DE102008009969B4

DE102008009969B4 - Fahrradfelge

Info

Publication number: DE102008009969B4
Application number: DE102008009969.4A
Authority: DE
Inventors: Shinpei Okajima; Tsutomu Muraoka; Takashi Yaegashi
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: DE102008009969A1; CN101254733B; TWI341798B; TW200835609A; US7377595B1; CN101254733A

Abstract

Fahrradfelge, umfassend:
ein ringförmiges metallisches Felgenteil, umfassend eine Vielzahl von Speichenanbringbereichen mit zumindest einer Speichenanbringöffnung, ausgebildet in jedem der Speichenanbringbereiche, und eine Vielzahl von Zwischenbereichen, angeordnet zwischen benachbarten Paaren der Speichenanbringbereiche; einen ringförmigen Reifenanbringabschnitt; sowie ein Verstärkungsteil, das sich in einer Umfangsrichtung so um das ringförmige metallische Felgenteil erstreckt, dass der ringförmige Reifenanbringabschnitt durchgängig exponiert ist und das ringförmige metallische Felgenteil äußerlich überlagert ist, wobei das Verstärkungsteil folgendes umfasst:
a) eine Vielzahl von diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitten, die in der Umfangsrichtung individuell beabstandet sind, so dass ein entsprechender der Speichenverstärkungsabschnitte einen entsprechenden der Speichenanbringbereiche des ringförmigen metallischen Felgenteils überlagert; und
b) einen profilierten Verstärkungsabschnitt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte oder den Felgenverstärkungsabschnitt überlagert, wobei der profilierte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von nicht profilierten Bereichen definiert, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradfelge.
Radfahren ist eine zunehmend beliebte Form der Freizeitgestaltung und Erholung sowie ein zunehmend beliebtes Transportmittel. Außerdem ist Radfahren ein sehr beliebter Wettkampfsport geworden, sowohl für Amateure als auch für Profis. Ob das Fahrrad zur Freizeitgestaltung oder zur Erholung, zum Transport oder im Wettkampf Anwendung findet, die Fahrradindustrie verbessert ständig die verschiedenen Komponenten des Fahrrads. Eine Komponente, die intensiv umgestaltet worden ist, ist das Fahrradrad. Fahrradräder werden ständig neu gestaltet, um stark, leichtgewichtig und aerodynamischer im Aufbau zu sein, sowie um einfach herzustellen und zusammenzubauen zu sein.
Es gibt viele verschiedene Arten von Fahrradrädern, die gegenwärtig auf dem Markt erhältlich sind. Die meisten Fahrradräder haben eine Nabe, eine Vielzahl von Speichen und eine ringförmige Felge. Die Nabe ist an einen Abschnitt 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 Teil zur Stützung eines pneumatischen Reifens daran auf. Üblicherweise sind die Speichen des Fahrradrads dünne metallische Drahtspeichen. Die Enden der Nabe sind üblicherweise mit Flanschen versehen, die verwendet werden, um die Speichen an die Nabe zu koppeln. Insbesondere sind Löcher in den Nabenflanschen bereitgestellt. Die Drahtspeichen sind üblicherweise an deren inneren Enden gebogen und mit einem Flansch versehen, der in der Form eines Nagelkopfes ausgebildet ist. Das innere Ende ist in einem der Löcher in einem der Nabenflansche gestützt. Die äußeren Enden der Speichen sind üblicherweise mit Gewinden zum Eingriff mit Speichennippel versehen, die die äußeren Enden der Drahtspeichen in den Speichenanbringlöchern in der Felge festzulegen.
Kürzlich wurden Fahrradräder gestaltet, die Speichen mit höherer Spannung zwischen der Felge und der Nabe verwenden, um ein steiferes Rad bereitzustellen. Wenn die Spannung in den Speichen sehr hoch wird, werden sehr starke Felgen erforderlich. Wenn die Felge über ihren gesamten Umfang dicker gemacht wird oder eine Stahlfelge verwendet wird, dann kann die Felge unerwünscht schwer werden. Folglich wurden verschiedene Versuche unternommen, um Felgen zu erzeugen, die leichtgewichtig sind und die Hochspannungsspeichen aufnehmen können. Ein Beispiel einer Fahrradfelge, die Hochspannungsspeichen aufnehmen kann, ist in dem US-Patent US 6,283,557 B1 von Shimano Inc. offenbart. Die Fahrradfelge dieses Patents verwendet Speichen, die an den Seitenflächen der Felge mittels Verwenden spezieller Scheiben angebracht sind. Obwohl diese Felge sehr gut funktioniert, benötigt diese spezielle Scheiben, die an die Enden der Speichen mit gebogenen Enden angebracht sind. Verschiedene Fahrradräder wurden entwickelt, die geradlinige Speichen verwenden. Diese geradlinigen Speichen sind sehr stark und ermöglichen, dass eine höhere Spannung in den Speichen angewendet werden kann. Nochmals, wenn jedoch die Spannung in den geradlinigen Speichen sehr hoch wird, werden sehr starke Felgen erforderlich. Folglich werden dickere und/oder verstärkte Felgen benötigt, wenn geradlinige Speichen unter hoher Spannung verwendet werden. Manche dieser Verstärkungen sind an die Felge geschweißt oder gelötet, was eine präzise Steuerung der Hitzebehandlung erforderlich macht, wenn geschweißt oder gelötet wird. Somit sind diese dickeren oder verstärkten Felgen oftmals schwer, schwierig herzustellen und/oder teuer herzustellen.
Das Dokument JP 61-244 602 A offenbart ein mit ersten und zweiten bandförmigen Faserbündeln umwickeltes Fahrradfelgenelement, wobei die die zweiten bandförmigen Faserbün3 nur im Bereich von Speichenbefestigungsöffnungen und quer zur umfänglichen Richtung des Fahrradfelgenelements angebracht sind. Weiterhin werden diese zweiten bandförmigen Faserbündel durch die ersten sich kreuzenden bandförmigen Faserbündel überlagert. Dabei umgeben die ersten sich kreuzenden bandförmigen Faserbündel das gesamte Fahrradfelgenelement.
Das Dokument DE 10 2007 052 674 A1 offenbart eine im Bereich von Speichenbefestigungsöffnungen durch Verstärkungsflecken verstärkte Fahrradfelge, bei der die Verstärkungsflecken auf zumindest einer umlaufenden und durchgängigen Verstärkungslage angeordnet sind und durch diese nicht überdeckt werden. Seitenflächen des metallischen Felgenteils an dem Bremsklötze angreifen, werden nicht durch die Verstärkungen bedeckt.
In Anbetracht obiger Ausführungen wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass ein Bedarf an einer verbesserten verstärkten Felge besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Felge für ein Fahrradrad bereitzustellen, die relativ stark, jedoch relativ leichtgewichtig ist und ferner relativ einfach und kostengünstig herzustellen und zusammenzubauen ist.
Die vorstehend genannten Aufgaben können gelöst werden mittels Bereitstellens einer Fahrradfelge mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer solchen Fahrradfelge, umfasst ein ringförmiges metallisches Felgenteil, umfassend eine Vielzahl von Speichenanbringbereichen mit zumindest einer Speichenanbringöffnung, die in jedem der Speichenanbringbereiche ausgebildet ist, und ein Verstärkungsteil, das sich in einer Umfangsrichtung um das ringförmige metallische Felgenteil erstreckt und das ringförmige metallische Felgenteil äußerlich überlagert. Das Verstärkungsteil umfasst eine Vielzahl von diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitten, die in der Umfangsrichtung individuell beabstandet sind, so dass ein entsprechender der Speichenverstärkungsabschnitte einen entsprechenden der Speichenanbringbereiche des ringförmigen metallischen Felgenteils überlagert, und einen profilierten bzw. gemusterten Verstärkungsabschnitt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte überlagert, wobei der profilierte bzw. gemusterte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von nicht profilierten bzw. gemusterten Bereichen definiert, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale in die obigen Fahrradfelgen implementiert werden, sofern angemessen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Verstärkungsteil des Weiteren einen profilierten Verstärkungsabschnitt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und den Felgenverstärkungsabschnitt überlagert, wobei der profilierte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von nicht profilierten Bereichen definiert, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der profilierte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von ersten Diagonalsektionen, die sich in einer ersten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung erstrecken, und eine Vielzahl von zweiten Diagonalsektionen, die sich in einer zweiten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung erstrecken.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappen sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen, um eine sich wiederholende X-Profilierung bzw. X-Muster zu bilden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappen sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen nahe einer Ebene, die die Speichenanbringöffnungen durchtritt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappen sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen ferner an Bereichen, die an gegenüberstehenden Seiten der Ebene befindlich sind, die die Speichenanbringöffnungen durchtritt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Verstärkungsteil einen Felgen verstärkungsabschnitt, der die Zwischenbereiche des ringförmigen metallischen Felgenteils überlagert und zunächst teilweise die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte überlagert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Felgenbverstärkungsabschnitt eine Vielzahl von diskreten Felgenverstärkungssektionen, die individuell in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte aus einer Vielzahl von individuellen Verstärkungslagen ausgebildet, die zusammengebondet und an dem ringförmigen metallischen Felgenteil integral angeordnet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Verstärkungslagen aus einem Verstärkungsharzschichtmaterial ausgebildet, umfassend Epoxid mit einer oder mehreren carbonimprägnierten Lagen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hat jeder der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte eine Gesamtmaximaldicke im Bereich von 1,5mm bis ungefähr 2,5mm.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Felgenverstärkungsabschnitt eine Gesamtmaximaldicke im Bereich von 0,5mm bis ungefähr 1,5mm aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das ringförmige metallische Felgenteil einen ringförmigen Reifenanbringteil, der dazu angepasst ist, einen Reifen daran montiert zu haben, einen ersten ringförmigen Seitenwandteil, einen zweiten ringförmigen Seitenwandteil und einen inneren ringförmigen Seitenwandteil, der die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile verbindet, wobei die Speichenanbringöffnungen in dem inneren ringförmigen Wandteil ausgebildet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der ringförmige Reifenanbringteil eine ringförmige Verbindungssektion umfasst, die die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile verbindet, so dass ein ringförmiger hohler Bereich durch die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile, den inneren ringförmigen Wandteil und die ringförmige Verbindungssektion begrenzt wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbart.
Nun werden ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads mit einem vorderen Fahrradrad und einem hinteren Fahrradrad gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht des vorderen Rads, gezeigt in 1, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Seitenansicht des hinteren Rads, gezeigt in 1, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine perspektivische Teilansicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in 1 und 2, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Unteransicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in 1, 2 und 4, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine vergrößerte vereinfachte Querschnittsansicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in 1, 2, 4 und 5, bei Betrachtung entlang der Schnittlinie 6-6 der 5;
7 ist eine schematische Teilunteransicht des Verstärkungsteils, jedoch vor Aufbringung des Verstärkungsteils auf das metallische Felgenteil;
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der vorderen Felge für das vordere Rad, bei Betrachtung entlang der Schnittlinie 8-8 der 5, wobei das Verstärkungsteil auf das metallische Felgenteil aufgebracht ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine explosionsartige perspektivische Ansicht des metallischen Felgenteils und des Verstärkungsteils, gezeigt in 4 bis 6 und 8, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, ähnlich zu 8, der vorderen Felge für das vordere Rad, bei Betrachtung entlang der Schnittlinie 10-10 der 2, zeigend eine der Speichen, angebracht an die vordere Felge;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der hinteren Felge für das hintere Rad, bei Betrachtung entlang der Schnittlinie 11-11 der 3, zeigend eine der Speichen, angebracht an die hintere Felge;
12 ist eine Unteransicht der hinteren Felge für das hintere Rad, gezeigt in 1, 3 und 11, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine perspektivische Teilansicht einer vorderen Felge für ein vorderes Rad gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Unteransicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in 13, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine vergrößerte vereinfachte Querschnittsansicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in 13 und 14, bei Betrachtung entlang der Schnittlinie 15-15 der 14;
16 ist eine explosionsartige perspektivische Ansicht des metallischen Felgenteils und des Verstärkungsteils, gezeigt in 13 bis 15, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
17 ist eine Unteransicht der vorderen Felge für das vordere Rad, gezeigt in den 13 bis 15, wobei das profilierte Verstärkungsteil angefügt wurde.

Unter anfänglicher Bezugnahme auf die 1 ist ein Fahrrad 10 mit einem vorderen Fahrradrad 12 und einem hinteren Fahrradrad 14 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fahrradräder 12 und 14 sind an einem Fahrradrahmen 16 auf eine herkömmliche Art und Weise angebracht. Da die Teile des Fahrrads 10 im Stand der Technik bekannt sind, werden die Teile des Fahrrads 10 hierin nicht im Detail erörtert oder dargestellt, mit Ausnahme der Teile, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen. Mit anderen Worten heißt das, dass nur die Teile, die sich auf die Fahrradräder 12 und 14 beziehen, hierin im Detail erörtert und dargestellt werden. Ferner können verschiedene herkömmliche Fahrradteile, wie beispielsweise Bremsen, zusätzliche Zahnkränze, Derailleurs (Umwerfer), etc. die hierin dargestellt oder aber auch nicht dargestellt sind, in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Im Allgemeinen wird die vorliegende Erfindung auf die gleiche Art und Weise sowohl auf das Fahrradrad 12 als auch das Fahrradrad 14 angewendet. Ferner sind manche der Teile der Fahrradräder 12 und 14 identisch oder funktional identisch (die gleiche Funktion aufweisend, aber nicht exakt identisch). Zum Zwecke der Vereinfachung und Erleichterung werden identische Teile und den funktional identische Teile der Fahrradräder 12 und 14 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Unter Bezugnahme auf die 2 umfasst das vordere Fahrradrad 12 im Wesentlichen eine ringförmige Felge 18a mit einem pneumatischen Reifen 19a, einer Mittelnabe 20a und eine Vielzahl von Speichen 21a, die sich zwischen der Mittelnabe 20a und der ringförmigen Felge 18a erstrecken. Auf ähnliche Weise umfasst das hintere Fahrradrad 14 im Wesentlichen eine ringförmige Felge 18b mit einem pneumatischen Reifen 19b, eine Mittelnabe 20b und eine Vielzahl von Speichen 21b, die sich zwischen der Mittelnabe 20b und der ringförmigen Felge 18b erstrecken.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist die Felge 18a ein ringförmiges Teil, gestaltet zur Drehung um eine Mittelachse des vorderen Fahrradrads 12. Mit anderen Worten heißt das, die Felge 18a ist im Wesentlichen kreisförmig, wie in der Seitenansicht gezeigt (2). Ähnlich ist die Felge 18b ein ringförmiges Teil, gestaltet zur Drehung um eine Mittelachse des hinteren Fahrradrads 14. Mit anderen Worten heißt das, die Felge 18a ist im Wesentlichen kreisförmig, wie dies in der Seitenansicht gesehen werden kann (3). Die Felge 18b des hinteren Fahrradrads 14 ist identisch zu der Felge 18a des vorderen Fahrradrads 12, mit Ausnahme, dass deren Querschnittsprofile verschieden sind. Insbesondere weist die Felge 18a des vorderen Fahrradrads 12 das Querschnittsprofil auf, das in den 8 und 10 gezeigt ist, während die Felge 18b des hinteren Fahrradrads 14 das Querschnittsprofil aufweist, das in der 11 gezeigt ist. In Anbetracht der ähnlichen Konstruktion der Felgen 18a und 18b wird nur die Felge 18a des vorderen Fahrradrads 12 hierin im Detail erörtert und dargestellt. Fachleuten wird es anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass die Konstruktion der Felge 18a wie hierin erörtert und dargestellt auch für die Konstruktion der Felge 18b gilt.
Die Felge 18a umfasst im Wesentlichen ein ringförmiges Felgenteil 22 mit einem Harzverstärkungsteil 24, das auf das ringförmige metallische Felgenteil 22 aufgebracht ist. Das Harzverstärkungsteil 24 ist aus einer Vielzahl von Schichten/Lagen faserverstärkter Harz-/Kunststoffschichten ausgebildet, die das ringförmige metallische Felgenteil 22 mit zusätzlicher Verstärkung an den Speichenanbringbereichen verstärken, wie dies nachstehend erläutert wird.
Wie in den 8 und 10 gezeigt, ist das ringförmige metallische Felgenteil 22 aus einem im Wesentlichen steifen Material hergestellt, wie beispielsweise die Materialien, die im Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann das ringförmige metallische Felgenteil 22 aus jedwedem geeigneten metallischen Material hergestellt sein, wie beispielsweise plattierter Stahl, Edelstahl, Aluminium, Magnesium oder Titan. Das ringförmige metallische Felgenteil 22 umfasst im Wesentlichen einen ringförmigen Reifenanbringteil 26, der dazu angepasst ist, den Reifen 19a daran montiert aufzuweisen, einen ersten ringförmigen Seitenwandteil 27, einen zweiten ringförmigen Seitenwandteil 28 und einen inneren ringförmigen Wandteil 29, der die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 mit einer Vielzahl von Speichenanbringöffnungen 30 verbindet, ausgebildet in dem inneren ringförmigen Wandteil 29. Der ringförmige Reifenanbringteil 26 umfasst eine ringförmige Verbindungssektion 31, die die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 verbindet, so dass ein ringförmiger hohler Bereich durch die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28, den inneren ringförmigen Wandteil 29 und die ringförmige Verbindungssektion 31 abgegrenzt wird. Somit ist das ringförmige metallische Felgenteil 22 ein röhrenförmiges Teil.
Im Wesentlichen hat das ringförmige metallische Felgenteil 22 ein einheitliches Querschnittsprofil über seinen gesamten Umfang, mit Ausnahme, dass Material entfernt wurde, um die Speichenaufnahmelöcher in dem ringförmigen Reifenanbringteil 26 auszubilden, die mit den Speichenanbringöffnungen 30 ausgerichtet sind, Material entfernt wurde, um ein Ventilaufnahmeloch in sowohl dem ringförmigen Reifenanbringteil 26 als auch dem inneren ringförmigen Wandteil 29 auszubilden, um ein Lufteinfüllventil (nicht gezeigt) aufzunehmen, und Material entfernt wurde aus dem inneren ringförmigen Wandteil, um die Speichenanbringöffnungen 30 auszubilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wandteile 27, 28 und 29 vorzugsweise dünner als ähnliche Teile der nicht verstärkten metallischen Felgen ausgebildet.
Die Speichenanbringöffnungen 30 sind gleichmäßig um einen innersten Abschnitt des Umfangs des inneren ringförmigen Wandteils 29 zur Aufnahme der Speichen 21a darin beabstandet, wie dies am besten anhand der 1 und 10 ersichtlich wird. Der ringförmige Reifenanbringteil 26 ist ein äußerer ringförmiger Teil des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, der konfiguriert und angeordnet ist, um den Reifen 19a daran auf eine herkömmliche Art und Weise montiert zu haben. Der ringförmige Reifenanbringteil 26 bildet eine im Wesentlichen U-förmige Reifenaufnahmeaussparung, wie dies im Querschnitt in 8 gesehen werden kann. Der Reifenanbringteil 26 bildet ferner ein Paar ringförmiger Bremsflächen 26a mit ringförmigen Rippen daran ausgebildet an den freien Enden davon, um die Ränder des Reifens 19a auf eine herkömmliche Art und Weise zu halten. Die ringförmigen Bremsflächen 26a sind nach außen von der Mittelebene weg gerichtet, um mit herkömmlichen Felgenbremsen in Eingriff zu gelangen.
Das Harzverstärkungsteil 24 ist vorzugsweise an das ringförmige metallische Felgenteil 22 angebracht, so dass das Verstärkungsharzmaterial sich kontinuierlich von dem ersten ringförmigen Seitenwandteil 27 über den inneren ringförmigen Wandteil 29 zu dem zweiten ringförmigen Seitenwandteil 28 erstreckt, um die Außenflächenbereiche der ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 und Außenseitenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29 um die Speichenanbringöffnungen 30 zu überlagern. Das Harzverstärkungsteil 24 erhöht effektiv die Dicke des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 um den gesamten Umfang der Felge 18a, um der Felge 18a eine steife Verstärkung bereitzustellen.
Wenn das Harzverstärkungsteil 24 auf das ringförmige metallische Felgenteil 22 aufgebracht wird, wird die Dicke des inneren ringförmigen Wandteils 29 an den Speichenanbringöffnungen 30 effektiv erhöht mittels eines ersten Betrags, um eine Vielzahl von dicken Speichenanbringbereichen oder Sektionen A des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 zu bilden, und wird effektiv erhöht durch einen zweiten kleineren Betrag in Zwischenbereichen, um dünnere Zwischenbereiche oder Sektionen B des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 zu bilden, angeordnet zwischen benachbarten Paaren der Speichenanbringbereiche oder Sektionen A.
Somit variiert das Harzverstärkungsteil 24 bezüglich der Dicke um den inneren Teil des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, so dass die dicken Speichenanbringbereiche oder Sektionen A und die dünneren Zwischenbereiche oder Sektionen B ausgebildet werden. Mit anderen Worten heißt das, dass das Harzverstärkungsteil 24 an den Speichenanbringbereichen A dicker ist als an den Zwischenbereichen B.
Wie dies in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 4 bis 9 gesehen werden kann, umfasst das Harzverstärkungsteil 24 insbesondere im Wesentlichen eine Vielzahl erster Harzschichten 41, eine Vielzahl zweiter Harzschichten 42, eine Vielzahl dritter Harzschichten 43, eine Vielzahl vierter Harzschichten 44, eine Vielzahl fünfter Harzschichten 45 und eine Vielzahl sechster Harzschichten 46. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Harzschichten 41, 42, 43 und 44 bilden eine Vielzahl diskreter Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C, die individuell in der Umfangsrichtung um das ringförmige metallische Felgenteil 22 beabstandet sind, so dass ein entsprechender der Speichenverstärkungsabschnitte C einen entsprechenden der Speichenanbringbereiche A des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 überlagert. Die fünften Harzschichten 45 bilden einen Felgenverstärkungsabschnitt, der die Zwischenbereiche B des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 überlagert und zumindest teilweise die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C überlagert zum effektiven Verhindern, dass die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C von dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 entfernt bzw. getrennt werden. Die sechsten Harzschichten 46 bilden einen gemusterten bzw. profilierten Verstärkungsabschnitt, der sich in der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 erstreckt und die fünften Harzschichten 45 (den Felgenverstärkungsabschnitt) direkt überlagernd. Die sechsten Harzschichten 46 (der profilierte Verstärkungsabschnitt) definieren eine Vielzahl nicht gemusterter bzw. nicht profilierter Bereiche, die in der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 beabstandet sind. Die nicht profilierten Bereiche sind Stellen, wo die sechsten Harzschichten 46 (der profilierte Verstärkungsabschnitt) das ringförmige metallische Felgenteil nicht überlagern. Die sechsten Harzschichten 46 (der profilierte Verstärkungsabschnitt) überlagert zumindest teilweise die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C zum effektiven Verhindern, dass die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C von dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 entfernt bzw. getrennt werden.
Fachleuten wird es anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C aus weniger Schichten bzw. Lagen oder mehr Schichten bzw. Lagen ausgebildet sein können, wie erforderlich und/oder erwünscht. Darüber hinaus wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass die Anzahl der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C von der Anzahl der Speichen abhängt. Ferner, obwohl nur eine Speichenöffnung in jedem der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass zwei oder mehrere Speichenöffnungen in jedem der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C für Räder mit gepaarten Speichen etc. ausgebildet sein können.
Die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C sind jeweils im Wesentlichen aus vier Lagen/Schichten ausgebildet, die jeweils den ersten, zweiten, dritten und vierten Harzschichten 41, 42, 43 und 44 entsprechen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C eine maximale (Gesamt-) Dicke von 2mm auf. Vorzugsweise bewegt sich die Gesamtdicke von jedem der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C im Bereich von 1,5mm bis 2,5mm. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der vier Lagen/Schichten aus einem Verstärkungsharzschichtmaterial ausgebildet, aufweisend Epoxid mit einer oder mehreren carbonimprägnierten Schichten/Lagen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede der Verstärkungsharzschichten in jeder Lage/Schicht unidirektionale Carbonfasern auf, imprägniert in Epoxid, wobei Carbonfasern rechtwinklig relativ zu den unidirektionalen Fasern in dem anderen der Verstärkungsharzschichten angeordnet sind. Somit ist jeder der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C aus einer Vielzahl individueller Verstärkungslagen/Schichten ausgebildet, die zusammengebondet (miteinander verbunden) und integral an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 angeordnet sind.
Die ersten Harzschichten 41 sind aus einer Vielzahl individueller diskreter Schichten ausgebildet, die an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 festgelegt sind, um Teile der Außenflächenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 zu überlagern. Insbesondere sind die ersten Harzschichten 41 vorzugsweise rechteckförmige Schichten mit einer vorbestimmten ersten Umfangsabmessung und einer vorbestimmten ersten Axialabmessung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel misst die vorbestimmte erste Umfangsabmessung 16mm in Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, während die vorbestimmte erste Axialabmessung 12mm in der Axialrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 misst. Die ersten Harzschichten 41 sind direkt am ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt. Vorzugsweise, wie dies in der 9 gesehen werden kann, bilden die ersten Harzschichten 41 eine erste Verstärkungslage/Schicht mit zwei ersten Verstärkungsharzschichten mit unidirektionalen Fasern. Die unidirektionalen Fasern in einer der ersten Verstärkungsharzschichten erstrecken sich axial, während die unidirektionalen Fasern in der anderen der ersten Verstärkungsharzschichten sich in Umfangsrichtung erstrecken.
Alternativ kann eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Carbonschicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Schichten verwendet werden.
Die zweiten Harzschichten 42 sind aus einer Vielzahl individuell diskreter Schichten ausgebildet, die an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 festgelegt sind, um Teile der Außenflächenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 zu überlagern. Insbesondere sind die zweiten Harzschichten 42 vorzugsweise rechteckförmige Schichten mit einer vorbestimmten zweiten Umfangsabmessung und einer vorbestimmten zweiten Axialabmessung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel misst die vorbestimmte zweite Umfangsabmessung 40mm in der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, während die vorbestimmte zweite Axialabmessung 12mm in der Axialrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 misst. Die zweiten Harzschichten 42 sind direkt an die ersten Harzschichten 41 und Abschnitte des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 festgelegt. Mit anderen Worten heißt das, die vorbestimmte zweite Umfangsabmessung der zweiten Verstärkungslage/Schicht (die zweiten Harzschichten 42) ist größer als die erste Umfangsabmessung der ersten Verstärkungslage/Schicht (die ersten Harzschichten 41) und die vorbestimmte zweite Axialabmessung der zweiten Verstärkungslage/Schicht (die zweiten Harzschichten 42) ist gleich wie oder größer als die erste Axialabmessung der ersten Verstärkungslage/Schicht (die ersten Harzschichten 41). Somit sind die zweiten Harzschichten 42 vorzugsweise größer als die ersten Harzschichten 41 in der Umfangsrichtung, um das ringförmige metallische Felgenteil 22 direkt zu kontaktieren. Vorzugsweise sind die zweiten Harzschichten 42 an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt, nachdem die ersten Harzschichten 41 an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt wurden. Vorzugsweise, wie in 9 gesehen werden kann, bilden die zweiten Harzschichten 42 eine zweite Verstärkungslage/Schicht mit zwei zweiten Verstärkungsharzschichten mit unidirektionalen Fasern. Die unidirektionalen Fasern in einer der zweiten Verstärkungsharzschichten erstrecken sich axial, während die unidirektionalen Fasern in der anderen der zweiten Verstärkungsharzschichten sich in Umfangsrichtung erstrecken. Alternativ kann eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Schicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Schichten verwendet werden.
Die dritten Harzschichten 43 sind aus einer Vielzahl individuell diskreter Schichten ausgebildet, die an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 festgelegt sind, um Teile der Außenflächenbereiche der ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 und der Außenflächenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 zu überlagern. Insbesondere sind die dritten Harzschichten 43 vorzugsweise oktogonal gestaltete Schichten mit einer vorbestimmten dritten Umfangsabmessung und einer vorbestimmten dritten Axialabmessung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel misst die vorbestimmte dritte Umfangsabmessung der dritten Harzschichten 43 26mm in Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die vorbestimmte dritte Axialabmessung der dritten Harzschichten 43 misst 20mm in der Axialrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die Umfangsseitenränder der dritten Harzschichten 43 messen 18mm. Die Axialseitenränder der dritten Harzschichten 43 messen 12mm. Mit anderen Worten heißt das, die vorbestimmte dritte Umfangsabmessung der dritten Verstärkungslage/Schicht (die dritten Harzschichten 43) ist größer als die Umfangsabmessung der ersten Verstärkungslage/Schicht (die ersten Harzschichten 41) und kleiner als die Umfangsabmessung der zweiten Verstärkungslage/Schicht (die zweiten Harzschichten 42). Die vorbestimmte dritte Axialabmessung der dritten Verstärkungslage/Schicht (die dritten Harzschichten 43) ist größer als die ersten und zweiten Axialabmessungen der ersten und zweiten Verstärkungslagen/Schichten (die ersten und zweiten Harzschichten 41 und 42). Somit sind die dritten Harzschichten 43 festgelegt, um die zweiten Harzschichten 42 und Teile der ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 direkt zu überlagern. Mit anderen Worten heißt das, die dritten Harzschichten 43 sind vorzugsweise größer als die zweiten Harzschichten 42 in der Axialrichtung, um das ringförmige metallische Felgenteil 22 direkt zu kontaktieren. Vorzugsweise werden die dritten Harzschichten 43 an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt, nachdem die ersten und zweiten Harzschichten 41 und 42 zusammen festgelegt und an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt wurden. Vorzugsweise, wie dies in 9 gesehen werden kann, bilden die dritten Harzschichten 43 eine dritte Verstärkungslage/Schicht mit zwei dritten Verstärkungsharzschichten mit unidirektionalen Fasern. Die unidirektionalen Fasern in einer der dritten Verstärkungsharzschichten erstrecken sich in 45°-Ausrichtung zur Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, während die unidirektionalen Fasern in der anderen der dritten Verstärkungsharzschichen sich in einer 45°-Ausrichtung zur Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 in einer Richtung entgegengesetzt zu der anderen Schicht erstrecken. Somit sind die unidirektionalen Fasein der dritten Verstärkungsharzschichten 43 nicht radial und nicht in Umfangsrichtung angeordnet. Alternativ kann eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Carbonschicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Schichten verwendet werden.
Die vierten Harzschichten 44 sind ähnlich den dritten Harzschichten 43, jedoch größer. Die vierten Harzschichten 44 sind aus einer Vielzahl individuell diskreter Schichten ausgebildet, die an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 festgelegt sind, um Teile der Außenflächenbereiche der ringförmigen Seitenwandteile 27 und 28 und der Außenflächenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29 an jeder der Speichenanbringöffnungen 30 zu überlagern. Insbesondere sind die vierten Harzschichten 44 vorzugsweise oktogonal geformte Schichten mit einer vorbestimmten vierten Umfangsabmessung und einer vorbestimmten vierten Axialabmessung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel misst die vorbestimmte vierte Umfangsabmessung der vierten Harzschichten 44 40mm in der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die vorbestimmte vierte Axialabmessung der vierten Harzschichten 44 misst 28mm in der Axialrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die Umfangsseitenränder der vierten Harzschichten 44 messen 24mm. Die Axialseitenränder der vierten Harzschichten 44 messen 20mm. Mit anderen Worten heißt das, die vorbestimmte vierte Umfangsabmessung der vierten Verstärkungslage/Schicht (die vierten Harzschichten 44) ist größer als die Umfangsabmessungen der ersten und dritten Verstärkungslagen/Schichten (die ersten und dritten Harzschichten 41 und 43) und gleich wie die Umfangsabmessung der zweiten Verstärkungslage/Schicht (die zweiten Harzschichten 42). Die vorbestimmte vierte Axialabmessung der vierten Verstärkungslage/Schicht (die vierten Harzschichten 44) ist größer als die Axialabmessungen der ersten, zweiten und dritten Verstärkungslagen/Schichten (die ersten, zweiten und dritten Harzschichten 41, 42 und 43). Somit sind die vierten Harzschichten 44 festgelegt, um die dritten Harzschichten 43 und Abschnitte des ringförmigen Seitenwandteils 27 und 28 direkt zu überlappen. Mit anderen Worten heißt das, die vierten Harzschichten 44 sind vorzugsweise größer als die dritten Harzschichten 43 in der Axialrichtung, um das ringförmige metallische Felgenteil 22 direkt zu kontaktieren. Vorzugsweise werden die vierten Harzschichten 44 an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt, nachdem die ersten, zweiten und dritten Harzschichten 41, 42 und 43 zusammen festgelegt und an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt wurden. Vorzugsweise, wie dies in der 9 gesehen werden kann, bilden die vierten Harzschichten 44 eine vierte Verstärkungslage/Schicht mit zwei vierten Verstärkungsharzschichten mit unidirektionalen Fasern. Die unidirektionalen Fasern in einer der vierten Verstärkungsharzschichten erstrecken sich in einer 45°-Ausrichtung zur Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, während die unidirektionalen Fasern in der anderen der vierten Verstärkungsharzschichten sich in einer 45°-Ausrichtung zur Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 in einer Richtung entgegengesetzt zu der anderen Schicht erstrecken. Somit sind die unidirektionalen Fasern der vierten Verstärkungsharzschichten 44 nicht radial und nicht in Umfangsrichtung angeordnet. Alternativ kann eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Carbonschicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Schichten verwendet werden.
In diesem ersten dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die fünften Harzschichten 45 einen ringförmigen Felgenverstärkungsabschnitt, der sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung um den gesamten Umfangsbereich des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 erstreckt und äußerlich die Speichenanbringbereiche A des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 überlagert. Vorzugsweise erstrecken sich die fünften Harzschichten 45 zwischen den Bremsflächen 26a, so dass die Bremsflächen 26a exponiert sind (d.h., nicht durch die fünften Harzschichten 45 bedeckt). Mit anderen Worten heißt das, die fünften Harzschichten 45 bedecken komplett die Außenflächenbereiche des ringförmigen Seitenwandteils 27 und 28 unter den Bremsflächen 26a und die Außenflächenbereiche des inneren ringförmigen Wandteils 29.
Die fünften Harzschichten 45 sind aus einer Vielzahl individuell diskreter Schichten ausgebildet, die an den Außenflächenbereichen des ringförmigen Seitenwandteils 27 und 28 unter den Bremsflächen 26a und den Außenflächenbereichen des inneren ringförmigen Wandteils 29 festgelegt sind. Vorzugsweise sind die fünften Harzschichten 45 an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt, nachdem die ersten, zweiten, dritten und vierten Harzschichten 41, 42, 43 und 44 zusammen festgelegt und an den ringförmigen metallischen Felgenteil 22 festgelegt wurden. In diesem ersten dargestellten Ausführungsbeispiel haben die fünften Harzschichten 45 (der ringförmige Felgenverstärkungsabschnitt) eine Gesamtmaximaldicke im Bereich von 0,5mm bis ungefähr 1,5mm.
Vorzugsweise, wie dies in der 9 gesehen werden kann, bilden die fünften Harzschichten 45 eine fünfte Verstärkungslage/Schicht mit zwei fünften Verstärkungsharzschichten mit unidirektionalen Fasern. Die unidirektionalen Fasern in einer der fünften Verstärkungsharzschichten erstrecken sich axial, während die unidirektionalen Fasern in der anderen der fünften Verstärkungsharzschichten sich in Umfangsrichtung erstrecken. Alternativ könnte eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Carbonschicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Schichten verwendet werden.
Wie dies vorstehend erwähnt wurde, bilden die sechsten Verstärkungsharzschichten 46 einen profilierten bzw. gemusterten Verstärkungsabschnitt, der sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung um das ringförmige metallische Felgenteil 22 erstreckt und der die fünften Harzschichten 45 (der ringförmige oder Felgenverstärkungsabschnitt) äußerlich überlagert. Die sechsten Verstärkungsharzschichten 46 (der profilierte Verstärkungsabschnitt) umfasst eine Vielzahl erster Diagonalsektionen 46a und eine Vielzahl zweiter Diagonalsektionen 46b. Die ersten Diagonalsektionen 46a erstrecken sich in einer ersten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die zweiten Diagonalsektionen 46b erstrecken sich in einer zweiten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22. Die ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b überlappen, um ein sich wiederholendes X-Muster bzw. Profil auszubilden, wobei eine Vielzahl nicht profilierter bzw. gemusterter Bereiche zwischen den ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b vorhanden ist. Vorzugsweise überlappen sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b nahe einer Mittelebene, die die Speichenanbringöffnungen 30 durchtritt, und überlappen sich ferner bei Bereichen der Wandteile 27 und 28, die an zur Mittelebene des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 gegenüberstehenden Seiten befindlich sind. Die ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b sind aus engen unidirektionalen Carbonbändern hergestellt, die eine Breite von 6mm bis 8mm aufweisen. Die ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b können aus zwei geschichteten Schichten mit einer Gesamtdicke von 0,1mm bis 0,5mm hergestellt sein. Diese zwei geschichteten Schichten weisen rechtwinklig angeordnete Carbonfasern auf. Alternativ könnte eine einzelne Lage/Schicht aus einer nicht unidirektionalen Carbonschicht mit einer Maschen- bzw. Netzstruktur anstatt der zwei Carbonschichten für die ersten und zweiten Diagonalsektionen 46a und 46b verwendet werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, bilden die ersten, zweiten, dritten und vierten Harzschichten 41, 42, 43 und 44 die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C des Verstärkungsteils 24, während die fünften und sechsten Harzschichten 45 und 46 die Zwischenabschnitte D des Verstärkungsteils 24 bilden. Demgemäß umfasst das Harzverstärkungsteil 24 ein Verstärkungsharzmaterial, das sich in einer Umfangsrichtung um einen Gesamtumfangsbereich des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 kontinuierlich erstreckt, wobei die dicken Speichenanbringsektionen (die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C), die Bereiche um die Speichenanbringöffnungen 30 umgeben, und dünnere Felgenverstärkungssektionen (die Zwischenabschnitte D) zwischen benachbarten Paaren der dicken Speichenanbringsektionen (die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C).
Vorzugsweise sind die Harzschichten 41-46 faserverstärkte Harz-/Kunststoffschichten, die Epoxid mit einer oder mehreren carbonfaserimprägnierten Lagen/Schichten umfassen. Die faserimprägnierten Harzschichten 41-46 sind mit einander verschmolzen, um eine Vielzahl integrierter einteiliger Verstärkungen auszubilden. Somit ist die Felge 18a eine Verbundfelge, hergestellt aus sowohl metallischen und nichtmetallischen Materialien. Das Harzverstärkungsteil 24 ist direkt an das ringförmige metallische Felgenteil 22 gebondet (mit diesem verbunden). Während Wärme verwendet wird, um die Harzschichten 41-46 aufzubringen, ist die Wärme geringer als eine Temperatur, die das metallische Material des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 physikalische verändern würde.
Die Harzschichten 41-46 in diesem Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise dünne Schichten aus kontinuierlichen Verstärkungsfasern, imprägniert mit einem thermofixierten Harz oder einem thermoplastischen Harz, oftmals Prepreg-Schichten genannt. Die Harzschichten 41-46 (Prepreg-Schichten) sind weiche Materialien bei Raumtemperatur. Werden die Harzschichten 41-46 (Prepreg-Schichten) erwärmt, so wird das Harz auf einmal dünnflüssig (niedrige Viskosität). Jedoch danach wird das Harz der Harzschichten 41-46 sehr hart, beispielsweise fest bei 130°C bis 150°C.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Harzschichten 41-46 (Prepreg-Schichten) Carbonfasern oder Glasfasern, imprägniert mit einem Epoxidharz. Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen können die Harzschichten 41-46 (Prepreg-Schichten) quasi jedwede Verstärkungsfaser umfassen mit quasi jedwedem Matrixharz, die die vorliegende Erfindung ausführen können. Die Dicke und Oberflächenausführung der Harzschichten 41-46 (Prepreg-Schichten) können variiert werden, um den gewünschten Erfordernissen des Rads gerecht zu werden.
Die Speichen 21a sind Spannungsspeichen, die die Nabe 20a und die Felge 18a miteinander verbinden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das vordere Fahrradrad 12 sechzehn der Speichen 21a, die sich im Wesentlichen radial von der Nabe 20a zu der Felge 18a erstrecken. Ferner sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Speichen 21a an die Felge 18a an gleichmäßig beabstandeten Umfangsstellen gekoppelt, wie dies in der 1 gesehen werden kann. Selbstverständlich wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass das vordere Fahrradrad 12 eine modifizierte Felge und/oder Nabe verwenden könnte, um unterschiedliche Speichenanordnungen aufzunehmen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass das vordere Fahrradrad 12 eine modifizierte Felge und/oder Nabe verwenden könnte, um weniger oder mehr Speichen 21a aufzunehmen, falls dies erforderlich und/oder erwünscht ist. Jedenfalls sind die Speichen 21a vorzugsweise an die ringförmige Felge 18a in einer in Umfangsrichtung beabstandeten Anordnung gekoppelt.
Ein mögliches Verfahren zur Herstellung der Felge 18a wird nun kurz erläutert. Zuerst wird das ringförmige metallische Felgenteil 22 ausgebildet, unter Anwendung herkömmlicher Felgenherstelltechniken. Beispielsweise kann das ringförmige metallische Felgenteil 22 konstruiert werden mittels Extrudierens einer Länge von Aluminium mit der Querschnittsform, umfassend den ringförmigen Reifenbefestigungsteil 26, die seitlichen ringförmigen Wandteile 27 und 28 und den inneren ringförmigen Wandteil 29. Als nächstes werden die seitlichen ringförmigen Wandteile 27 und 28 und der innere ringförmige Wandteil 29 verdünnt, um das Gesamtgewicht des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 zu reduzieren. Dann wird das aluminiumextrudierte Felgenteil auf die angemessene Länge geschnitten und in eine kreisförmige Form gebogen. Die Enden des aluminiumextrudierten Felgenteils werden dann zusammengeschweißt. Die verschiedenen Löcher einschließlich den Speichenanbringöffnungen 30 können gestanzt oder gebohrt werden, bevor oder nachdem die Enden des aluminiumextrudierten Felgenteils zusammengeschweißt werden.
Sobald das ringförmige metallische Felgenteil 22 mit der Querschnittsform, die in den 3 und 5 gezeigt ist, ausgebildet ist, wird das Harzverstärkungsteil 24 auf das ringförmige metallische Felgenteil 22 aufgebracht. Dies kann in einem einzigen Abschnitt oder in verschiedenen Abschnitten mit einer oder mehreren Lagen auf einmal erfolgen. Vorzugsweise werden die fünften und sechsten Schichten 45 und 46 auf das ringförmige metallische Felgenteil 22 aufgebracht, so dass sie anfänglich die Bremsflächen 26a überlappen. Dann werden die fünften und sechsten Schichten 45 und 46 vorzugsweise unter Anwendung eines konventionellen Schneide-/Schleifwerkzeugs gekürzt, um das Übermaßmaterial zu entfernen, das die Bremsflächen 26a überlappt. Die Anwendung bzw. Aufbringung der Harzschichten 41 bis 46 kann erzielt werden mittels Aufbringens eines Wärmeschrumpfhüllmaterials (nicht gezeigt) über die Harzschichten 41 bis 46. Vorzugsweise ist das Wärmeschrumpfhüllmaterial ein Band, das spiralförmig um den gesamten Umfang des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 mit einer geringen Überlappung zwischen benachbarten Wicklungen gewickelt ist. Dann wird Wärme auf das Wärmeschrumpfhüllmaterial aufgebracht, so dass das Wärmeschrumpfhüllmaterial die Harzschichten 41 bis 46 fest gegen das ringförmige metallische Felgenteil 22 drückt. Diese Wärmeaufbringung auf das Wärmeschrumpfhüllmaterial verursacht ferner, dass das Harz der Harzschichten 41 bis 46 schmilzt und somit an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 anhaftet. Vorzugsweise wird die Wärme so aufgebracht, dass das ringförmige metallische Felgenteil 22 mit dem Harzverstärkungsteil 24 auf zwischen 130°C bis ungefähr 150°C erwärmt wird, vorzugsweise ungefähr 130°C, für ungefähr 3 Stunden. Die Erwärmungstemperatur wird basierend auf dem Material bzw. den Materialien des Harzverstärkungsteils 24 und des metallischen Felgenteils 22 gewählt. Insbesondere wird die Erwärmungstemperatur so gewählt, dass das Harzverstärkungsteil 24 schmilzt / an dem ringförmigen metallischen Felgenteil 22 anhaftet, jedoch auch so, dass die physikalischen Eigenschaften des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 durch die Wärme (Temperatur), die erforderlich zum Schmelzen/Anhaften des Harzverstärkungsteils 24 erforderlich ist, nicht verändert werden. Selbstverständlich wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass die Erwärmungstemperatur und/oder die Erwärmungszeit in Abhängigkeit der exakten Materialien, die für das Harzverstärkungsteil 24 und das ringförmige metallische Felgenteil 22 verwendet werden, variieren kann.
Sobald das Harzverstärkungsteil 24 an das ringförmige metallische Felgenteil 22 gebondet worden ist (mit diesem verbunden wurde), werden die Speichenanbringöffnungen 30 von einer anfänglichen Größe von ungefähr 2,9mm bis ungefähr 5,0mm vergrößert. Eine Vergrößerung der Speichenanbringöffnungen 30 wird vorgeformt mittels Bohrens/Stanzens durch das Harzverstärkungsteil 24 und den inneren ringförmigen Wandteil 29 bei vorexistierenden Speichenanbringöffnungen. Sobald die vergrößerten Speichenanbringöffnungen 30 ausgebildet worden sind, ist die Felge 18a bereit, um an die Nabe 20a durch die Speichen 21a und die Speichennippel auf eine herkömmliche Art und Weise angebracht zu werden.
Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 ist die hintere Felge 18b dargestellt und umfasst im Wesentlichen ein ringförmiges metallisches Felgenteil 22' mit einem Harzverstärkungsteil 24', aufgebracht auf das ringförmige metallische Felgenteil 22'. Das Harzverstärkungsteil 24' ist identisch zu dem Harzverstärkungsteil 24, mit Ausnahme einer geringfügigen Variierung bezüglich der Größe, um die Form des ringförmigen metallischen Felgenteils 22' aufzunehmen. Somit werden die Bezugszeichen des Harzverstärkungsteils 24 für die gleichen Teile des Harzverstärkungsteils 24' verwendet.
Unter Bezugnahme auf die 13 bis 17 ist eine vordere Felge 118a gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die vordere Felge 118a umfasst im Wesentlichen das ringförmige metallische Felgenteil 22 aus dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Harzverstärkungsteil 124, aufgebracht auf das ringförmige metallische Felgenteil 22. Das Harzverstärkungsteil 124 ist identisch zu dem Harzverstärkungsteil 24, mit Ausnahme, dass die fünfte Lage/Schicht verändert wurde, um aus einer Vielzahl diskreter Felgenverstärkungssektionen 145, individuell angeordnet in der Umfangsrichtung des ringförmigen metallischen Felgenteils 22, ausgebildet zu sein. Somit bilden die diskreten Felgenverstärkungssektionen 145 einen ringförmigen Felgenverstärkungsabschnitt, der diskontinuierlich an jeder der Speichenöffnungen 30 ist und zumindest teilweise die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte C überlagert. Wie vorstehend erwähnt, bildet die fünfte Lage/Schicht (die fünften Harzschichten 45) des Harzverstärkungsteils 24 einen kontinuierlichen ringförmigen Felgenverstärkungsabschnitt, der sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung um den gesamten Umfangsbereich des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 erstreckt und die Speichenanbringbereiche A des ringförmigen metallischen Felgenteils 22 äußerlich überlagert. Mit anderen Worten heißt das, der einzige Unterschied zwischen den Harzverstärkungsteilen 24 und 124 ist der, dass die fünfte Lage/Schicht (die fünften Harzschichten 45) des Harzverstärkungsteils 24 kontinuierlich ist und die fünfte Lage/Schicht (die fünften Harzschichten 145) des Harzverstärkungsteils 124 diskontinuierlich an jeder der Speichenöffnungen 30 ist. Die Konstruktion der fünften Lage/Schicht (die fünften Harzschichten 45) des Harzverstärkungsteils 24 ist ansonsten identisch zu der Konstruktion der fünften Lage/Schicht (die fünften Harzschichten 145) des Harzverstärkungsteils 124. Somit werden die Bezugszeichen des Harzverstärkungsteils 24 für die gleichen Teile des Harzverstärkungsteils 124 verwendet. Ferner werden die Beschreibungen der gleichen Teile des Harzverstärkungsteils 124 der Kürze wegen weggelassen.
Die sechsten Verstärkungsharzschichten 46 (der profilierte bzw. gemusterte Verstärkungsabschnitt) können entweder weggelassen werden, wie in den 13 bis 16 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, oder können inbegriffen sein, wie in 17 gezeigt. Somit bilden die fünften und sechsten Harzschichten 145 und 46 die Zwischenteile D des Verstärkungsteils 124 in diesem Ausführungsbeispiel, wenn sowohl die fünften als auch die sechsten Harzschichten 145 und 46 verwendet werden. Alternativ werden die Zwischenabschnitte D des Verstärkungsteils 124 lediglich durch eine der fünften und sechsten Harzschichten 145 und 46 gebildet.

Claims

Fahrradfelge, umfassend: ein ringförmiges metallisches Felgenteil, umfassend eine Vielzahl von Speichenanbringbereichen mit zumindest einer Speichenanbringöffnung, ausgebildet in jedem der Speichenanbringbereiche, und eine Vielzahl von Zwischenbereichen, angeordnet zwischen benachbarten Paaren der Speichenanbringbereiche; einen ringförmigen Reifenanbringabschnitt; sowie ein Verstärkungsteil, das sich in einer Umfangsrichtung so um das ringförmige metallische Felgenteil erstreckt, dass der ringförmige Reifenanbringabschnitt durchgängig exponiert ist und das ringförmige metallische Felgenteil äußerlich überlagert ist, wobei das Verstärkungsteil folgendes umfasst: a) eine Vielzahl von diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitten, die in der Umfangsrichtung individuell beabstandet sind, so dass ein entsprechender der Speichenverstärkungsabschnitte einen entsprechenden der Speichenanbringbereiche des ringförmigen metallischen Felgenteils überlagert; und b) einen profilierten Verstärkungsabschnitt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt und die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte oder den Felgenverstärkungsabschnitt überlagert, wobei der profilierte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von nicht profilierten Bereichen definiert, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 1, wobei der profilierte Verstärkungsabschnitt eine Vielzahl von ersten Diagonalsektionen umfasst, die sich in einer ersten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung erstrecken, und eine Vielzahl von zweiten Diagonalsektionen, die sich in einer zweiten Diagonalrichtung bezüglich der Umfangsrichtung erstrecken.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 2, wobei sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen überlappen, um eine sich wiederholende X-Profilierung zu bilden.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 3, wobei sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen nahe einer Ebene überlappen, die die Speichenanbringöffnungen durchtritt.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei sich die ersten und zweiten Diagonalsektionen ferner an Bereichen überlappen, die an gegenüberstehenden Seiten der Ebene befindlich sind, die die Speichenanbringöffnungen durchtritt.
Fahrradfelge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verstärkungsteil ferner einen Felgenverstärkungsabschnitt umfasst, der die Zwischenbereiche des ringförmigen metallischen Felgenteils überlagert und zumindest teilweise die diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte überlagert.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 6, wobei der Felgenverstärkungsabschnitt eine Vielzahl von diskreten Felgenverstärkungssektionen umfasst, die individuell in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Fahrradfelge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder der diskreten Speichenanbringbereich-Verstärkungsabschnitte aus einer Vielzahl von individuellen Verstärkungslagen ausgebildet ist, die zusammengebondet und an dem ringförmigen metallischen Felgenteil integral angeordnet sind.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 8, wobei jede der Verstärkungslagen aus einem Verstärkungsharzschichtmaterial ausgebildet ist, umfassend Epoxid mit einer oder mehreren carbonimprägnierten Lagen.
Fahrradfelge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jeder der diskreten Speichenanbringbe- reich-Verstärkungsabschnitte eine Gesamtmaximaldicke im Bereich von 1,5mm bis ungefähr 2,5mm aufweist.
Fahrradfelge gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Felgenverstärkungsabschnitt eine Gesamtmaximaldicke im Bereich von 0,5mm bis ungefähr 1,5mm aufweist.
Fahrradfelge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der ringförmige Reifenanbringteil dazu angepasst ist, einen Reifen daran montiert zu haben, einen ersten ringförmigen Seitenwandteil, einen zweiten ringförmigen Seitenwandteil und einen inneren ringförmigen Seitenwandteil umfasst, der die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile verbindet, wobei die Speichenanbringöffnungen in dem inneren ringförmigen Wandteil ausgebildet sind.
Fahrradfelge gemäß Anspruch 12, wobei der ringförmige Reifenanbringteil eine ringförmige Verbindungssektion umfasst, die die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile verbindet, so dass ein ringförmiger hohler Bereich durch die ersten und zweiten ringförmigen Seitenwandteile, den inneren ringförmigen Wandteil und die ringförmige Verbindungssektion begrenzt wird.