweißt. Die Speichenöffnungen 28 können in
herkömmlicher
Weise gestanzt oder gebohrt werden, und zwar bevor oder nachdem
die freien Enden des extrudierten Aluminiumfelgenelementes miteinander
verschweißt
werden.
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Sobald
das ringförmige
metallische Felgenelement 22 mit der in 2 dargestellten
Querschnittsform erzeugt ist, werden die einzelnen Verstärkungselemente 23 am
Speichenbefestigungsabschnitt 27 des ringförmigen metallischen
Felgenelementes befestigt. Wie zuvor erwähnt, sind die Verstärkungselemente 23 vorzugsweise
aus Aluminium aufgebaut, und zwar durch Gießen, spanende Bearbeitung und/oder
ein beliebiges anderes geeignetes Herstellungsverfahren. Das rohrförmige Teilstück 23b eines
jeden der Verstärkungselemente 23 wird
in eine der Speichenöffnungen 28 eingesetzt,
derart, dass die Verstärkungsplattenteilstücke 23a der
Verstärkungselemente 23 über diskreten äußeren Oberflächenzonen
des Speichenbefestigungsabschnittes 27, welcher die Speichenöffnungen 28 umgibt,
zu liegen kommen. Vorzugsweise wird der Klebstoff 27a auf
eine der Oberflächen
der Verstärkungsplattenteilstücke 23a der
Verstärkungselemente 23 und
die diskreten Außenflächenzonen
des Speichenbefestigungsabschnittes 27, welche die Speichenöffnungen 28 umgeben,
aufgebracht, so das die Verstärkungsplattenteilstücke 23a mit
der Außenfläche des
Speichenbefestigungsabschnittes 27 verklebt werden, um
die Verstärkungselemente 23 an
diesem teilweise zu befestigen.
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Als
Nächstes
werden die Aufkleb-Befestigungsmaterialien oder -bahnen 24 aufgebracht,
um die Verstärkungselemente 23 an
der Außenfläche des
Speichenbefestigungsabschnittes 27 sicherer und dauerhafter
zu befestigen. Bei dieser Ausführungsform
werden vier bis sechs Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 angeordnet,
um ein gesamtes Umfangsteilstück
des Speichenbefestigungsabschnittes 27 abzudecken, das
alle Verstärkungselemente 23 beinhaltet.
Optional können
einige der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 verwendet werden,
um Zonen des Speichenbefestigungsabschnittes 27 abzudecken,
die sich oberhalb und zwischen den Verstärkungselementen 23 befinden.
In jedem Fall werden bei dieser Ausführungsform die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 derart
aufgebracht, dass sich die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 kontinuierlich
um eine gesamte Umfangszone des Speichenbefestigungsabschnittes 27 erstrecken,
die alle Verstärkungselemente 23 beinhaltet.
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Das
Aufbringen der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 wird dadurch
bewerkstelligt, dass ein wärmeschrumpfendes
Umhüllungsmaterial 50 über den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 aufgebracht
wird. Vorzugsweise ist das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 ein
Bandstreifen, der spiralförmig um
den gesamten Umfang des ringförmigen
metallischen Felgenelementes 22 herum gewunden wird, wobei
eine geringfügige Überlappung
zwischen benachbarten Windungen besteht. Dann wird Wärme auf
das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 aufgebracht,
derart, dass das wärmeschrumpfende Umhüllungsmaterial 50 die
Klebstoff materialbahnen 24 gegen die Verstärkungselemente 23 und
den Speichenbefestigungsabschnitt 27 nahe zu den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 drückt. Dieses
Aufbringen von Wärme
auf das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 bewirkt
auch, dass das Harz der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 schmilzt
und somit sowohl mit dem Verstärkungselement 23 als
auch dem Speichenbefestigungsabschnitt 27 verklebt wird.
Da die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 die Verstärkungselemente 23 und
den Speichenbefestigungsabschnitt 27 überlappen, wird eine starke
Verbindung zwischen dem Speichenbefestigungsabschnitt 27 und
den Verstärkungselementen 23 erzeugt,
und zwar durch das Epoxidharz (Klebematerial) in den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24,
das durch Aufbringen von Wärme
auf das wärmeschrumpfende Umhüllungsmaterial 50 aktiviert
wurde.
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Nun
wird das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 entfernt,
um die Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 freizulegen, die mit
dem ringförmigen
metallischen Felgenelement 22 verklebt wurden. Nun werden
Löcher
in den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 bei
jeder der Speichenöffnungen 28 erzeugt. Wie
dargestellt, wird ein Bohrer verendet. Jedoch ist es für Fachleute
offensichtlich, dass weitere Verfahren zur Erzeugung der Löcher in
den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24, welche jeder der Speichenöffnungen 28 entsprechen,
verwendet werden können.
Sobald die Löcher
in den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 erzeugt wurden, ist
die Felge 18 bereit zum Befestigen an der Nabe 20,
und zwar durch die Speichen 21, die Adapter 29 und
die Speichenbefestigungselemente 33 in der zuvor beschriebenen
Weise.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf 5 wird ein Abschnitt eines modifizierten
Vorderrades 112 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. In Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen der ersten
und zweiten Ausführungsform
sind diejenigen Teile der zweiten Ausführungsform, die zu Teilen der
ersten Ausführungsform
identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie die Teile der
ersten Ausführungsform
versehen. Außerdem
können
die Beschreibungen von denje nigen Teilen der zweiten Ausführungsform,
die zu den Teilen der ersten Ausführungsform identisch sind,
der Kürze
halber entfallen. Mit anderen Worten ist, wenn nicht anders angegeben,
die Konfiguration der Felge 118 der zweiten Ausführungsform
die gleiche wie die Konfiguration der ersten Ausführungsform.
Außerdem
ist, wenn nicht anders angegeben, das Verfahren zur Herstellung
der Felge 118 bei der zweiten Ausführungsform das gleiche wie
bei der Konfiguration der ersten Ausführungsform.
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Im
Wesentlichen besteht der einzige Unterschied zwischen der ersten
und der zweiten Ausführungsform
im Aufbringen der Aufkleb-Befestigungsmaterialien oder -bahnen auf
das ringförmige
metallische Felgenelement 22. Bei dieser zweiten Ausführungsform
werden eine Mehrzahl von kleinen diskreten Aufkleb-Befestigungsmaterialien
oder -bahnen 124 verwendet, so das lediglich kleine diskrete
Zonen des Speichenbefestigungsabschnittes 27, welche die Verstärkungselemente 23 umgeben,
einzeln abgedeckt werden. Somit werden bei der Herstellung des modifizierten
Vorderrades 112 die Aufkleb-Befestigungsbahnen 124 zu
Anfang am ringförmigen
metallischen Felgenelement 22 (das wie zuvor erläutert hergestellt
wird) unter Verwendung des wärmeschrumpfenden
Umhüllungsmaterials 50 befestigt, das
um den gesamten Umfang des ringförmigen
metallischen Felgenelementes 22 spiralförmig herumgewunden wird, wobei
eine geringfügige Überlappung zwischen
benachbarten Windungen besteht. Somit werden durch das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 die
Aufkleb-Befestigungsbahnen 124 bei einer Mehrzahl von einzelnen
Teilstücken
oder Zonen gehalten, die um den Speichenbefestigungsabschnitt 27 in
Umfangsrichtung beabstandet angeordnet sind. Als Nächstes wird,
wie bei der ersten Ausführungsform,
Wärme auf
das wärmeschrumpfende Umhüllungsmaterial 50 aufgebracht,
derart, dass das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 die Aufkleb-Befestigungsbahnen 124 fest
gegen die Verstärkungselemente 23 und
den Speichenbefestigungsabschnitt 27 nah zu den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 hin
drückt.
Dieses Aufbringen von Wärme auf
das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 bewirkt
auch, dass das Harz der Aufkleb-Befestigungsbahnen 24 schmilzt
und somit sowohl mit dem Verstärkungselement 23 als
auch dem Speichenbefestigungsabschnitt 27 verklebt wird.
Da die Aufkleb- Befestigungsbahnen 24 die
Verstärkungselemente 23 und
den Speichenbefestigungsabschnitt 27 überlappen, wird eine starke
Verbindung zwischen dem Speichenbefestigungsabschnitt 27 und
den Verstärkungselementen 23 erzeugt,
und zwar durch das Epoxidharz (Klebematerial) in den Aufkleb-Befestigungsbahnen 24,
das durch Aufbringen von Wärme auf
das wärmeschrumpfende
Umhüllungsmaterial 50 aktiviert
wurde.
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Zum
Verständnis
des Schutzumfangs der Erfindung sollen der Begriff "aufweisen" und davon abgeleitete
Begriffe, wie hier verwendet, nicht einschränkende Begriffe sein, die das
Vorhandensein von angeführten
Merkmalen, Elementen, Komponenten, Gruppen, Ganzzahlen und/oder
Schritten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein von weiteren nicht
angeführten
Merkmalen, Elementen, Komponenten, Gruppen, Ganzzahlen und/oder
Stufen nicht ausschließen.
Das zuvor Gesagte gilt auch für
Wörter ähnlicher
Bedeutung, wie beispielsweise die Begriffe "einschließen", "haben" und davon abgeleitete
Begriffe. Auch die Begriffe "Glied" oder "Element", kann bei Verwendung
im Singular die doppelte Bedeutung eines einzigen Teils oder einer
Mehrzahl von Teilen haben. Wie hier ebenso zur Beschreibung der
Erfindung verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsangaben "vorne, hinten, oben,
unten, vertikal, horizontal, unterhalb und in Querrichtung", sowie alle anderen ähnlichen
Richtungsangaben auf die Richtungen eines Fahrrades, das mit der
Erfindung ausgerüstet
ist. Demgemäß sind diese
Begriffe, wie hier zur Beschreibung der Erfindung verwendet, als
bezogen auf ein Fahrrad, das mit der Erfindung ausgerüstet ist,
zu interpretieren. Und schließlich
bedeuten die einen Grad bezeichnenden Begriffe wie beispielsweise "im Wesentlichen", "etwa" und "näherungsweise" wie hier verwendet
ein sinnvolles Ausmaß an
Abweichung eines modifizierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis
nicht wesentlich verändert
wird. Diese Begriffe sollten so verstanden werden, dass sie eine Abweichung
von mindestens ± 5
% des modifizierten Begriffes beinhalten, wenn diese Abweichung
der Bedeutung des Wortes, das sie modifizieren, nicht widerspricht.
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Es
wurden hier zwar lediglich ausgewählte Ausführungsformen verwendet, um
diese Erfindung zu erläutern,
jedoch geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen an diesen vorgenommen werden können, ohne
vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist. Außerdem
dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung lediglich
zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck einer Einschränkung der
Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert
ist.