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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Verbundfahrradfelge, insbesondere eine für ein Fahrrad vorgesehene Verbundfelge, die sich durch ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit auszeichnet.
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Stand der Technik
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Eine herkömmliche Fahrradfelge, wie sie in 8 gezeigt ist, ist meistens aus Metall gefertigt und wird somit auch als Metallfahrradfelge 3 bezeichnet. Solche Felgen sind wärmebeständig und weisen eine verstärkte Stelle zur Aufnahme eines Fahrradreifens auf. Jedoch sind sie sehr schwer und entsprechen somit nicht dem Trend hinsichtlich eines leichten Gewichts bei Fahrrädern. Aus diesem Grund werden Fahrradfelgen immer weiter entwickelt, um eine höhere Festigkeit und ein geringeres Gewicht zu erzielen, wobei gleichzeitig eine Anpassung an die Aerodynamik sowie eine leichtere Herstellung und Montage gewährleistet werden sollen. Deshalb wurden Kohlefaser-Felgen auf dem Markt eingeführt.
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Herkömmliche Kohlefaser-Felgen werden dadurch geformt, dass eine ringförmige Tasche zunächst aufgeblasen wird. Danach werden mehrere Schichten von Kohlefaser-Geweben nacheinander auf die äußere Fläche der ringförmigen Tasche geklebt. Den Anforderungen an die Festigkeit der jeweiligen Fahrradfelge entsprechend wird die Anzahl der angeklebten Kohlefaser-Gewebe verändert. Normalerweise müssen die Stellen, an denen die Speichen angebracht werden, eine höhere Festigkeit aufweisen. An diesen Stellen werden ungefähr sieben Schichten von Kohlefaser-Gewebe übereinander geklebt. Die Festigkeit an den anderen Stellen kann ein bisschen niedriger sein. An diesen Stellen werden etwa fünf Schichten von Kohlefaser-Geweben übereinander geklebt. Da die mehreren Lagen von Kohlefaser-Gewebe hintereinander an einer Kohlefaser-Felge angeklebt werden müssen, ist die Herstellung herkömmlicher Kohlefaser-Felgen zeit- und arbeitsintensiv. Außerdem sind die Seiten der Kohlefaser-Felgen sehr dünn. Bei einem plötzlichen Bremsen kann der Rahmen durch die unmittelbare Reibung der Bremsschuhe verschleißen, wobei die Kohlefaser-Felge durch die aufgrund der Reibung entstehende Wärme leicht verformt wird. Dies kann schließlich dazu führen, dass die feste Verbindung zwischen dem Rad und der Felge beeinträchtigt wird und somit ein Luftleck entsteht.
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Aus der Druckschrift
TW M315661 U ist eine Verbundfahrradfelge bekannt, die einen Verbundstoff-Felgenkörper aufweist. Der Verbundstoff-Felgenkörper besteht aus Verbundmaterialien und ist als hohler Ring ausgeführt. Der Verbundstoff-Felgenkörper weist einen Körperabschnitt und eine Radaufnahme auf. Der Körperabschnitt ist an seinen beiden Seiten jeweils mit einer ersten und einer zweiten Seitenwand versehen. Die Radaufnahme ist beidseitig jeweils mit einer mit einer ersten Seitenwand versehenen ersten Bremsfläche und einer mit einer zweiten Seitenwand versehenen zweiten Bremsfläche ausgebildet. Ein Metallverstärkungsrahmen ist in Form eines metallischen Rings ausgeführt, ist vollständig am Innenumfang der Radaufnahme des Verbundstoff-Felgenkörpers angebracht und weist zwei parallel verlaufende Seitenwände auf, die jeweils kontinuierlich waagerecht angeordnet sind und an die erste und die zweite Bremsfläche angepasst sind.
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Mit Hilfe des Aufbaus kann zwar ein geringes Gewicht erreicht werden, aber die Festigkeiten der ersten und der zweiten Seitenwand sind nicht optimal. Außerdem sind die Stellen, an denen die erste und die zweite Seitenwand mit dem Metallverstärkungsrahmen verbunden sind, nicht fest genug, wodurch die Felge unter Einwirkung einer äußeren Kraft brechen kann.
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Die Druckschrift
WO 2015/ 123 403 A2 offenbart eine Struktur einer verstärkten Fahrradfelge mit einem inneren Ringskelett und einer Felgenabdeckung zum Schutz des inneren Ringskeletts und Erhöhung der Härte, wobei das innere Ringskelett als geschlossener Ring ausgeführt ist und mit einem inneren Ring versehen ist, an dem die Speichen anbringbar sind. Das innere Ringskelett ist aus einem Metall, Komposit oder dergleichen hergestellt und die Felgenabdeckung ist aus einem nicht-metallischen Material gefertigt, das eine ausreichende Härte aufweist und ist vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem elastomeren Material ausgebildet.
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Die Druckschrift
WO 2012/ 030 609 A2 beschreibt einen Verschleißanzeiger für eine Felgenbremse, der in eine Kohlefaserfelge eines Fahrrads integriert ist. Im Speziellen ist ein Verschleißanzeiger unter mehreren Lagen aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoff eingebettet, wobei der Verschleißanzeiger solange nicht sichtbar ist, bis an der Bremsfläche der Felge durch die Reibung des Felgenbremsenkörpers ein erheblicher Bremsverschleiß aufgetreten ist.
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Die Druckschrift
EP 3 138 697 A1 offenbart eine Fahrradfelge mit einem metallischen inneren Ringskelett, das als Ring ausgeführt ist und mit einem inneren Ring zur Anbringung der Speichen versehen ist, wobei der innere Ring beidseitig jeweils einen Seitenring aufweist. Eine Öffnung ist gegenüber von dem inneren Ring zwischen den beiden Seitenringen ausgebildet und das innere Ringskelett weist ferner einen Stützabschnitt auf, der einen oberen Bereich der beiden Seitenringe miteinander verbindet, wodurch die Öffnung geschlossen wird.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbundfahrradfelge zu schaffen, die sich durch ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit auszeichnet.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbundfahrradfelge, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Verbundfahrradfelge bereitgestellt, die ein inneres Ringskelett und einen Verbundstoff-Felgenkörper aufweist. Das innere Ringskelett ist mit einem inneren Ring versehen, der beidseitig jeweils mit einem Seitenring geformt ist. Am Ende des Seitenrings ist ein Hakenabschnitt vorgesehen. Zwischen den beiden Hakenabschnitten ist eine Öffnung ausgebildet. Der Verbundstoff-Felgenkörper der Verbundfahrradfelge ist am inneren Ring, an den Seitenringen und den Hakenabschnitten des inneren Ringskeletts angebracht. An der Öffnung ist ein Stützabschnitt vorgesehen. Auf diese Weise wird das Gewicht der kompletten Verbundfahrradfelge reduziert, wobei gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit der Verbundfahrradfelge gewährleistet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Verbundstoff-Felgenkörper einen auf das innere Ringskelett aufgesteckten ersten Ringabschnitt, einen auf den Seitenring aufgesteckten zweiten Ringabschnitt, einen auf das Ende des Seitenrings aufgesteckten dritten Ringabschnitt, der einen Vorsprung bildet, und einen im Bereich der Öffnung angeordneten Stützabschnitt auf.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Seitenring endseitig mit einem Hakenabschnitt ausgebildet, wobei zwischen den beiden Hakenabschnitten eine Öffnung ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Verbundstoff-Felgenkörper einen auf das innere Ringskelett aufgesteckten ersten Ringabschnitt, einen auf den Seitenring aufgesteckten zweiten Ringabschnitt, einen auf das Ende des Seitenrings aufgesteckten dritten Ringabschnitt, der einen Vorsprung bildet, und einen im Bereich der Öffnung angeordneten Stützabschnitt auf.
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Gemäß der Erfindung kann der Verbundstoff-Felgenkörper aus verschleißfestem Kohlenfaser-Verbundmaterial hergestellt sein.
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Gemäß der Erfindung kann das innere Ringskelett aus einem Material hergestellt sein, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Aluminium - Legierungen, Molybdän - Chrom - Legierungen, Titanlegierungen, Magnesiumlegierungen und ähnliche Leichtmetallverbindungen aufweist.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines inneren Ringskeletts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge,
- 3 eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge,
- 4 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge, wobei diese von Bremsschuhen festgeklemmt ist,
- 5 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge,
- 6 eine perspektivische Darstellung eines inneren Ringskeletts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge,
- 7 eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge, und
- 8 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Fahrradfelge.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bezugnehmend auf 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge schematisch dargestellt, wobei diese ein inneres Ringskelett 1 und einen Verbundstoff-Felgenkörper 2 aufweist, welche im Folgenden näher beschrieben sind.
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Das innere Ringskelett 1 ist ringförmig ausgeführt und mit einem an die Speichen angepassten inneren Ring 11 versehen, der beidseitig jeweils mit einem Seitenring 12 versehen ist. Zwischen den beiden Seitenringen 12 ist eine Öffnung 14 ausgebildet.
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Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 ist auf das innere Ringskelett 1 aufgesteckt und weist einen auf den inneren Ring 11 aufgesteckten ersten Ringabschnitt 21, einen auf den Seitenring 12 aufgesteckten zweiten Ringabschnitt 22, einen auf das Ende des Seitenrings 12 aufgesteckten und mit einem Vorsprung 231 ausgebildeten dritten Ringabschnitt 23 sowie einen an der Öffnung 14 angeordneten Stützabschnitt 24 auf.
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Bezugnehmend auf 1 bis 3 ist das innere Ringskelett 1 aus Aluminium, einer Aluminium-Legierung, einer Molybdän-Chrom-Legierung, einer Titanlegierung bzw. einer Magnesiumlegierung oder einem ähnlichen Leichtmetall gefertigt und weist im Wesentlichen einen an die Speichen angepassten inneren Ring 11 auf, der beidseitig jeweils mit einem Seitenring 12 versehen ist. Die Seitenringe 12 werden jeweils über deren freie Enden an einem Rad montiert. Zwischen den beiden Seitenringen 12 ergibt sich die Öffnung 14 (2). Anschließend wird der Verbundstoff-Felgenkörper 2 auf das innere Ringskelett 1 aufgesteckt. Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 ist aus Kohlefaser-Verbundmaterialien gefertigt, vorzugsweise aus verschleißfesten Kohlenstoffverbundmaterialien. Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 weist einen auf den inneren Ring 11 aufgesteckten ersten Ringabschnitt 21, einen auf den Seitenring 12 aufgesteckten zweiten Ringabschnitt 22, einen auf das Ende des Seitenrings 12 aufgesteckten und somit einen Vorsprung 231 bildenden dritten Ringabschnitt 23 und einen an der Öffnung 14 angeordneten Stützabschnitt 24 auf. Der Vorsprung 231 dient zur Montage eines Reifens. Der Stützabschnitt 24 überbrückt die zwischen den Enden der beiden Seitenringe 12 ausgebildete Öffnung. Somit werden die beiden Seitenringe 12 fest miteinander verbunden. Dadurch lässt sich eine optimale Festigkeit während der Montage erzielen. Auf diese Weise können eine leichte Herstellung, eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht gewährleistet werden.
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Beim plötzlichen Bremsen reiben die beiden Seiten der Fahrradfelge schnell mit den Bremsschuhen A (4) aneinander. Dank des inneren Ringskeletts 1 ist die Fahrradfelge so verstärkt, dass sie nicht durch die äußere Kraft überlastet wird. Die während der Reibung entstehende Hitze kann durch das Ringskelett abgeleitet werden, wodurch eine thermische Schädigung des Rahmens und eine Verformung der Felge ausgeschlossen werden. Auf diese Weise kann die Intaktheit der Fahrradfelge gewährleistet werden.
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In 5 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbundfahrradfelge dargestellt, die ein inneres Ringskelett 1 und einen Verbundstoff-Felgenkörper 2 aufweist, welche im Folgenden näher beschrieben sind.
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Das innere Ringskelett 1 ist als Ring ausgeführt und mit einem an die Speichen angepassten inneren Ring 11 versehen, der beidseitig jeweils mit einem Seitenring 12 versehen ist. Der Seitenring 12 ist endseitig mit einem Hakenabschnitt 13 ausgebildet. Zwischen den beiden Hakenabschnitten 13 ist eine Öffnung 14 ausgebildet.
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Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 ist auf das innere Ringskelett 1 aufgesteckt und weist einen auf den inneren Ring 11 aufgesteckten ersten Ringabschnitt 21, einen auf den Seitenring 12 aufgesteckten zweiten Ringabschnitt 22, einen auf den Hakenabschnitt 13 des Seitenrings 12 aufgesteckten dritten Ringabschnitt 23 und einen an der Öffnung 14 befindlichen Stützabschnitt 24 auf.
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Bezugnehmend auf 5 bis 7 ist das innere Ringskelett 1 aus Aluminium, einer Aluminium-Legierung, einer Molybdän-Chrom-Legierung, einer Titanlegierung bzw. einer Magnesiumlegierung oder einem ähnlichen Leichtmetall gefertigt und weist im Wesentlichen einen an die Speichen angepassten inneren Ring 11 auf, der beidseitig jeweils mit einem Seitenring 12 versehen ist. Der Seitenring 12 ist am Ende mit einem Hakenabschnitt 13 versehen, der zum Zusammenbau mit einem Reifen dient. Zwischen den beiden Hakenabschnitten 13 ergibt sich die Öffnung 14 (6). Anschließend wird der Verbundstoff-Felgenkörper 2 auf das innere Ringskelett 1 aufgesteckt. Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 ist aus einem Kohlefaser-Verbundmaterial, vorzugsweise aus verschleißfestem Kohlenstoffverbundmaterial, gefertigt. Der Verbundstoff-Felgenkörper 2 weist einen auf den inneren Ring 11 aufgesteckten ersten Ringabschnitt 21, einen auf den Seitenring 12 aufgesteckten zweiten Ringabschnitt 22, einen auf den Hakenabschnitt 13 aufgesteckten dritten Ringabschnitt 23 und einen an der Öffnung 14 angeordneten Stützabschnitt 24 auf. Der Stützabschnitt 24 überbrückt die Öffnung zwischen den beiden Hakenabschnitten 13, um die beiden Hakenabschnitte 13 fest miteinander zu verbinden. Dadurch kann eine optimale Festigkeit während der Montage erzielt werden. Auf diese Weise können eine leichte Herstellung, eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht gewährleistet werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, lassen sich folgende Vorteile durch die erfindungsgemäße Verbundfahrradfelge realisieren:
- 1. Durch Vorsehen der Öffnung wird das Gewicht des inneren Ringskeletts verringert. Auf das innere Ringskelett wird ferner ein leichtgewichtiger Verbundstoff-Felgenkörper aufgesteckt. Auf diese Weise wird das Gesamtgewicht der Verbundfahrradfelge reduziert.
- 2. Der Verbundstoff-Felgenkörper ist aus einem verschleißfesten Material gefertigt und wird auf das innere Ringskelett aufgesteckt. Durch die Überbrückung der Öffnung zwischen den beiden Seitenringen werden diese fest miteinander verbunden, wodurch die Festigkeit der kompletten Fahrradfelge erhöht wird.
- 3. Indem ein Leichtmetall im Verbundstoff-Felgenkörper verwendet wird, wird die Festigkeit der kompletten Fahrradfelge erhöht. Zugleich kann die während des Bremsens durch Reibung entstehende Wärme schnell abgeleitet werden. Dadurch kann ein Verformen der Verbundfahrradfelge ausgeschlossen werden.
