DE102010022771B4

DE102010022771B4 - Aerodynamische Abdeckkappe für den Einsatz an Zweirädern

Info

Publication number: DE102010022771B4
Application number: DE102010022771.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2023-03-16
Anticipated expiration: 2030-06-05
Also published as: US20130200683A1; TW201200375A; DE102010022771A1; US9162523B2; EP2552710A1; TWI566961B; WO2011124342A1

Abstract

Anbauteil (1) für Zweiräder, insbesondere Fahrräder, umfassend wenigstens eine Abdeckkappe (2), welche dafür vorgesehen und bestimmt ist, den aus einer Felge (3) radial nach innen überstehenden Teil eines Speichennippels (4) abzudecken, wobei die Abdeckkappe (2) aus frontaler Sicht aerodynamisch geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug zum Spannen von Speichen (7) in die Abdeckkappe (2) integriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anbauteil für den Einsatz an einem Zweirad, sowie ein Rad für ein Zweirad mit solchen Anbauteilen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
An moderne Zweiräder im Allgemeinen und an Fahrräder im Speziellen, egal ob in der Freizeit- oder Profibranche, werden heutzutage sehr hohe Ansprüche gestellt. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei, dass die Fortbewegung auf einem Fahrrad möglichst effektiv sein soll. Dies ist insbesondere im Profibereich der Fall, da sich hier schon kleinste Vorteile deutlich auf das Wettkampfergebnis auswirken können.
Dabei spielen zum Beispiel das Gewicht des Fahrrades und aller Anbauteile, die Laufleichtigkeit und insbesondere auch die Aerodynamik die größte Rolle. Gerade im Rennsport führen auch minimale Gewichtsersparnisse oder Verbesserungen in der Aerodynamik zu deutlichen Wettbewerbsvorteilen. Diese Bereiche greifen unmittelbar ineinander, wodurch Weiterentwicklungen auf diesen Gebieten besonders interessant sind.
Weiterhin spielen Vorteile in der Aerodynamik heutzutage unter anderem aber auch eine große Rolle bei Fahrrädern mit einem Hilfsmotor. Solche Zweiräder mit einem unterstützenden Motor werden nicht nur bei älteren Menschen, sondern insbesondere auch bei Langstreckenfahrern und für den Einsatz in bergigen Regionen immer beliebter. Auch Berufspendler verwenden solche Räder zunehmend. In diesem Zusammenhang führt eine bessere Aerodynamik zu einer weiteren Reichweite des Zweirades und somit zu einer erhöhten Lebensdauer der Batterie.
Im Bereich der Aerodynamik spielen Luftverwirbelungen an verschiedensten Stellen eine Rolle. Zum Beispiel verwenden Radrennfahrer spezielle eng anliegende Kleidung und nehmen unter Verwendung spezieller Lenker eine aerodynamische Sitzposition auf dem Fahrrad ein. Dadurch verringern sie ihren Luftwiderstand, um eine bessere Leistung zu erzielen.
Auch Luftverwirbelungen am Fahrrad selber gilt es möglichst zu vermeiden oder zu minimieren. Ein Problem dabei stellen unter anderem auch die Räder dar.
Ein klassisches Rad für Fahrräder besteht aus einer zentralen Nabe, an der auf beiden Seiten Befestigungsstellen für Speichen angebracht sind. Die Speichen sind in Löcher in diesen Befestigungsstellen eingehakt und auf der anderen Seite an sogenannten Speichennippeln, die durch bzw. in die Felge gesteckt sind, befestigt. Die dem Speichennippel zugewandte Seite der Speiche hat ein Gewinde, das in ein Innengewinde des Speichennippels eingeschraubt wird. Über dieses System kann die Speichenspannung variiert werden und das Rad somit optimal eingestellt werden.
Für die Einstellung der Speichenspannung sind verschiedene Varianten bekannt geworden. Zum Beispiel ist es möglich, den Speichennippel, der bis zu 10 oder 20 mm lang ist und einen Durchmesser von ca. 3 mm bis 8 mm aufweist, ein Stück aus der Felge radial nach innen überstehen zu lassen. Der überstehende Bereich weist mehrere flache Seiten auf. Dadurch kann man sehr einfach mit einem speziellen Werkzeug die Speichenspannung von außen einstellen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die überstehenden Bereiche der Speichennippel unerwünschte Effekte in der Aerodynamik bringen, da Luftverwirbelungen an den flachen Seiten der Speichennippel entstehen. Dabei bewegen sich die freiliegenden Bereiche der Speichennippel oben am Rad etwa in zweifacher Geschwindigkeit des Fahrrades, wodurch der dort wirkende Luftwiderstand effektiv vervierfacht wird. Dies gilt es jedoch zu verringern.
Eine andere Möglichkeit zur Montage der Speichen an den Speichennippeln ist besonders für moderne Räder aus faserverstärkten Kunststoffen bekannt. Auch hierbei werden die extrem dünnen Speichen auch in Speichennippel eingeschraubt und über ein Drehen des Speichennippels gespannt oder gelöst. Allerdings liegen die Speichennippel bei dieser Variante oft komplett in der Hohlkammerfelge. Vorteilhaft hierbei ist eine wesentlich verbesserte Aerodynamik, da keine unerwünschten Luftverwirbelungen an den Speichennippeln entstehen können.
Besonders nachteilig bei dieser Art der Befestigung ist allerdings das extrem umständliche Spannen des Rades. Um die Speichenspannung nachzustellen, muss man gegebenenfalls den Mantel, den Schlauch und das Felgenband von der Felge entfernen, um von innen mit zum Beispiel einem Schraubenzieher die Spannung der Speichen zu verändern. Ist das Rad fertig eingestellt, müssen alle Teile wieder montiert werden. Dies ist sehr aufwändig und kostet viel Zeit. Bei geklebten Schlauchreifen ist der Aufwand noch größer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Aufbau eines aerodynamischen Rades zu ermöglichen, bei dem die Speichen leicht gespannt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Anbauteil für Zweiräder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Rad mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen.
Das erfindungsgemäße Anbauteil für Zweiräder umfasst wenigstens eine Abdeckkappe und eignet sich besonders für den Einsatz an Fahrrädern oder dergleichen. Die Abdeckkappe ist dafür vorgesehen und bestimmt ist, den aus einer Felge radial nach innen überstehenden Teil eines Speichennippels abzudecken. Die Abdeckkappe ist aus frontaler Sicht aerodynamisch geformt. Ein Werkzeug zum Spannen von Speichen ist in die Abdeckkappe integriert.
Das erfindungsgemäße Anbauteil hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Abdeckkappe den aus einer Felge radial nach innen überstehenden Teil eines Speichennippels so verblendet, dass Luftverwirbelungen in diesem Bereich stark minimiert werden. Durch das Umgeben bzw. Verkleiden des herausragenden Teils des Speichennippels mit einer erfindungsgemäßen Abdeckkappe wird eine wesentlich bessere Aerodynamik erreicht.
Um eine ausreichende Stabilität des Anbauteils zu gewährleisten, ohne das Gewicht des Fahrrades unnötig zu erhöhen, besteht die Abdeckkappe vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist die laterale Form, also die Seitenansicht der Abdeckkappe im Wesentlichen dreieckig. Dabei ist besonders eine dornförmige Ausgestaltung bevorzugt, die auch durch die Form eines Haifischzahnes definiert werden kann. Dabei führt die Abdeckkappe insbesondere die Form der Felge stetig fort.
Um ein besonders gutes Resultat bezüglich der Aerodynamik zu erzielen, weist die Basis der Abdeckkappe, also die an der Felge anliegende bzw. auf der Felge aufliegende Seite, vorteilhafterweise eine zumindest leicht konvexe Form auf, wodurch sie an die Krümmung der Felge angepasst ist. Dadurch kann es nicht zu Luftverwirbelungen zwischen Felge und Abdeckkappe kommen.
Besonders bevorzugt ist die Größe der Abdeckkappe natürlich so klein wie möglich. Dadurch werden das Gewicht und der Luftwiderstand minimiert. Dabei ist eine Breite der lateralen Basis bzw. der Basis in seitlicher Sicht sowie eine Höhe der Abdeckkappe zwischen etwa 8 mm und 35 mm, insbesondere zwischen etwa 10 mm und 25 mm vorteilhaft. Die Abdeckkappe kann aber auch in jedem anderen denkbaren und sinnvollen Ausmaß gefertigt sein.
Die erfindungsgemäße Abdeckkappe dient der verbesserten Aerodynamik. Daher ist es natürlich besonders bevorzugt, dass die Abdeckkappe besonders schmal und strömungsideal geformt ist. Erfindungsgemäß ist die Abdeckkappe aus frontaler Sicht aerodynamisch geformt.
Im Querschnitt quer zur Speiche ist die erfindungsgemäße Abdeckkappe vorzugsweise etwa elliptisch, tropfenförmig oder karoförmig geformt.
Um die Abdeckkappe an der Speiche und/oder dem Speichennippel zu befestigen, ist eine Öffnung durch die Abdeckkappe vorgesehen. Diese kann vorteilhafterweise an den Durchmesser der Speiche und/oder des Speichennippels angepasst sein. Denkbar und möglich ist allerdings in anderen bevorzugten Ausgestaltungen eine flexibel gestaltetet Öffnung, die ein Anbringen an Speichen und Speichennippeln mit unterschiedlichen Durchmessern ermöglicht.
Um zusätzliche Befestigungsmittel zu vermeiden und die Abdeckkappe mobil zu befestigen, ist besonders bevorzugt die Toleranz zwischen der Öffnung der Abdeckkappe und dem Speichendurchmesser bzw. Durchmesser des herausragenden Teils des Speichennippels sehr gering gehalten. Dabei ist je nach bevorzugter Ausgestaltung eine Differenz zwischen den Durchmessern von 0,0-0,1 mm vorgesehen. Dadurch kann die Abdeckkappe zwar auf dem Speichennippel durch Reibhaftung befestigt werden, sie wird aber nicht fest mit diesem verbunden. Es sind aber auch größere Toleranzen möglich. Auch kleinere Toleranzen sind möglich, wenn der Speichennippel z.B. aus einem dehnbaren Material gefertigt wird. Durch diese Art der Befestigung kann die Abdeckkappe auch zum Nachjustieren der Speichenspannung leicht von dem Einstellbereich des Speichennippels entlang der Speiche verschoben werden und diesen dadurch freigeben.
Um eine leichte Montage bzw. auch ein sehr einfaches Nachrüsten der erfindungsgemäßen Abdeckkappe zu gewährleisten, ist die Abdeckkappe bevorzugterweise nicht einstückig hergestellt, sondern besteht aus wenigstens zwei Teilen. Dadurch können die wenigstens beiden Teile auch bei vollständig montiertem Rad auf die Speiche aufgebracht werden. Dazu sind die Teile der Abdeckkappe bevorzugt so gefertigt, dass sie zusammen geklebt oder zusammen geklickt werden können. Auch andere Methoden des Zusammenbringens sind denkbar und möglich.
Um ein Abziehen der Abdeckkappe zum Nachjustieren der Speichenspannung zu vermeiden, ist erfindungsgemäß das Werkzeug zum Spannen der Speichen in die Abdeckkappe integriert. Dabei wäre es beispielsweise möglich, dass die Öffnung der Abdeckkappe auf der Seite des Nippels der genaue Stempel des Einstellbereichs des Speichennippels ist. Dadurch könnte man durch Drehen der Abdeckkappe die Speichenspannung erhöhen oder auch lösen. Natürlich sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar.
Ein erfindungsgemäßes Rad für ein Zweirad, insbesondere für Fahrräder, umfasst eine Nabe, eine Felge und die Nabe und die Felge verbindende separate Speichen. Die Speichen sind mit die Felge durchsetzenden Speichennippeln verbunden. Dabei sind die aus der der Felge radial nach innen überstehenden Teile der Speichennippel durch eine erfindungsgemäßes Anbauteil abgedeckt. Dadurch wird die Aerodynamik des Rades stark verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel, welches nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben wird.
Darin zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht von einem erfindungsgemäßen Rad;
2 eine schematische Detailansicht von einem Speichennippel mit abgezogener Abdeckkappe im Querschnitt;
3 eine Ansicht wie in 2 mit aufgesteckter Abdeckkappe;
4 eine schematische Detailansicht eines abgedeckten Speichennippels in seitlicher Draufsicht; und
5 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Abdeckkappe

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rad 5 für ein Fahrrad. Dabei besteht dieses Rad 5 aus einer zentralen Nabe 6, an deren beiden Enden Flansche 12 zur Befestigung von Speichen 7 angebracht sind. Die Speichen 7 werden in dafür vorgesehene Löcher 13 in die Flansche 12 eingehakt. Auf der anderen Seite werden die Speichen 7 in einen Speichennippel 4 (siehe z.B. 2) eingeschraubt, der durch die Felge 3 hindurch gesteckt ist. Dafür weist die Speiche 7 auf der dem Speichennippel 4 zugewandten Seite ein Gewinde auf, das in ein Innengewinde im Speichennippel 4 eingeschraubt wird.
Der Speichennippel 4 ragt radial nach innen aus der Felge 3 heraus und wird in 1 durch eine erfindungsgemäße Abdeckkappe 2 überdeckt. Durch das Verblenden des aus der Felge 3 ragenden Speichennippels 4 wird die Aerodynamik verbessert, da an dem aus der Felge ragenden Speichennippel 4 selbst keine Luftverwirbelungen entstehen können und die Luftverwirbelungen an der Abdeckkappe 2 deutlich reduziert werden. Durch die Abdeckkappen 2 entsteht die Optik eines „gezähnten“ Rades.
2 zeigt einen Schnitt durch den Bereich einer Felge 3, durch den ein Speichennippel 4 hindurch gesteckt ist. Dabei weist der Speichennippel 4 einen in der Felge 3 liegenden Bereich 11 und einen radial nach innen aus der Felge 3 heraustretenden Bereich 9 auf. In den außen liegenden Bereich 9 des Speichennippels 4 ist die Speiche 7 eingeschraubt.
Zum Montieren der Speiche 7 kann der Schraubkopf 14 des Speichennippels 4 verwendet werden. Sobald das Felgenband, der Schlauch und der Mantel des Rades 5 jedoch montiert sind, ist dieser Schraubkopf 14 nicht mehr zugänglich. Ein Nachspannen der Speichen 7 ist jetzt aber immer noch jederzeit mittels des Einstellbereiches 10 des Speichennippels 4 möglich. Dieser Bereich 10 weist flache Seiten auf, an die ein spezielles Werkzeug angreifen kann, wodurch ein Spannen oder Lösen der Speiche 7 möglich wird.
In der 2 ist die erfindungsgemäße Abdeckkappe 2 zwar schon auf die Speiche 7 aufgesteckt, jedoch noch nicht über den aus der Felge 3 ragenden Bereich 9 des Speichennippels 4 geschoben.
Eine erfindungsgemäße Anbringung der Abdeckkappe 2 ist in dem Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt. Hierbei liegt die Abdeckkappe 2 direkt an der Felge 3 an und verkleidet den außen liegenden Teil 9 des Speichennippels 4 komplett. Dadurch wird eine wesentlich bessere Aerodynamik erreicht.
Eine andere Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung ist in 4 dargestellt. Auch hier sieht man eine erfindungsgemäße Abdeckkappe 2, die den aus der Felge 3 heraustretenden Bereich 9 eines Speichennippels 4 bedeckt.
5 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Abdeckkappe 2. Hierbei ist auch die Öffnung 8 gezeigt, durch die die Speiche 7 gesteckt ist und die auf den aus der Felge 3 heraustretenden Bereich 9 des Speichennippels 4 aufgesteckt ist und diesen abdeckt. Dabei kann diese Öffnung 8 auch flexibel ausgebildet sein, sodass eine Montage auch an verschiedenen Speichen- und Speichennippelstärken möglich wird.
In anderen Ausgestaltungen kann diese Öffnung 8 auch über die Höhe der Abdeckkappe 2 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Es ist denkbar, dass im basalen Bereich ein Durchmesser gewählt wird, der optimal auf den außen liegenden Bereich 9 des Speichennippels 4 aufgesteckt werden kann. Der radial weiter innen liegende Bereich der Abdeckkappe 2 könnte wiederum an den Durchmesser der Speiche 7 angepasst sein.
Bei allen Ausgestaltungen ist jedoch bevorzugt, dass der Durchmesser der Öffnung 8 höchstens bis 0,1mm oder eventuell sogar gar nicht größer als der Durchmesser des außen liegenden Bereiches 9 des Speichennippels 4 oder der Speiche 7 ist. Dadurch ist es zwar möglich, die Abdeckkappe 2 wieder von dem Speichennippel 4 abzuziehen, jedoch hält die Abdeckkappe 2 auf dem Speichennippel 4 durch Reibhaftung. Durch die mobile Anordnung der Abdeckkappe 2 kann der Einstellbereich 10 des Speichennippels 4 je nach Bedarf freigelegt werden, wodurch auch Nachspannen der Speichen 7 möglich wird.
In erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, in denen das Werkzeug zum Spannen direkt in die Abdeckkappe 2 integriert ist, ist ein besonders einfaches und schnelles Einstellen der Speichenspannung möglich.
Bezugszeichenliste

1: Anbauteil
2: Abdeckkappe
3: Felge
4: Speichennippel
5: Rad
6: Nabe
7: Speiche
8: Öffnung
9: aus der Felge ragender Teil eines Speichennippels
10: Einstellbereich
11: in der Felge liegender Teil eines Speichennippels
12: Flansch
13: Loch
14: Schraubkopf

Claims

Anbauteil (1) für Zweiräder, insbesondere Fahrräder, umfassend wenigstens eine Abdeckkappe (2), welche dafür vorgesehen und bestimmt ist, den aus einer Felge (3) radial nach innen überstehenden Teil eines Speichennippels (4) abzudecken, wobei die Abdeckkappe (2) aus frontaler Sicht aerodynamisch geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug zum Spannen von Speichen (7) in die Abdeckkappe (2) integriert ist.
Anbauteil (1) nach Anspruch 1, wobei die Abdeckkappe (2) aus Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, besteht.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form der Abdeckkappe (2) in einer seitlichen Ansicht im Wesentlichen dreieckig, insbesondere dornförmig, ausgeprägt ist.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die an der Felge (3) aufliegende Seite der Abdeckkappe (2) an die Felgenkrümmung angepasst ist.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite der lateralen Basis und die Höhe der Abdeckkappe (2) zwischen 8 mm und 35 mm, insbesondere zwischen etwa 10 mm und 25 mm liegen.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckkappe (2) im Querschnitt quer zur Speiche (7) etwas elliptisch, tropfenförmig oder karoförmig geformt ist.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckkappe (2) im zentralen Bereich eine Öffnung (8) aufweist, die an den Durchmesser der Speiche (7) und/oder den herausragenden Teil des Speichennippels (4) angepasst ist und insbesondere flexibel für verschiedene Durchmesser ausgestaltet ist.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Toleranz zwischen Öffnung (8) und Speichendurchmesser bzw. Durchmesser des herausragenden Teils des Speichennippels (4) von 0 mm bis 0,1 mm vorgesehen ist.
Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckkappe (2) wenigstens zweiteilig gestaltet ist und die einzelnen Teile zusammen geklebt oder zusammen geklickt werden.
Rad (5) für ein Zweirad, insbesondere ein Fahrrad, mit einer Nabe (6), einer Felge (3) und die Nabe (6) und die Felge (3) verbindende separate Speichen (7), wobei die aus der der Felge (3) radial nach innen überstehenden Teile der Speichennippel (4) durch ein Anbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche abgedeckt sind.