DE102019002507A1

DE102019002507A1 - Verbundmaterial-Wulstreifenfelge und Rad für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE102019002507A1
Application number: DE102019002507.5A
Authority: DE
Inventors: David Morse; Michael Hall; Ruan Trouw
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2019-10-31
Also published as: TW201943574A; TWI823065B; TW202132131A; TWI724401B; US20190308446A1

Abstract

Eine Felge für ein Fahrradrad umfasst einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt umfasst, der von den ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist. Der erste Reifenhalteabschnitt umfasst einen ersten Reifenhaltebereich, der eine erste äußere Wand und eine erste Reifenhaltewand aufweist, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Der zweite äußere Reifenhalteabschnitt umfasst einen zweiten Reifenhaltebereich, der eine zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand aufweist, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt ist aus einem Verbundwerkstoff hergestellt. Jeweils die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand, und die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltewand sind durch ein Material getrennt, das eine niedrigere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist.

Description

Bereich der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung ist im Allgemeinen auf eine Fahrradfelge gerichtet und insbesondere auf eine Wulstreifenanbringung einer Verbundmaterial-Fahrradfelge.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein herkömmliches Fahrradrad kann eine Felge umfassen, die aus extrudierten Metalten oder aus anderen Materialien ausgestaltet ist, die gebogen und in eine kreisförmige Form zusammengefügt sind, die kontinuierlich geformte Querschnitte aufweisen. In letzter Zeit wurden anderen Materialien, wie beispielsweise fortschrittliche kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe, die in eine weiche Form gebracht und dann in eine im Wesentlichen starre Form gebracht werden können, bei der Herstellung von Fahrradfelgen verwendet, die durch nicht extrusionsbasierte Verfahren zu runden Formen ausgestaltet werden können. So können beispielsweise kohlefaserverstärkte fortgeschrittene Verbundwerkstoffe verwendet werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Carbon-Wulstreifenrads für ein Fahrrad beruht auf dem Stapeln bzw. übereinander Anordnen einzelner Schichten oder Lagen von Kohlefaserplatten, um Strukturen wie beispielsweise einen Reifenhalteabschnitt der Felge auszugestalten. Die Kohlefaserplatten können mit einem Harz oder einem anderen Matrixmaterial vorimprägniert werden, das einem Aushärtungsprozess zur Ausgestaltung einer gehärteten Felge unterzogen wird. Wenn die ausgehärteten Lagen von Kohlefaserplatten durch den Druck eines Reifens auf das Rad belastet werden, insbesondere an einem Wulsthalteabschnitt der Felge, entsteht in dem Stapel der Lagen eine hohe kurze Strahlschubspannung. Unter Umständen führt die Auslenkung des vertikalen Reifenhalteabschnitts nach außen und die daraus resultierenden hohen interlaminaren Schubspannungen im Felgenquerschnitt dazu, dass die Verbundmaterialstruktur entlang von Faser-Harz-Schnittflächen innerhalb der ausgehärteten Matrix delaminiert.
Um der hohen Kurzsegment-Schubspannung, die sich aus der Belastung durch den Reifen auf das Rad erhöht, entgegenzuwirken, kann die Anzahl der Lagen in dem Stapel erhöht werden. Dies fügt jedoch Masse, Gewicht und Kosten für den Carbon-Wulstreifenrad hinzu, und die Herstellung des Carbon-Wulstreifenrades ist zeitaufwendiger und komplexer. Die Positionierung zusätzlicher Masse am äußeren Umfang der Radfelge, um die erhöhte Anzahl von Lagen zu bereitzustellen, kann ebenso nachteilig sein. Zusätzliche Masse am äußeren Umfang der Radfelge, eine Position distal von der Radnabe, erhöht eine Menge an Energie oder Leistung, die benötigt wird, um die Drehung des Rades zu beschleunigen oder zu verzögern.
Bei herkömmlichen Verbundmaterial-Wulstreifenfelgen kann ebenso das interlaminare Versagen des Reifenhalteabschnitts innerhalb eines Wulsthalteabschnitts des Reifenhalteabschnitts weiter übertrieben werden, da diskontinuierliche Fasern um und durch den Wulstreifen-Hakenabschnitt verwendet werden. Die diskontinuierlichen Fasern bieten einen einfacheren Weg für die Delamination von einem schwächeren Teil des Wulstreifen-Hakenabschnitts bis hin zu dem Laminatstapel, was zu einer Beeinträchtigung des Reifenhalteabschnitts führt (z. B. einer vertikalen Reifenhaltewand).
Zusammenfassung
In einem Beispiel ist eine Felge für ein Fahrradrad bereitgestellt. Die Felge umfasst einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist. Die Felge umfasst ebenso eine erste Seitenwand, wobei sich der erste Reifenhalteabschnitt von der ersten Seitenwand erstreckt. Die Felge umfasst ebenso eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist, wobei sich der zweite Reifenhalteabschnitt von der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei sich die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt erstrecken. Der erste Reifenhalteabschnitt umfasst einen ersten Reifenhaltebereich, wobei der ersten Reifenhaltebereich einen ersten Satz von Schichten aus einem ersten Verbundwerkstoff umfasst, der eine erste äußere Wand ausgestaltet und einen zweiten Satz von Schichten aus einem zweiten Verbundwerkstoff, der eine erste Reifenhaltewand ausgestaltet, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt.
In einem Beispiel ist eine Felge für ein Fahrradrad aus einem Verbundwerkstoff hergestellt und umfasst einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhaltabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist. Die Felge umfasst ebenso eine erste Seitenwand. Der erste Reifenhalteabschnitt erstreckt sich von der ersten Seitenwand. Die Felge umfasst eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist. Der zweite Reifenhalteabschnitt erstreckt sich von der zweiten Seitenwand. Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand erstrecken sich radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt. Der erste Reifenhalteabschnitt umfasst einen ersten Reifenhaltebereich. Der erste Reifenhalteabschnitt umfasst eine erste äußere Wand und eine erste Reifenhaltewand, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Der zweite Reifenhalteabschnitt umfasst einen zweiten Reifenhaltebereich. Der zweite Reifenhalteabschnitt umfasst eine zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Die erste äußere Wand, die erste Reifenhaltewand, die zweite Reifenhaltewand und die zweite äußere Wand umfassen Schichten des Verbundwerkstoffs. Die Schichten des Verbundwerkstoffs sind von der ersten äußeren Wand bis zur zweiten äußeren Wand durch die erste Reifenhaltewand und die zweite Reifenhaltewand kontinuierlich.
In einem Beispiel umfasst ein Rad für ein Fahrrad eine zentrale Nabe, die zur drehbaren Anbringung an einem Fahrrad konfiguriert ist, und eine Vielzahl von Speichen, die an der zentralen Nabe angebracht sind und sich radial nach außen von der Nabe erstrecken. Die Vielzahl von Speichen besteht aus einer Anzahl von Speichen. Das Rad umfasst ebenso eine Felge. Die Felge umfasst einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist. Die Felge umfasst ebenso eine erste Seitenwand. Der erste Reifenabschnitt erstreckt sich von der ersten Seitenwand. Die Felge umfasst eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist. Der zweite Reifenhalteabschnitt erstreckt sich von der zweiten Seitenwand. Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand erstrecken sich radial nach innen von dem radial äußeren Reigeneingriffsabschnitt. Die Felge umfasst ebenso einen radial inneren Abschnitt, der entlang eines inneren Umfangs der Felge angeordnet ist. Die Vielzahl von Speichen ist an dem radial inneren Abschnitt der Felge angebracht. Der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt umfasst Schichten des Verbundwerkstoffs. Die Schichten des Verbundwerkstoffs sind von dem ersten Reifenhalteabschnitt bis zu dem zweiten Reifenhalteabschnitt kontinuierlich, sodass die Schichten des Verbundwerkstoffs um und durch den radial äußeren Reigeneingriffsabschnitt kontinuierlich sind.
In einem Beispiel ist der Verbundwerkstoff ein kohlefaserbasiertes Material und/oder Fasern des Verbundwerkstoffs sind Kohlefasern.
In einem Beispiel umfasst eine Fahrradfelge jeweils eine erste äußere Wand und eine erste Reifenhaltewand und/oder eine zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand, und die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand und/oder die zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand sind nur durch Luft getrennt. In einem weiteren Beispiel sind die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand und/oder die zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand durch einen Schaumstoff getrennt.
Figurenliste
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den gezeichneten Figuren offensichtlich werden, in welchen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrrads ist, das derart ausgeführt werden kann, dass es eine Felge mit einem hohlen Wulstreifen verwendet;
2 eine Seitenansicht eines Rads für ein Fahrrad ist, wie beispielsweise das Fahrrad von 1;
3 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Achse 3 des Rads von 2 aufgenommen ist;
4 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht ist, die entlang der Achse 3 des Rads von 2 aufgenommen ist;
5 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht ist, die entlang der Achse 3 des Rads von 2 mit einem installierten Reifen aufgenommen ist;
6 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht eines Beispiels von einem Abschnitt einer Felge ist;
7 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels von einem Abschnitt einer Felge ist;
8 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht von noch einem weiteren Beispiel von einem Abschnitt einer Felge ist; und
9 eine Nahaufnahme der Querschnittsansicht von einem Beispiel von einem Abschnitt einer Felge ist, die Schichten eines Verbundwerkstoffs darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung sieht Beispiele von Felgen und Rädern vor, die einen oder mehrere der obengenannten und/oder weitere Nachteile bei bisher bekannten Felgen und Rädern lösen oder verbessern. Die offenbarten Felgen können einen Reifenhalteabschnitte mit Schichten aus Verbundwerkstoff umfassen, die von einer äußeren Wand zu mindestens einer gegenüberliegenden Reifenhaltewand kontinuierlich sind. Mit anderen Worten sind die Schichten aus Verbundwerkstoff durch einen oder beide Wulstreifenhaken des Reifenhalteabschnitts ungebrochen. Ausgestellte Schichtenden an den Wulstreifenhaken sind damit eliminiert oder reduziert, was die Rissbildung und -ausbreitung an Lagenschnittflächen durch den Reifenhalteabschnitt eliminiert oder reduziert. Der Reifenhalteabschnitt kann zwei diskrete Wände umfassen (d. h. eine äußere Wand und eine Reifenhaltewand), die aus Schichten aus Verbundwerkstoff (z. B. die kontinuierlichen Schichten aus Verbundwerkstoff) ausgestaltet sind, die durch einen Abstand beabstandet sind.
Der Raum zwischen den zwei diskreten Wänden kann durch eine Substanz gefüllt werden, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist, wie beispielsweise Luft, ein Schaumstoff oder andere Materialien. Der Reifenhalteabschnitt der Felge kann breiter als bekannte Verbundwerkstoff-Reifenhalteabschnitte sein, was eine zusätzliche Struktur zur Reifenhaftung bereitstellt. Ein wesentlicher Vorteil der offenbarten Felgen liegt darin, dass die Felge bei weniger Materialeinsatz im Vergleich zu bisher bekannten Verbundmaterial-Felgen aufgrund der Schichten aus Verbundwerkstoff stärker ist, die kontinuierlich durch den Reifenhalteabschnitt sind. Weitere Vorteile der offenbarten Felgen bestehen darin, dass die Felge weniger wiegt, eine vorteilhafte Verteilung der Masse aufweist und im Vergleich zu den bisher bekannten Verbundmaterial-Felgen kostengünstiger herzustellen ist.
Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen stellt 1 im Allgemeinen ein Fahrrad 50 dar, das Felgen verwendet, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung gebaut wurden. Das Fahrrad 50 umfasst einen Rahmen 52, ein Vorderrad 54 und ein Hinterrad 56, wobei jedes drehbar an dem Rahmen 52 angebracht ist, und einen Antriebsstrang 58. Eine Vorderradbremse 60 ist zum Bremsen des Vorderrads 54 bereitgestellt, und eine Hinterradbremse 62 ist zum Bremsen des Hinterrads 56 bereitgestellt. Das Fahrrad 50 weist ebenso im Allgemeinen einen Sitz 65 in der Nähe eines hinteren Endes des Rahmens 52 auf und wird an einem Ende von einem Sitzrohr 66 getragen, das mit dem Rahmen 52 Verbundmaterialen ist. Das Fahrrad 50 weist ebenso einen Lenker 68 in der Nähe eines vorderen Endes des Rahmens 52 auf. Ein Bremshebel 70 wird von dem Lenker 68 zum Betätigen einer der Vorderradbremse 60 oder der Hinterradbremse 62 oder beiden getragen. Wenn der Bremshebel 70 nur eine der Vorderradbremse 60 und der Hinterradbremse 62 betätigt, kann ein zweiter Bremshebel (nicht gezeigt) ebenso bereitgestellt werden, um die andere Bremse zu betätigen. Eine vordere und/oder Vorwärts-Fahrtrichtung oder - Ausrichtung des Fahrrads 50 wird durch die Richtung des Pfeils A in 1 angezeigt. Als solches wird eine Vorwärtsrichtung für das Fahrrad 50 durch die Richtung des Pfeils A angezeigt.
Während das dargestellte Fahrrad 50, das in 1 abgebildet ist, ein Straßenfahrrad ist, das einen Falllenker 68 aufweist, kann die vorliegende Offenbarung auf jede Art von Fahrrad anwendbar sein, einschließlich Mountainbikes mit Voll- oder teilweiser Federung.
Der Antriebsstrang 58 weist eine Kette 10 und eine vordere Kettenradanordnung 72 auf, die koaxial an der Kurbelanordnung 74 angebracht ist, die Pedale 76 aufweist. Der Antriebsstrang 58 umfasst ebenso eine hintere Kettenradanordnung 78, die koaxial an dem Hinterrad 56 angebracht ist, und einen hinteren Gangschaltmechanismus, wie beispielsweise einen hinteren Umwerfer 80.
Wie in 1 dargestellt, kann die vordere Kettenradanordnung 72 einen oder mehrere koaxial angebrachte Kettenblätter, Zahnräder oder Kettenräder umfassen. In diesem Beispiel weist die vordere Kettenradanordnung 72 ein oder mehrere Kettenräder F1 auf, wobei jedes Zähne 82 um einen entsprechenden Umfang herum aufweist. Wie in 1 dargestellt, kann die hintere Kettenradanordnung 78 eine Vielzahl (z. B. elf) von koaxial angebrachten Kettenblättern, Zahnrädern oder Kettenrädern G1-G11 umfassen. Jedes Kettenrad G1-G11 weist ebenso Zähne auf, die um einen entsprechenden Umfang herum angeordnet sind. In einer Ausführungsform kann ein vorderes Kettenrad mit einem kleineren Durchmesser eine Anzahl von Zähnen aufweisen, die kleiner als die Anzahl der Zähne auf dem Kettenrad F1 mit dem größeren Durchmesser ist. Die Anzahl der Zähne auf den hinteren Kettenrädern G1-G11 kann allmählich von dem hinteren Kettenrad G1 mit dem größten Durchmesser zu dem Kettenrad G11 mit dem kleinsten Durchmesser abnehmen. Auch wenn hierin nicht detaillierter beschrieben, kann eine vordere Gangschaltung 85 betätigt werden, um sich von einer ersten Betriebsposition in eine zweite Betriebsposition zu bewegen, um die Kette 10 zwischen den vorderen Kettenrädern F1 zu bewegen. Gleichermaßen kann der hintere Umwerfer 80 derart funktionsfähig sein, dass er sich zwischen elf verschiedenen Betriebspositionen bewegt, um die Kette 10 auf ein ausgewähltes der hinteren Kettenräder G1-G11 zu schalten. In einer Ausführungsform kann die hintere Kettenradanordnung 78 mehr oder weniger Kettenräder aufweisen. So kann beispielsweise in einer Ausführungsform eine hintere Kettenradanordnung zwölf oder dreizehn Kettenräder aufweisen. Bemessungen und Konfiguration des hinteren Umwerfers 80 können verändert werden, um eine bestimmte implementierte Vielzahl von Kettenrädern aufzunehmen. So können beispielweise ein Winkel und eine Länge des Verbindungsstücks und/oder die Konfiguration des Käfigs des Umwerfers modifiziert werden, um spezifische Kettenräderkombinationen aufzunehmen.
Der hintere Umwerfer 80 kann ein drahtloser, elektrisch betätigter hinterer Umwerfer sein, der an dem Rahmen 52 oder einer Rahmenanbringung des Fahrrads 50 angebracht ist oder anbringbar ist. Der elektrische hintere Umwerfer 80 weist ein Basiselement 86 (z. B. ein b-Gelenk) auf, das an dem Fahrradrahmen 52 angebracht ist. Ein Verbindungsstück 88 weist zwei Verbindungen L auf, die schwenkbar mit dem Basiselement 86 an dem Basiselementverbindungsstück-Verbindungsabschnitt Verbundmaterialen sind. Ein bewegliches Element 90 (z. B. ein p-Gelenk) ist mit dem Verbindungsstück 88 an einem beweglichen Elementverbindungsstück-Verbindungsabschnitt Verbundmaterialen. Eine Kettenführungsanordnung 92 (z. B. ein Käfig) ist derart konfiguriert, dass sie in die Kette eingreift und die Spannung in dieser hält. Weitere Gangschaltsysteme, wie beispielweise mechanisch oder hydraulisch gesteuerte und/oder betätigte Systeme, können ebenso verwendet werden.
Während des Betriebs wird die Kette 10 um eines der hinteren Kettenräder (z. B. G1-G11) geführt. Ein oberes Segment der Kette 10 erstreckt sich nach vorne zu der vorderen Kettenradanordnung 72 und wird um eines der vorderen Kettenräder F1 geführt. Ein unteres Segment der Kette 10 kehrt von der vorderen Kettenradanordnung 72 zu dem Spannrad zurück und wird dann nach vorne zu dem Führungsrad geführt. Ein Führungsrad führt die Kette 10 zu den hinteren Kettenrädern (z. B. G1-G11). Eine seitliche Bewegung der Käfigplatte 93, des Spannrads und des Führungsrads kann die seitliche Position der Kette 10 zum Ausrichten mit einem ausgewählten der hinteren Kettenräder (z. B. G1-G11) bestimmen.
Das Fahrrad 50 kann eine oder mehrere Fahrradsteuervorrichtungen umfassen, die an dem Lenker 68 angebracht sind. Die Fahrradsteuervorrichtungen können ein oder mehrere Arten von Fahrradsteuer- und/oder Betätigungssystemen umfassen. So kann beispielsweise eine Fahrradsteuervorrichtung Bremsbetätigungssysteme umfassen, um die Vorderradbremse 60 und/oder die Hinterradbremse 62 zu steuern, und/oder Gangschaltsysteme, um den Antriebsstrang 58 zu steuern. Andere Steuersysteme können ebenso umfasst werden. So kann beispielsweise in manchen Ausführungsformen das System an einem Fahrrad angewendet werden, bei dem nur eine vordere oder nur eine hintere Gangschaltung verwendet wird. Zusätzlich können die eine oder mehreren Fahrradsteuervorrichtungen ebenso eine Federung und/oder andere Steuersysteme für das Fahrrad 50 umfassen.
Das Vorderrad 54 und/oder das Hinterrad 56 des Fahrrads 50 können einen Reifen 120 umfassen, der an einem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt einer Felge 122 angebracht ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind eine Vielzahl von Speichen 124 direkt an der Felge 122 angebracht. Alternativ können die Speichen 124 an der Felge 122 mit anderen strukturellen Komponenten angebracht und/oder gesichert werden. Die Speichen 124 erstrecken sich von der Felge 122 und fügen sich an einer zentralen Nabe 126 an. Die Speichen 124 werden mit einer Spannung zwischen der Felge 122 und der zentralen Nabe 126 gehalten, um das entsprechende Rad 54, 56 mit einer funktionsfähigen Steifigkeit zur Verwendung an dem Fahrrad 50 auszustatten. Die zentrale Nabe 126 ist zur drehbaren Anbringung an dem Fahrradrahmen 52 konfiguriert.
2 stellt ein Fahrradrad dar, das eine Felge 122, Speichen 124 und eine zentrale Nabe 126 aufweist, wie beispielsweise das Vorderrad 54 der 1, das von dem Rest des Fahrrads 50 entfernt und ohne einen Reifen angebracht ist. Die Felge 122 umfasst ebenso einen Reifeneingriffsabschnitt 130, um in den Reifen 120 einzugreifen, wie in der 1 gezeigt. Der Reifeneingriffsabschnitt 130 ist radial nach außen von einer Speichenaufnahmefläche 132 konfiguriert, die entlang eines inneren Umfangs 134 der Felge 122 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Reifeneingriffsabschnitt 130 ein radial äußerer Reifeneingriffsabschnitt. Der Reifeneingriffsabschnitt 130 ist zur Anbringung an Reifen konfiguriert, die Wulstreifenanbringungskonfigurationen für Reifen verwenden, die Wulsteingriffsanbringungen umfassen. Andere Konfigurationen des Reifeneingriffsabschnitts 130 können ebenso bereitgestellt werden, um die Verwendung von weiteren Arten von Reifen an der Felge 122 zu ermöglichen. So können beispielsweise schlauchlose Reifen verwendet werden, die Wulsteingriffsanbringungstypen umfassen.
Die Felge 122 stellt eine Struktur zur Anbringung der Speichen 124 an der Felge 122 an einem Aufnahmeabschnitt der Felge 122 bereit, in der Nähe der Speichenaufnahmefläche 132. Als solches ist die Speichenaufnahmefläche 132 ein Abschnitt eines Speicheneingriffsabschnitts 136 der Felge 122. In einer Ausführungsform können die Speichenaufnahmefläche 132 und der Speicheneingriffsabschnitt 136 separate Teile und/oder Abschnitt der Felge 122 sein. So können beispielsweise die Speichen 124 durch die Speichenaufnahmefläche 132 hindurchgehen, und die Struktur zur Anbringung an der Felge 122 kann in der Nähe des Reifeneingriffsabschnitts 130 bereitgestellt werden. In einem Beispiel wird die Felge 122 aus einem kohlefaserverstärkten fortschrittlichen Verbundwerkstoff ausgestaltet. Die Felge 122 kann jedoch aus anderen Materialien und/oder Materialkombinationen ausgestaltet sein. In einem Beispiel gestaltet der kohlefaserverstärkte fortschrittliche Verbundwerkstoff eine einteilige einheitliche Felge einer einzigartigen Sammlung von Kohlefaserschichten aus, die den Reifeneingriffsabschnitt 130, zwei Seitenwände und den Speicheneingriffsabschnitt 136 umfassen. Obwohl, wie hierin beschrieben, auf Speichen zur Anbringung der Felge 122 an der zentralen Nabe 126 verwiesen wird, wissen Fachkräfte, dass andere Anbringungsverfahren verwendet werden können, wie beispielsweise fortschrittliche Verbundmaterialklingen oder eine volle Scheibe, die sich von der zentralen Nabe 126 bis zu der Felge 122 erstreckt. Weitere Konfigurationen können ebenso bereitgestellt werden.
Das Vorderrad 54 und das Hinterrad 56 können Felgen 122 umfassen, die zur Anbringung für jede Radgröße konfiguriert sind. In einer Ausführungsform sind die Felgen zur Verwendung bei Rädern konfiguriert, die einem 700C (z. B. 622 Millimeter-Durchmesser-Wulstreifen und/oder Internationale Normenorganisation 622mm) Fahrradrad-Standard entsprechen.
Das Vorderrad 54 und das Hinterrad 56 können sich um die zentrale Nabe 126 herum in jede Richtung drehen. Wie Beispielsweise in 2 gezeigt, können das Vorderrad 54 und das Hinterrad 56 derart konfiguriert sein, dass sie sich in eine bestimmte Drehrichtung um die zentrale Nabe 126 herum drehen. In einem weiteren Beispiel können das Vorderrad 54 und das Hinterrad 56 derart konfiguriert werden, dass sie sich in eine Richtung drehen, die entgegengesetzt zu der bestimmten Drehrichtung ist.
3 ist ein Querschnitt der Felge 122, der entlang der Achse 3 von 2 aufgenommen ist. Die Felge 122 umfasst den Reifeneingriffsabschnitt 130, den Speicheneingriffsabschnitt 136 und eine erste Seitenwand 140 und eine zweite Seitenwand 142, die sich zwischen dem Reifeneingriffsabschnitt 130 und dem Speicheneingriffsabschnitt 136 erstrecken. Die erste Seitenwand 140 ist von der zweiten Seitenwand 142 um einen axialen Abstand beabstandet, wodurch eine axiale Breite 144 der Felge 122 in einer axialen Richtung W entsteht.
In einem Beispiel sind der Reifeneingriffsabschnitt 130, der Speicheneingriffsabschnitt 136, die erste Seitenwand 140 und die zweite Seitenwand 142 als eine einteilige Konstruktion ausgestaltet. Die Felge 122 kann aus einem einzigen Material ausgestaltet sein, das dünne Wände aufweist (z. B. Schichten aus Verbundmaterialplatten). Mindestens ein Abschnitt 122 der Felge 122 kann Wände aufweisen, die eine konstante Dicke aufweisen. In einem Beispiel ist der Reifeneingriffsabschnitt 130, der Speicheneingriffsabschnitt 136, die erste Seitenwand 140 und/oder die zweite Seitenwand 142 ein separates Teil und an den anderen Teilen der Felge 122 angebracht. Spezifische Bereiche und/oder Positionen der Wände von der Felge 122 können dicker oder dünner sein, basierend auf den strukturellen Bedingungen der Felge 122.
Die Felge 122 kann ebenso eine optionale Stütze 146 (z. B. eine Basisplatte) umfassen. Mindestens ein Abschnitt der Stütze 146 kann derart ausgestaltet und/oder bemessen sein, dass er dem Reifeneingriffsabschnitt 130, der ersten Seitenwand 140 und/oder der zweiten Seitenwand 142 entspricht. Die Stütze 146 kann aus einer beliebigen Anzahl von Materialien hergestellt werden, einschließlich beispielsweise eines kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffs, eines Metalls wie beispielsweise Aluminium oder andere Materialien. Die Stütze 146 erstreckt sich über die axiale Breite 144 der Felge, sodass die Stütze sowohl an die erste Seitenwand 140 als auch an die zweite Seitenwand 142 angrenzt. Die Stütze 146 kann physisch mit dem Reifeneingriffsabschnitt 130, der ersten Seitenwand 140 und/oder der zweiten Seitenwand 142 auf vielfältige Weisen Verbundmaterialen sein, einschließlich beispielsweise mit einem Haftmittel, durch Presspassung oder die Stütze 146 ist mit dem Reifeneingriffsabschnitt 130 ausgestaltet. Die Stütze 146 kann beispielweise die erste Seitenwand 140 und die zweite Seitenwand 142 miteinander verbinden und/oder kann eine Stütze zum Bremsen bereitstellen, wenn das Fahrrad 50 Felgenbremsen umfasst.
Bezugnehmend auf die 4 und 5 umfasst der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt 130 einen ersten Reifenhalteabschnitt 150 und einen zweiten Reifenhalteabschnitt 152, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt 150 beabstandet ist. Der erste Reifenhalteabschnitt 150 erstreckt sich von der ersten Seitenwand 140, und der zweite Reifenhalteabschnitt 152 erstreckt sich von der zweiten Seitenwand 142. Die erste Seitenwand 140 und die zweite Seitenwand 142 erstrecken sich radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130.
Der erste Reifenhalteabschnitt 150 umfasst einen ersten Reifenhaltebereich 154 und einen ersten Vorsprung 156 (z. B. eine erste Wulsthaltestruktur). Der erste Reifenhaltebereich 154 umfasst eine erste äußere Wand 158 und eine erste Reifenhaltewand 160, die der ersten äußeren Wand 158 gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Der erste Vorsprung 156 erstreckt sich im Allgemeinen zwischen der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 und kann sich nach innen zu dem Reifeneingriffsabschnitt 130 erstrecken. So erstreckt sich beispielsweise der erste Vorsprung 156 von der ersten äußeren Wand 158 bis zu der ersten Reifenhaltewand 160. In einem Beispiel erstreckt sich der erste Vorsprung 156 von der ersten Reifenhaltewand 160 bis zu dem zweiten Reifenhalteabschnitt 152. Mindestens ein Abschnitt des ersten Vorsprungs 156 kann sich nach innen zu dem Reifeneingriffsabschnitt 130 erstrecken und eine beliebige Anzahl von Formen ausgestalten, einschließlich beispielsweise eines ersten Hakens 161.
Der zweite Reifenhalteabschnitt 152 umfasst einen zweiten Reifenhaltebereich 162 und einen zweiten Vorsprung 164 (z. B. eine zweite Wulsthaltestruktur). Der zweite Reifenhaltebereich 162 umfasst eine zweite äußere Wand 166 und eine zweite Reifenhaltewand 168, die der zweiten äußeren Wand 168 gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist. Der zweite Vorsprung 164 erstreckt sich im Allgemeinen zwischen der zweiten äußeren Wand 166 und der zweiten Reifenhaltewand 168 und kann sich nach innen zu dem Reifeneingriffsabschnitt 130 erstrecken. So erstreckt sich beispielsweise der zweite Vorsprung 164 von der zweiten äußeren Wand 166 zu der zweiten Reifenhaltewand 168. In einem Beispiel erstreckt sich der zweite Vorsprung 164 von der zweiten Reifenhaltewand 168 zu dem ersten Reifenhalteabschnitt 150. Mindestens ein Abschnitt des zweiten Vorsprungs 164 kann sich nach innen zu dem Reifeneingriffsabschnitt 130 erstrecken und eine beliebige Anzahl an Formen ausgestalten, einschließlich beispielweise eines zweiten Hakens 169.
Wie in 5 dargestellt, ist der Reifen 120 beispielsweise ein schlauchloser Wulstreifen. Der Reifen 120 umfasst Wulste 170, die mit dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 (z. B. dem ersten Reifenhalteabschnitt 150 und dem zweiten Reifenhalteabschnitt 152) der Felge 122 zusammenwirken, um den Reifen 120 an die Felge 122 anzubringen und um den Reifen 120 auf dieser zu halten. Die Wulste 170 können eine beliebige Anzahl von Materialien 171 innerhalb der Wulste umfassen, wie beispielsweise einen Stahldraht oder eine Aramidfaser (z. B. Kevlar™), um den Reifen 120 daran zu hindern, sich von der Felge 122 zu lösen. Aufgrund der Verstärkung mit beispielsweise dem Stahldraht oder der Kevlar™-Faser 171 widerstehen die Wulste 170 einer Dehnung durch den inneren Luftdruck. Alternativ können die Wulste 170 aus einem gleichen Material wie der Reifen 120 (z. B. Gummi) hergestellt sein.
Der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt 130 kann ebenso eine Mulde 172 umfassen, die zwischen dem ersten Reifenhalteabschnitt 150 und dem zweiten Reifenhalteabschnitt 152 der Felge 122 positioniert ist. Die Mulde 172 stellt ein Volumen bereit, in welches die Wulste 170 des Reifens 120 platziert werden können, wenn der Reifen 120 an der Felge 122 angebracht wird. Während der Reifen 120 aufgeblasen wird, bewegen sich die Wulste 170 des Reifens 120 von einander weg, bis die Wulste mit dem ersten Reifenhalteabschnitt 150 und dem zweiten Reifenhalteabschnitt jeweils zusammenwirken. Wie in 5 gezeigt, grenzen die Wulste 170 des Reifens 120, wenn der Reifen aufgeblasen wird, jeweils an die erste Reifenhaltewand 160 und an die zweite Reifenhaltewand 168 an. Der erste Haken 161 und der zweite Haken 162 können beispielweise dabei helfen, die Wulste 170 des Reifens 120 innerhalb des radial äußeren Reifeneingriffsabschnitts 130 platziert zu halten (z. B. die Wulste 170 des Reifens 120 mit der ersten Reifenhaltewand 160 und der zweiten Reifenhaltewand 168 im Eingriff zu halten) und damit verhindern, dass der Reifen 120 von der Felge 122 bläst. Der Kontakt zwischen den Wulsten 170 und der jeweils ersten Reifenhaltewand 160 und der zweiten Reifenhaltewand gestaltet eine Dichtung zwischen dem aufgeblasenen Reifen 120 und der Felge 122 aus. In manchen Anwendungen werden keine Haken benötigt (z. B. siehe 8).
In einer Ausführungsform umfasst der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt 130 ebenso Erhöhungen (z. B. Wulsthubbel; einen ersten Wulsthubbel 174 und einen zweiten Wulsthubbel 174b) auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten der Mulde 172. Eine erste Ablage 176 (z. B. eine erste Wulstablage) erstreckt sich zwischen der ersten Reifenhaltewand 160 und dem ersten Wulsthubbel, und eine zweite Ablage 178 (z. B. eine zweite Wulstablage) erstreckt sich zwischen der zweiten Reifenhaltewand 168 und dem zweiten Wulsthubbel 174b. In einer Ausführungsform erstrecken sich gekrümmte Übergangsbereiche 177 jeweils zwischen der ersten Ablage 176 und der ersten Reifenhaltewand 160, und der zweiten Ablage 178 und der zweiten Reifenhaltewand 168. Die Wulsthubbel 174 sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Mulde 172 positioniert und werden jeweils relativ zu der ersten Ablage 176 und der zweiten Ablage 178 angehoben. Die Wulsthubbel 174 helfen dabei, den Reifen 120 auf der Felge 122 zu halten, wenn der Reifen 120 an Druck verliert.
Wie in 4 dargestellt, können die Wände 158, 160, 168 und/oder 166 des Reifeneingriffsabschnitts 130 in einem Abstand X entlang einer Ebene T beabstandet sein, die sich mit den Wänden 158, 160, 168 und/oder 166 überschneidet. So kann beispielsweise jede Wand zwei verschiedene Flächen aufweisen, die sich mit der Ebene überschneiden. Der innere Abschnitt zwischen den verschiedenen Flächen kann einer Substanz ausgesetzt werden, die kein Teil des Verbundwerkstoffs ist, wie beispielsweise Luft und/oder Schaumstoff. In einer Ausführungsform ist die Ebene T orthogonal zu einer Ebene C, die einen axialen Mittelpunkt der Felge in Hinblick auf eine zentrale Felgendrehachse definiert, wie beispielsweise die Achse R, die in Bezug auf 2 dargestellt ist.
Die Felge 122 kann aus einer beliebigen Anzahl von Materialien hergestellt werden, die beispielweise einen kohlefaserverstärkten polymeren (CFK) Verbundwerkstoff umfassen. Andere Materialien können verwendet werden. Wiederum bezugnehmend auf die 4 und 5, sind jeweils die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 durch eine Substanz getrennt, die eine geringere Dichte als der CFK-Verbundwerkstoff aufweist, wie beispielsweise Luft oder ein Material (z. B. ein Füllmaterial), wie beispielsweise Schaumstoff oder ein anderes niedrig-dichtes Material. In dem in den 4 und 5 gezeigten Beispiel sind jeweils die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 durch Luft (z. B. nur Luft) getrennt.
In dem in 6 gezeigten Beispiel ist das Material, das jeweils die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 trennt, ein Schaumstoff 180 oder ein anderes leichtgewichtiges Material. Der Schaumstoff 180 füllt beispielweise ein Volumen innerhalb der Felge 122 zwischen dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 und der Stütze 146. In einem Beispiel füllt der Schaumstoff 180 weniger als das gesamte Volumen innerhalb der Felge 122 zwischen dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 und der Stütze 146. In einem weiteren Beispiel füllt der Schaumstoff 180 mehr als das Volumen der Felge 122 zwischen dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 und der Stütze 146. Mit anderen Worten werden andere Volumen innerhalb der Felge 122 mit dem Schaumstoff gefüllt. Unterschiedliche Füllmaterialien, die eine geringere Dichte als das andere Felgenmaterial aufweisen, können jeweils zwischen der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltwand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und der zweiten äußeren Wand 166 und der zweiten Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 verwendet werden. In einem Beispiel werden mehrere Füllmaterialien jeweils zwischen der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und/oder der zweiten äußeren Wand 166 und der zweiten Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 verwendet. Das Füllmaterial kann eine zusätzliche Unterstützung für den radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 bieten, ohne dass eine zu starke Gewichtszunahme eintritt.
Bezugnehmend auf die 4-7, sind jeweils die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 durch beliebig viele Abstände getrennt. So betragen beispielsweise die maximalen Abstände D zwischen jeweils der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 vier bis zehn Millimeter. In weiteren Beispielen sind jeweils die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 durch größere oder geringere Abstände getrennt.
In dem in 7 gezeigten Beispiel sind die maximalen Abstände D zwischen jeweils der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 größer als die entsprechenden maximalen Abstände, die in den 4-6 gezeigt sind. Die größeren maximalen Abstände können zu einer größeren Felge 122 führen, jedoch können sie ebenso eine Erhöhung in der Wulststeifigkeit bereitstellen, verglichen zu den Beispielen, die in den 4-6 gezeigt sind.
Die maximalen Abstände D, D2 zwischen der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154, und der zweiten äußeren Wand 166 und der zweiten Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 können sowohl in dem ersten Reifenhaltebereich wie auch dem zweiten Reifenhaltebereich die gleichen sein. In einer Ausführungsform können die maximalen Abstände zwischen der ersten äußeren Wand 158 und der ersten Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154 unterschiedlich als die maximalen Abstände zwischen der zweiten äußeren Wand 166 und der zweiten Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs 162 sein.
Die Reifen 120 für bestimmte Fahrräder können einen geringeren Luftdruck als Straßenfahrräder erfordern. So können beispielsweise die Reifen 120 für Straßenfahrräder einen Reifendruck von 80 bis 130 psi oder mehr erfordern, während die Reifen 120 für Mountainbikes einen Reifendruck von nur 25 bis 35 psi erfordern können. Bezugnehmend auf das in 8 gezeigte Bespiel erstreckt sich für Reifen 120, die mit einem Druck von beispielsweise 75 psi oder weniger beaufschlagt werden, der erste Vorsprung 156 nicht von der ersten Reifenhaltewand 160 zu dem zweiten Reifenhalteabschnitt 152 und der zweite Vorsprung 164 nicht von der zweiten Reifenhaltewand 164 zu dem ersten Reifenhalteabschnitt 150. Mit anderen Worten gestalten jeweils die Abschnitte des ersten Vorsprungs 156 und des zweiten Vorsprungs 164 keine Haken aus. Stattdessen erstreckt sich der erste Vorsprung von der ersten Reifenhaltewand 160 zu der ersten äußeren Wand 158, und der zweite Vorsprung 164 erstreckt sich von der zweiten Reifenhaltewand 168 zu der zweiten äußeren Wand 166.
In dem in 8 gezeigten Beispiel sind die erste Reifenhaltewand 160 und die zweite Reifenhaltewand 168 in einer Richtung H höher als die Beispiele, die in den 4-7 gezeigt werden. Aufgrund des niedrigeren Reifendrucks können die Vorsprünge 156, 164, die die Abschnitte umfassen, die wie Haken ausgestaltet sind, nicht zum Reifenhalten verwendet werden, jedoch die höhere erste Haltewand 160 und die zweite Haltewand 168 können die gleiche Funktion bereitstellen.
Bezugnehmend auf die in den 1-8 gezeigten Beispiele kann mindestens ein Abschnitt der Felge 122 aus einem fortschrittlichen Verbundwerkstoff hergestellt sein. So sind beispielsweise der Reifeneingriffsabschnitt 130, der Speicheneingriffsabschnitt 136, die erste Seitenwand 140 und die zweite Seitenwand 142 aus dem Verbundwerkstoff hergestellt. In einem Beispiel ist der Verbundwerkstoff ein kohlefaserverstärktes Polymer. In einem weiteren Beispiel ist der Verbundwerkstoff ein faserverstärkter Verbundwerkstoff (z. B. ein faserverstärktes Nylon). In einem weiteren Beispiel können andere Verbundwerkstoffe verwendet werden. Das faserverstärkte Nylon kann geformt werden. Die Faser kann eine Kohlefaser sein. In weiteren Beispielen können Fasern wie beispielsweise Aramid (z. B. Keylar™), Glasfaser, Borfasern, Keramikfasern, Nylon oder andere Fasern verwendet werden. Die Faser kann eine Kombination von Fasern sein. Die Fasern können unterschiedliche Längen aufweisen. Ein Harzsystem des faserverstärkten Verbundmaterials kann beispielsweise ein Epoxid sein. Das Harz kann mit Partikeln, Nanoröhren, Fasern und Nanostrukturen angereichert werden. In einem Beispiel kann der faserverstärkte Verbundwerkstoff ein Duroplast sein. In einem weiteren Beispiel kann der faserverstärkte Verbundwerkstoff ein Thermoplast sein. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff kann Bismaleimid, Polyphenylensulfid, Polyetherimid, Polyamid, Polyetheretherketon, Polystyrol, Nylon, Polypropylen, Polyethylen, Vinyle, Acryl und/oder Polycarbonate umfassen. In einem weiteren Beispiel kann die Felge 122 Stahl, Titan, Aluminium, Magnesium oder jedes andere Material umfassen, das einen Teil der Felge 122 ausgestaltet. Teile der Felge 122 können hohl oder massiv sein, und aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien bestehen. Die Felge 122 kann beliebig groß sein und einen beliebigen Durchmesser aufweisen.
Bezugnehmend auf 9, wird mindestens ein Teil der Felge 122 mit einem Stapel 200 durchgehender Lagen oder Schichten 202 (z. B. Schichten) des Verbundwerkstoffs (z. B. CFK) ausgestaltet. Gewebte Lagen, unidirektionale Lagen oder Kombinationen davon können verwendet werden. In einer Ausführungsform ist jede der Schichten 202 des Verbundwerkstoffs unidirektional. Mit anderen Worten sind Fasern oder Stränge innerhalb der jeweiligen Schicht 202 derart ausgerichtet, dass sie eine Primärfestigkeitsorientierung aufweisen. So können beispielsweise die Fasern oder Stränge in eine einzige oder gleiche Richtung ausgerichtet sein.
In einem Bespiel werden mindestens der Reifeneingriffsabschnitt 130, die erste Seitenwand 140 und die zweite Seitenwand 142 mit dem Stapel 200 der kontinuierlichen Schichten 202 der CFK ausgestaltet. Mehr oder weniger der Felge 122 kann mit dem Stapel von kontinuierlichen Schichten 202 der CFK ausgestaltet werden. In einem Beispiel erstrecken sich die Schichten 202 des Verbundwerkstoffs und sind kontinuierlich von der mindestens einen ersten Seitenwand 140 durch den ersten Reifenhalteabschnitt 150. In einer Ausführungsform erstrecken sich die kontinuierlichen Schichten 202 zu der ersten Ablage 176 und mindestens einem Teil der Mulde 172. Die Schichten 202 aus Verbundwerkstoff können über den gesamten ersten Vorsprung 156 gleichmäßig sein. Die Schichten 202 des Verbundwerkstoffs können sich ebenso durch den restlichen Teil der Mulde 172, der zweiten Ablage 178, den zweiten Reifenhalteabschnitt 152 und mindestens einen Abschnitt der zweiten Seitenwand 142 erstrecken. Die Schichten 202 aus Verbundwerkstoff sind damit durch den gesamten zweiten Vorsprung 164 kontinuierlich. Mit anderen Worten erstrecken sich die Schichten 202 des Verbundwerkstoffs durch den gesamten radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 (z. B. den ersten Reifenhalteabschnitt 150 und den zweiten Reifenhalteabschnitt 152) und durch mindestens Abschnitte jeweils der ersten Seitenwand 140 und der zweiten Seitenwand 142.
Eine Reihe von Vorteilen ergeben sich aus der Verwendung der kontinuierlichen Schichten 202 des Verbundwerkstoffs, um beispielsweise den radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt 130 auszugestalten. Die Felge 122 kann mit Blick auf diese Vorteile entwickelt werden. So weisen beispielsweise die Fasern des Stapels 200 von kontinuierlichen Schichten 202 des Verbundwerkstoffs eine gute Zugfestigkeit auf, insbesondere entlang einer Primärfestigkeitsorientierung. Um diese Eigenschaft zu nutzen, können beispielsweise jeweils die erste Seitenwand 140 und die erste äußere Wand 158 und die erste Reifenhaltewand 160 des ersten Reifenhaltebereichs 154 und die zweite Seitenwand 142 und die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 des zweiten Reifenhaltebereichs gerade sein, um die Fasern innerhalb der Schichten 202 des Verbundwerkstoffs gerade (z. B. in Übereinstimmung mit den Richtungen, in denen sich die erste Seitenwand 140, die erste äußere Wand 158, die erste Reifenhaltewand 160, die zweite Seitenwand 142, die zweite äußere Wand 166 und die zweite Reifenhaltewand 168 jeweils erstrecken) und unter Spannung zu halten. Als weiteres Beispiel bietet die Verwendung der kontinuierlichen Schichten 202 des Verbundwerkstoffs durch den ersten Vorsprung 156 und den zweiten Vorsprung 164 eine stärkere Felge im Vergleich zum Stand der Technik, da die Schichten 202 des Verbundwerkstoff nicht geschnitten und gestapelt werden, um die Breite der Reifenhalteabschnitte oder den ersten Vorsprung 156 (z. B. der den ersten Haken 161 umfasst) oder den zweiten Vorsprung 164 (z. B. der den zweiten Haken 169 umfasst) auszugestalten, wie im Stand der Technik umgesetzt. Dies reduziert die Anzahl der freiliegenden oder anderweitig unbeschränkten Schichtenden, was auch die Rissbildung der Lagenschnittflächen eliminiert, die um einen Faserhalteabschnitt des ersten Hakens und des zweiten Hakens herum des Standes der Technik auftreten kann.
In einer Ausführungsform ist eine Felge für ein Fahrradrad bereitgestellt. Die Felge umfasst einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist. Die Felge umfasst ebenso eine erste Seitenwand, wobei sich der erste Reifenhalteabschnitt von der ersten Seitenwand erstreckt. Die Felge umfasst ebenso eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist, wobei sich der zweite Reifenhalteabschnitt von der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei sich die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt erstrecken. In einer Ausführungsform umfasst der erste Reifenhalteabschnitt einen ersten Reifenhaltebereich, wobei der erste Reifenhaltebereich einen ersten Satz von Schichten aus einem ersten Verbundwerkstoff umfasst, der eine erste äußere Wand ausgestaltet und einen zweiten Satz von Schichten aus einem zweiten Verbundwerkstoff, der eine erste Reifenhaltewand ausgestaltet, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt. In einer Ausführungsform, wie beispielsweise die, die in Bezug auf 9 dargestellt ist, können der erste Verbundwerkstoff und der zweite Verbundwerkstoff ein gleicher Verbundwerkstoff sein. So kann beispielsweise der Verbundwerkstoff ein Kohlefaser basierter Verbundwerkstoff sein.
In einer Ausführungsform ist der erste Satz von Schichten von dem zweiten Satz von Schichten durch eine Substanz beabstandet, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist. Die Substanz kann jedes beliebige Material sein, das eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist, wie beispielsweise Luft oder ein Schaumstoffmaterial.
In einer Ausführungsform umfasst der zweite Reifenhalteabschnitt einen zweiten Reifenhaltebereich, wobei der zweite Reifenhaltebereich einen dritten Satz von Schichten aus Verbundwerkstoff umfasst, der einen zweite äußere Wand ausgestaltet und einen vierten Satz von Verbundwerkstoff, der eine zweite Reifenhaltewand ausgestaltet, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, und wobei der dritte Satz von Schichten von dem vierten Satz von Schichten durch eine Substanz beabstandet ist, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist.
In einer Ausführungsform sind der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt, die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand aus einem gleichen Verbundwerkstoff ausgestaltet, beispielsweise aus Schichten von dem gleichen Verbundwerkstoff.
Die Darstellungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen vermitteln. Die Darstellungen sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Geräten und Systemen dienen, die die hierin beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen können für diejenigen, die über Fähigkeiten in der Kunst verfügen, nach Überprüfung der Offenbarung offensichtlich sein. Andere Ausführungsformen können verwendet und aus der Offenbarung abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Substitutionen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Darstellungen lediglich repräsentativ und dürfen nicht maßstabsgetreu gezeichnet werden. Bestimmte Proportionen innerhalb der Darstellungen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert werden können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren eher als illustrativ und nicht als restriktiv zu betrachten.
Diese Spezifikation enthält zwar viele Besonderheiten, sollte aber nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung oder des Anspruchs ausgelegt werden, sondern als Beschreibung von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Spezifikation im Rahmen separater Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Auch wenn Merkmale vorstehend als in bestimmten Kombinationen handelnd beschrieben und sogar zunächst als solche beansprucht werden können, können in einigen Fällen ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination aus der Kombination herausgeschnitten werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Teilkombination oder Variation einer Teilkombination gerichtet werden.
Auch wenn Operationen und/oder Handlungen in den Zeichnungen dargestellt und hierin in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, sollte dies nicht so verstanden werden, dass diese Operationen in der bestimmten oder in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden müssen oder dass alle veranschaulichten Operationen ausgeführt werden müssen, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht derart verstanden werden, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es sollte verstanden werden, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in einem einzigen Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung können hierin einzeln und/oder gemeinsam mit dem Begriff „Erfindung“ bezeichnet werden, nur aus Gründen der Zweckmäßigkeit und ohne die Absicht, den Anwendungsbereich dieser Anmeldung freiwillig auf eine bestimmte Erfindung oder ein bestimmtes erfinderisches Konzept zu beschränken. Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, ist zu beachten, dass jede nachfolgende Anordnung, die dazu bestimmt ist, den gleichen oder ähnlichen Zweck zu erfüllen, durch die dargestellten spezifischen Ausführungsformen ersetzt werden kann. Diese Offenbarung soll alle nachfolgenden Anpassungen oder Variationen verschiedener Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen, die hierin nicht ausdrücklich beschrieben sind, sind für diejenigen, die über Fähigkeiten in der Kunst verfügen, nach Überprüfung der Beschreibung offensichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. §1.72(b) erstellt und mit der Maßgabe vorgelegt, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Darüber hinaus können in der vorstehenden detaillierten Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, um die Offenlegung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht so zu interpretieren, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in jedem Anspruch ausdrücklich erwähnt werden. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche zeigen, der erfinderische Gegenstand auf weniger als alle Merkmale einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet sein. Somit sind die folgenden Ansprüche in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich alleinsteht und den separat beanspruchten Gegenstand definiert.
Es ist beabsichtigt, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung nicht als einschränkend, sondern als veranschaulichend angesehen wird, und dass es verstanden wird, dass die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente dazu bestimmt sind, den Umfang der Erfindung zu definieren. Die Ansprüche sind nicht als auf die beschriebene Reihenfolge oder die beschriebenen Elemente beschränkt zu lesen, es sei denn, es wird ausdrücklich darauf hingewiesen. Daher werden alle Ausführungsformen, die in den Anwendungsbereich und Geist der folgenden Ansprüche und Äquivalente dazu fallen, als Erfindung beansprucht.

Claims

Felge für ein Fahrradrad, wobei die Felge umfasst: einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist; eine erste Seitenwand, wobei sich der erste Reifenhalteabschnitt von der ersten Seitenwand erstreckt, und eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist, wobei sich der zweite Reifenhalteabschnitt von der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei sich die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt erstrecken, wobei der erste Reifenhalteabschnitt einen ersten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der erste Reifenhaltebereich einen ersten Satz von Schichten aus Verbundwerkstoff umfasst, der eine erste äußere Wand ausgestalten, und einen zweiten Satz von Schichten aus Verbundwerkstoff, der eine erste Reifenhaltewand ausgestaltet, die der ersten Wand gegenüber liegt, und wobei der erste Satz von Schichten von dem zweiten Satz von Schichten durch eine Substanz beabstandet ist, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist.
Felge nach Anspruch 1, wobei der zweite Reifenhalteabschnitt einen zweiten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der zweite Reifenhaltebereich einen dritten Satz von Schichten aus Verbundwerkstoff umfasst, der eine zweite äußere Wand ausgestaltet, und einen vierten Satz von Schichten aus Verbundwerkstoff, der eine zweite Reifenhaltewand ausgestaltet, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, und wobei der dritte Satz von Schichten von dem vierten Satz von Schichten durch eine Substanz beabstandet ist, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist.
Felge nach Anspruch 1, wobei der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt, die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand aus dem gleichen Verbundwerkstoff ausgestaltet sind.
Felge nach Anspruch 2, wobei der erste Reifenhalteabschnitt ferner einen ersten Haken umfasst, wobei sich der erste Haken zwischen der ersten äußeren Wand und der ersten Reifenhaltewand erstreckt, und wobei der zweite Reifenhalteabschnitt ferner einen zweiten Haken umfasst, wobei sich der zweite Haken zwischen der zweiten äußeren Wand und der zweiten Reifenhaltewand erstreckt.
Felge nach Anspruch 1, wobei die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand durch vier bis zehn Millimeter getrennt sind, und wobei die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltewand durch vier bis zehn Millimeter getrennt sind.
Felge nach Anspruch 1, wobei die Substanz, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist, Luft ist.
Felge nach Anspruch 1, wobei die Substanz, die eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist, ein Schaumstoff ist.
Felge nach Anspruch 1, wobei die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand Schichten des Verbundwerkstoffs umfassen, wobei der erste Satz von Schichten des Verbundwerkstoffs, der die erste Reifenhaltewand ausgestaltet, und der zweite Satz von Schichten des Verbundwerkstoffs, der die erste äußere Wand ausgestaltet, kontinuierliche Schichten von der ersten äußeren Wand zu der ersten Reifenhaltewand sind.
Felge für ein Fahrradrad, wobei die Felge aus einem Verbundwerkstoff hergestellt ist und umfasst: einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhaltabschnitt beabstandet ist; eine erste Seitenwand, wobei sich der erste Reifenhalteabschnitt von der ersten Seitenwand erstreckt; und eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist, wobei sich der zweite Reifenhalteabschnitt von der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei sich die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt erstrecken, wobei der erste Reifenhalteabschnitt einen ersten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der erste Reifenhaltebereich eine erste äußere Wand und eine erste Reifenhaltewand umfasst, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, wobei der zweite Reifenhalteabschnitt einen zweiten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der zweite Reifenhaltebereich eine zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand umfasst, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, und wobei die erste äußere Wand, die erste Reifenhaltewand, die zweite Reifenhaltewand und die zweite äußere Wand Schichten des Verbundwerkstoffs umfassen, wobei die Schichten des Verbundwerkstoffs von der ersten äußeren Wand zu der zweiten äußeren Wand durch die erste Reifenhaltewand und die zweite Reifenhaltewand kontinuierlich sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei die Fasern des Verbundwerkstoffs Kohlefasern sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei die kontinuierlichen Schichten des ersten Reifenhalteabschnitts einen ersten Vorsprung von der ersten Reifenhaltwand in Richtung des zweiten Reifenhalteabschnitts ausgestalten, wobei die kontinuierlichen Schichten des zweiten Reifenhalteabschnitt einen zweiten Vorsprung von der zweiten Reifenhaltewand in Richtung des ersten Reifenhaltabschnitts ausgestalten, und wobei die Schichten des Verbundwerkstoffs kontinuierlich um und durch den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand durch vier bis zehn Millimeter getrennt sind, und die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltewand durch vier bis zehn Millimeter getrennt sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei jeweils die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand, und die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltwand durch Luft getrennt sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei jeweils die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand, und die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltewand durch einen Schaumstoff getrennt sind.
Felge nach Anspruch 9, wobei der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt, die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand aus dem gleichen Verbundwerkstoff hergestellt sind.
Rad für ein Fahrrad, wobei das Rad umfasst: eine zentrale Nabe, die zur drehbaren Anbringung an dem Fahrrad konfiguriert ist; eine Vielzahl von Speichen, die an der zentralen Nabe angebracht sind und sich radial nach außen von der Nabe erstrecken, wobei die Vielzahl von Speichen aus einer Anzahl von Speichen besteht; und eine Felge, die umfasst: einen radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt, der einen ersten Reifenhalteabschnitt und einen zweiten Reifenhalteabschnitt aufweist, der von dem ersten Reifenhalteabschnitt beabstandet ist; eine erste Seitenwand, wobei sich der erste Reifenhalteabschnitt von der ersten Seitenwand erstreckt; eine zweite Seitenwand, die von der ersten Seitenwand beabstandet ist, wobei sich der zweite Reifenhalteabschnitt von der zweiten Seitenwand erstreckt, wobei sich die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand radial nach innen von dem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt erstrecken; und einen radial inneren Abschnitt, der entlang eines inneren Umfangs der Felge angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Speichen an dem radial inneren Abschnitt der Felge angebracht ist, wobei der radial äußere Reifeneingriffsabschnitt Schichten des Verbundwerkstoffs umfasst, wobei die Schichten des Verbundwerkstoffs von dem ersten Reifenhalteabschnitt zu dem zweiten Reifenhalteabschnitt kontinuierlich sind, sodass die Schichten des Verbundwerkstoffs kontinuierlich um und durch den radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt sind.
Rad nach Anspruch 16, wobei der erste Reifenhalteabschnitt einen ersten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der erste Reifenhaltebereich eine erste äußere Wand und eine erste Reifenhaltewand umfasst, die der ersten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist, und wobei der zweite Reifenhalteabschnitt einen zweiten Reifenhaltebereich umfasst, wobei der zweite Reifenhalteabschnitt eine zweite äußere Wand und eine zweite Reifenhaltewand umfasst, die der zweiten äußeren Wand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist.
Rad nach Anspruch 17, wobei jeweils die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand, und die zweite äußere Wand und die zweite Reifenhaltewand durch ein Material getrennt sind, das eine geringere Dichte als der Verbundwerkstoff aufweist.
Rad nach Anspruch 18, wobei das geringere Dichtmaterial ein Schaumstoff ist.
Rad nach Anspruch 17, wobei jeweils die erste äußere Wand und die erste Reifenhaltewand, und die zweite äußere Wand die zweite Reifenhaltewand nur durch Luft getrennt sind.