DE102019003260A1

DE102019003260A1 - Fahrradfelge und laufrad

Info

Publication number: DE102019003260A1
Application number: DE102019003260.8A
Authority: DE
Inventors: Ruan Trouw; Michael Hall; Aaron Packard
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2019-11-14
Also published as: TWI718530B; US11897282B2; TW202003279A; US20190344615A1; TW202130522A; EP3566882A1; CN110466283A; CN110466283B

Abstract

Eine Fahrradfelge und/oder ein Laufrad werden bereitgestellt. Die Fahrradfelge und/oder das Laufrad umfasst eine einzelne Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist. Die Wand ist aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet. Der Verbundwerkstoff kann mindestens zwei verschiedene Werkstoffe oder Fasern umfassen, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit einer Dicke der Felge bilden.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/669,101 , die am 9. Mai 2018 eingereicht wurde und deren Inhalte in ihrer Gesamtheit hierin mit aufgenommen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrradfelgen und Laufräder und insbesondere eine Fahrradfelge und ein Laufrad, die Verbundwerkstoffe umfassen, die zu einer Wandform mit darin ausgebildeten Speichenbefestigungsmerkmalen und Reifenbefestigungsmerkmalen ausgebildet sind.
HINTERGRUND
Fahrradfelgen für Fahrrad-Laufräder sind traditionell aus Metallwerkstoffen, wie Aluminium und/oder Stahl, hergestellt worden. Fahrradfelgen wurden ebenfalls aus Verbundwerkstoffen hergestellt, die so konstruiert werden können, dass sie dem Radfahrer Gewichtsvorteile einer leichteren Felge bieten. So wurden beispielsweise Fahrradfelgen aus faserverstärkten Kunststoffen oder Harzen, sowie anderen Verbundkonstruktionen hergestellt. Verbundwerkstoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe oder Harze, haben andere Werkstoffeigenschaften als herkömmliche Metallwerkstoffe. Um die traditionelle Felgenfestigkeit von aus Metallwerkstoffen ausgebildeten Felgen zu erreichen, werden Verbundwerkstofffelgen oft aus einer Hohl- oder Kastenkonstruktion ausgebildet, was zu einer starken und steifen Felgenkonstruktion führt.
Festigkeitswerte, die mit hohlen Verbundkonstruktionsfelgen erreicht werden, sind akzeptabel, aber die resultierende Hohlfelgenstruktur kann sehr steif sein, was zu Schäden führen kann, wenn sie in aggressiven Umgebungen, wie bei Mountainbiking und anderen Gelände-Fahrradaktivitäten eingesetzt wird. Es besteht Bedarf an einer Fahrradfelge mit den Gewichtsvorteilen von Verbundwerkstoffen und einer Konstruktion, die die Festigkeit und/oder Belastbarkeit der Felge erhöht, um Gütemerkmale in aggressiven Radfahrumgebungen zu gewährleisten.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform wird eine Fahrradfelge bereitgestellt. Die Fahrradfelge umfasst eine einzelne Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt gebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden, die Schichten mit einer Dicke der Felge bilden.
In einer Ausführungsform ist eine Fahrradfelge vorgesehen. Die Fahrradfelge umfasst eine Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff aus Schichten gebildet ist, die eine Dicke der Felge bereitstellen, wobei der Verbundwerkstoff eine Schicht des Inneren der Dicke der Felge umfasst, die aus einem von den beiden zur Innenschicht benachbarten Schichten der Dicke unterschiedlichen Werkstoff ausgebildet ist. Der Verbundwerkstoff kann eine Kohlefaser umfassen. Die Kohlefaser kann in den benachbarten Schichten angeordnet werden. In einer Ausführungsform ist die Wand ohne metallische Werkstoffe ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist ein Fahrrad-Laufrad vorgesehen. Das Fahrrad-Laufrad umfasst eine aus Verbundwerkstoffen gebildete Felge, wobei die als eine einzelne Wand ausgebildete Felge einen Speichenbefestigungsabschnitt und einem Reifenbefestigungsabschnitt aufweist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit der Dicke der Felge bilden. Das Fahrrad-Laufrad umfasst ferner eine zentrale Nabe zur drehbaren Befestigung an einem Fahrradrahmen. Das Fahrrad-Laufrad umfasst ferner eine Mehrzahl von Speichen, die sich von dem Reifenbefestigungsabschnitt der Felge erstrecken und an der Nabe befestigt sind.
Figurenliste

1 ist eine rechte Seitenansicht eines Fahrrads gemäß einer Ausführungsform;
2 stellt einen Abschnitt eines Fahrrad-Laufrads von 1 dar, wobei eine Reifenbaugruppe entfernt wurde;
3 stellt eine geschnittene Seitenansicht des Laufradabschnitts von 2 dar;
5A - 5B stellen verschiedene vordere Schnittansichten des Laufradabschnitts von 2 dar;
6 stellt eine Seitenansicht des Fahrrad-Laufrads von 1 dar, wobei die zentrale Nabe und die Speichen entfernt wurden;
7A-C stellen eine isolierte Ansicht der Querschnittsform der Felge des Fahrrad-Laufrades von 1 im ungespannten Zustand dar;
8 stellt eine Querschnittsform einer Ausführungsform der Felge des Fahrrad-Laufrades von 1 dar; und
9 stellt eine Querschnittsform einer Ausführungsform der Felge des Fahrrad-Laufrades von 1 dar.

Weitere Aspekte und Vorteile der hierin offenbarten Ausführungsformen werden unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wobei gleiche oder identische Strukturen gleiche Bezugsziffern aufweisen.
Eine Fahrradfelge für ein Fahrrad-Laufrad kann aus einer Wand aus Verbundwerkstoff gebildet werden, die so geformt wird, dass sie sowohl einen Reifenbefestigungsabschnitt als auch einen Speichenbefestigungsabschnitt umfasst. Die Wand aus Verbundwerkstoff kann als einwandige Konstruktion ausgebildet werden, die minimale bis keine konstruierten inneren Verstärkungshohlräume umfassen. Die einwandige Konstruktion kann aus Verbund-Verstärkungswerkstoffen gebildet werden, wie beispielsweise Fasern oder aus Fasern oder anderen Werkstoffen ausgebildete Gewebe. In einigen Anwendungen können die Verstärkungswerkstoffe als Schichten durch eine Dicke der einwandigen Konstruktion positioniert werden. Als Verstärkungswerkstoffe werden verschiedene Arten von Kohlefasern verwendet. Es können auch andere Werkstoffe und Werkstofffasern verwendet werden. Der Verbund-Verstärkungswerkstoff kann mit einem Matrixmaterial, wie beispielsweise einem Kunststoff oder Harz, imprägniert und durch Aushärten oder ein anderes Verfahren verfestigt werden, um eine Felgenstruktur zu bilden. In einer Ausführungsform können mehrere Verfestigungs- oder Verstärkungswerkstoffe und/oder Matrixwerkstoffe verwendet werden, um der Felgenkonstruktion spezifische Festigkeitswerte oder andere Kennwerte zu verleihen.
Die Felge kann mit einem asymmetrischen Querschnittsprofil ausgebildet sein. So kann beispielsweise die Mitte einer Speichenbefestigungsaussparung möglicherweise nicht mit der Mitte einer Gesamtbreite der Felge ausgerichtet sein. Diese Asymmetrie kann vorgesehen werden, um ein asymmetrisches Speichenmuster auf der Felge vorzusehen, das zu unterschiedlichen Speichenspannwinkeln und anderen Überlegungen führt. So kann sich beispielsweise eine Seite einer Felge von der Mitte der Speichenbefestigungsaussparung aus breiter erstrecken als die andere Seite der Felge. Diese Konfiguration kann verwendet werden, um sich mit einem zentrierten Radspeichenmuster zu befassen, das bei Rädern mit Radnaben vorhanden ist, die dazu konfiguriert sind, mehrere Kettenräder für einen Hinterantrieb eines Fahrradantriebsstrangs aufzunehmen. Zentrierte Radspeichenmuster können auch bei Vorderrädern verwendet werden, um eine Scheibe eines an der Vorderradnabe befestigten Bremssystems auszugleichen. Die asymmetrische Felgenkonfiguration umfasst weitere geometrische, strukturelle und konstruktive Betrachtungen, wie sie hierin beschrieben werden. So kann beispielsweise eine erste Seite einer Felge eine andere Steifigkeit aufweisen als eine zweite Seite der Felge.
Eine einwandige Felge in Verbundkonstruktion kann im Vergleich zu hohlen Verbundkonstruktionsfelgen eine Festigkeitssteigerung bereitstellen. So können beispielsweise einwandige Felgen so ausgebildet werden, dass sie steif genug sind, um die Stabilität unter normalen Fahrbedingungen beizubehalten, ausreichend nachgiebig sind, dass sie sich infolge eines Stoßbelastungsereignisses einer äußeren Struktur in aggressiven Radfahrumgebungen verformen, und dass sie elastisch genug sind, um nach der Stoßbelastungssituation oder dem Stoßbelastungsereignis in eine ursprüngliche Struktur zurückzukehren. In einer Ausführungsform bildet die Einzelwand über den gesamten Umfang der Felge eine einheitliche Form.
In einer Ausführungsform werden der Schichtstoff und/oder die Lagen, aus denen die Felge besteht, durch Ändern der Verbundschichten verändert. Die Schichten werden so verändert, dass eine asymmetrische Felgenbreite unterschiedliche Schichtstoffe und/oder Lagen zwischen einer langen axialen Breitenseite einer Felge und einer kurzen axialen Breitenseite der Felge aufweist. Jeder Schichtstoff und/oder jede Lage kann einen bestimmten Satz von Eigenschaften aufweisen, die sich von anderen Schichtstoffen und/oder Lagen in der Felge unterscheiden können. Die Eigenschaften der beiden Felgenseiten werden so verändert, dass nach dem Einbau der Felge in ein Laufradsystem die radiale und laterale Steifigkeit der beiden Felgenseiten trotz geometrischer Unregelmäßigkeiten zwischen den Seiten annähernd gleich ist. Felgen, die mit diesen Techniken konstruiert wurden, können vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. So wird beispielsweise die Kurvenfahrt nach links und rechts gleich, was dem Radfahrer mehr Kontrolle über das Fahrrad gibt. Außerdem wird die Stoßbelastung beim Aufprall der Räder gleichmäßiger auf beide Seiten der Felge verteilt, was zu einer längeren Lebensdauer der Felge führt. Außerdem ermöglichen die Vorteile der Felgenkonstruktionen, die zu einer höheren Haltbarkeit führen, die Herstellung einer leichteren Felge mit der gleichen Festigkeit wie eine Felge mit ungleichmäßigen Eigenschaften zwischen langen und kurzen Seite.
Ausführungsformen der Erfindung werden hierin mit Bezug auf verschiedene Figuren beschrieben. Es versteht sich, dass die hierin dargelegten Figuren und Beschreibungen lediglich der Erläuterung dienen und die Erfindung nicht auf nur die offenbarten Ausführungsformen beschränken. So werden beispielsweise die Begriffe „erste“ und „zweite“, „vordere“ und „hintere“, oder „linke“ und „rechte“ in der ausführlichen Beschreibung aus Gründen der Übersichtlichkeit und nicht als Begriffe der Einschränkung verwendet. Darüber hinaus beziehen sich die Begriffe auf Fahrradmechanismen, die herkömmlich an einem Fahrrad montiert und mit dem Fahrrad ausgerichtet sind und, sofern nicht anders angegeben, standardmäßig verwendet werden.
1 stellt im Allgemeinen ein Fahrrad 10 in einer eine Antriebsanordnung 18 umfassenden Gelände- oder Bergkonfiguration dar. Das Fahrrad 10 umfasst einen Rahmen 12 und Vorder- und Hinterräder 110, 115, die drehbar an dem Rahmen 12 befestigt sind. Eine Vorderradbremse 20 ist zum Bremsen des Vorderrades 14 vorgesehen und eine Hinterradbremse 22 ist zum Bremsen des Hinterrades 16 vorgesehen. Das Vorder- und Hinterrad 110, 115 umfasst jeweils einen Reifen 13, der an einer Felge 100 befestigt ist, wobei der Reifen 13 dazu konfiguriert ist, an der Fahrfläche 50 anzugreifen. Eine Lenkeranordnung 24 ist zum Lenken des Vorderrades 14 vorgesehen. Die Pfeilrichtung „A“ zeigt eine Vorder- und/oder Vorwärtsorientierung des Fahrrads 10 an. Somit entspricht eine Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrrads 10 der Richtung A.
Andere Konfigurationen des Fahrrads 10 werden in Betracht gezogen. So kann beispielsweise das Fahrrad 10 eine Straßenkonfiguration aufweisen. Mögliche Unterschiede zwischen Fahrrädern verschiedener Konfigurationen sind unter anderem die zwischen Berg- und Straßenfahrrädern. 1 stellt beispielsweise die Lenkeranordnung 24 in einer flachen Konfiguration dar, während ein Straßenrad-Beispiel eine Rennlenker-Konfiguration der Lenkeranordnung 24 aufweisen kann. Eine Straßenrad-Konfiguration kann auch verschiedene andere Merkmale, wie beispielsweise aerodynamische Merkmale, umfassen.
1 zeigt Merkmale, die häufig bei Gelände- oder Mountainbikes zu finden sind. So ist beispielsweise das Vorderrad 110 über eine Vorderradaufhängung 26 am Rahmen 12 befestigt. Die Vorderradaufhängung 26 kann wie abgebildet eine Federgabelkonfiguration aufweisen. Das Hinterrad 115 kann über eine Hinterradaufhängung 28 am Rahmen 12 befestigt sein. Die Vorder- und/oder Hinterradaufhängung 26, 28 kann eine Kombination aus Federn, Dämpfern und/oder Gestängen umfassen, um die gewünschte Steuerung des Vorder- und Hinterrades 110, 115 zu erreichen. Das Fahrrad 10 umfasst ferner eine Sitzkomponente oder den Sattel 32. Die verstellbare Sitzkomponente 30 kann einen Sattel 32 umfassen, der an einem Sattelstützenheber 36 über einen Sattelstützenkopf 34 befestigt ist. Der Sattelstützenheber 36 ist dazu konfiguriert, sich relativ zu einem Sattelstützensenker 38 zu bewegen, der an einem Sitzrohr 39 des Rahmens 12 befestigt ist.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Kette 44 für eine mehrgängige externe Antriebsanordnung konfiguriert und kann mit einem Schaltwerk, wie beispielsweise einem Umwerfer 48, zwischen einzelnen Kettenrädern der hinteren Kassette 42 bewegt werden. Das Schaltwerk 48 kann in beliebiger Technik betätigt werden. So kann beispielsweise der Gangwechsel elektrisch betätigt, mechanisch betätigt, hydraulisch betätigt oder in einer beliebigen Kombination davon oder unter Verwendung anderer Techniken betätigt werden. Es können auch andere Antriebsanordnungen verwendet werden. So können beispielsweise auch interne vorder- oder hinterradbasierte Nabenantriebsanordnungen für Einfach- oder Mehrfachübersetzung verwendet werden.
Wie in 1 zu sehen ist, umfassen das Vorder- und/oder Hinterrad 110, 115 des Fahrrads 10 einen Reifen 118 oder eine Reifenanordnung, die an einem radial äußeren Reifeneingriffsabschnitt der Felge 100 befestigt ist. Eine Mehrzahl von Speichen 116 ist direkt an der Felge 100 an einem radial inneren Speicheneingriffsabschnitt der Felge 100 befestigt. Die Speichen 116 erstrecken sich von der Felge 100 und sind an einer zentralen Nabe 320 oder 322 befestigt. Das Vorderrad 110 kann eine Vorderradnabe 120 aufweisen, die sich von einer Hinterradnabe 322 des Hinterrades 115 unterscheidet. Die Speichen 116 werden zwischen der Felge 100 und der Nabe 320 oder 322 unter Spannung gehalten, um dem Rad 110 oder 115 eine Betriebsfestigkeit für den Einsatz am Fahrrad 10 zu verleihen. Die Nabe 320 oder 322 ist zur drehbaren Befestigung am Fahrradrahmen 12 um die Drehachsen X1, X2 der Felgen 100 und der Laufräder 110, 115 konfiguriert. Die Felge 100 des Laufrades 110 oder 115 ist als eine fortschrittliche Verbundstruktur ausgebildet, die eine Einzelwand aufweist, die sowohl Reifenbefestigungsabschnitte als auch Felgenbefestigungsabschnitte der Felge 100 bildet.
Die einwandige Verbundstruktur bietet eine ausreichende Festigkeit für aggressives Fahren in unwegsamem Gelände. Diese Festigkeit wird zumindest teilweise durch die Nachgiebigkeit der einwandigen Struktur erreicht, die so konfiguriert ist, dass sie starr genug für die Steuerung und den Antrieb des Fahrrads ist, aber so nachgiebig ist, dass sie sich aufgrund der durch das Gelände verursachten Stoßbelastung mäßig verformt. Die Verbundwerkstoffkonstruktion bietet weiterhin die Elastizität, um nach der Stoßbelastung wieder in die ursprünglich vorgesehene Form des Laufrades 110 oder 115 zurückzukehren.
Die Felge 100 ist für die Befestigung an einem Reifen 118 und/oder einer Reifenanordnung konfiguriert. Der Reifen und/oder die Reifenanordnung umfasst mindestens einen Reifen, der zur Befestigung an der Felge 100 und für eine Traktions-Wechselwirkung mit der Fahrfläche 50 konfiguriert ist. Ein Reifen kann ferner eine elastische Struktur umfassen, wie beispielsweise eine pneumatische Kammer, die entweder durch die Schnittstelle des Reifens mit der Felge 100 oder einen Innenschlauch definiert ist. Ein Reifen mit einer Luftkammer kann ein Steuerventil 119 umfassen, das dazu konfiguriert ist, den Ein- und/oder Ausgang von Luft in die Luftkammer zu steuern. Die Felge 100 kann so konfiguriert sein, dass die Verwendung eines solchen Steuerventils 119 erleichtert wird. So kann beispielsweise die Felge eine Bohrung oder eine freie Stelle umfassen, die so konfiguriert ist, dass dort das Steuerventil 119 hindurchgeführt werden kann. Wie im Folgenden näher beschrieben, ist der Reifeneingriffsabschnitt der Felge 100 für die Befestigung an Reifen unter Verwendung von Wulstreifen-Befestigungskonfigurationen für Reifen mit Wulstverriegelungsbefestigungen konfiguriert. Es können auch andere Konfigurationen des Reifeneingriffsabschnitts vorgesehen werden, um die Verwendung anderer Reifentypen auf der Felge 100 zu ermöglichen. So können beispielsweise schlauchlose Reifen mit Wulstverriegelungsbefestigung verwendet werden.
2 ist eine vergrößerte und gedrehte Ansicht des in 1 gekennzeichneten Ausschnitts 2, wobei der Reifen 118 und andere zugehörige Baugruppen entfernt wurden, um die einwandige Struktur der Felge 100 zu zeigen, die an Speichen 116 befestigt ist. Die Speichen 116 durchlaufen eine Wand 101 der Felge 100 im Speichenaufnahmeabschnitt 122 der Felge 100. Die Speichen 116 werden mit Speichenbefestigungselementen 103 oder Nippeln an der Felge 100 befestigt.
Die Wand 101 bildet ferner einen Reifenbefestigungsabschnitt 224, der zur Befestigung an einer Reifenkonstruktion konfiguriert ist. Wie in der in 2 gezeigten Ausführungsform dargestellt, ist der Reifenbefestigungsabschnitt 224 für die Befestigung an Wulstreifenbefestigungskonfigurationen für Reifen mit einer Wulstverriegelung konfiguriert.
Die Wand 101 ist aus einem Verbundwerkstoff gebildet. So ist beispielsweise die Wand 101 aus einem faserverstärkten Werkstoff auf Kunststoff-, Epoxid- und/oder Polymerbasis gebildet. In einer Ausführungsform ist die Wand 101 aus Schichten eines Verstärkungswerkstoffs, wie beispielsweise Kohlefaser, gebildet, das in ein Matrixmaterial, wie beispielsweise ein Werkstoff auf Epoxid- und/oder Polymerbasis, eingebettet. In einer Ausführungsform ist die Felge ohne metallische Werkstoffe ausgebildet.
In einer Ausführungsform können mehrere Verstärkungswerkstoffe verwendet werden, um die Wand 101 zu bilden. Die mehreren Verstärkungswerkstoffe können unterschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweisen. So kann beispielsweise ein erster Verstärkungswerkstoff, der zum Bilden der Wand verwendet wird, einen Endzähigkeitswert aufweisen, der niedriger ist als ein Endzähigkeitswert eines zweiten Verstärkungswerkstoffs. Ein Endzähigkeitswert bezieht sich auf die Zugfestigkeit des Werkstoffs nach dem Aushärten oder einem anderweitigen Ausbilden der fertigen Felge und/oder des Laufrads.
3 und 4 zeigen den Ausschnitt 2 der Felge 100 von 2 in einer Schnittansicht durch eine Ebene, die die Mitte der Speichenaufnahmeaussparung 124 bildet. In einer Ausführungsform ist diese Ebene am dicksten Teil des Speichenaufnahmeabschnitts 122 der Wand 101 ausgebildet. In 3 und 4 sind die Speichen 116 am Speichenbefestigungsabschnitt befestigt und belasten die Felge in einen gespannten Zustand. In einer Ausführungsform kann die Wand 101 von einem ungespannten Zustand in einen gespannten Zustand verformt werden, wenn Speichen angebracht und gespannt werden.
5A und 5B stellen Schnittansichten der Felge 100 an unterschiedlichen Umfangspositionen des in 2 gezeigten gekennzeichneten Ausschnitts 2 der Felge 100 dar. 5A ist mit einem Ausschnitt durch eine freie Speichenbefestigungsstelle 126 dargestellt, die dafür vorgesehen ist, die Speiche 116 oder die Speichenbefestigungselemente 103 durch sie hindurchzuführen und an der Felge 100 zu befestigen. Im Vergleich dazu zeigt 5B einen Schnitt an einer anderen Umfangsposition um die Felge herum als die in 5A gezeigte Ansicht, um die Querschnittsform der Wand 101 ohne die freien Speichenbefestigungsstelle 126 darzustellen. Wie aus den 5A und 5B ersichtlich, gibt es keine zusätzlichen Vorsprünge aus einer inneren radialen Fläche 130 der Wand 101, die zur Aufnahme der Speiche 116 oder der Speichenbefestigungselemente 103 ausgebildet sind. Somit bildet die Wand 101 über den gesamten Umfang der Felge eine gleichmäßige Querschnittsform. Ohne nach innen gerichtete Vorsprünge stellt die Wand 101 ferner eine gleichmäßige innere radiale Fläche 130 bereit. Eine gleichmäßige Querschnittsform und/oder eine gleichmäßige innere radiale Fläche 130 können im Fertigungsprozess Vorteile haben, insbesondere bei der Formwerkzeugerstellung und/oder dem Entfernen einer Felge aus einer Form nach einem Aushärtungs- oder anderen Stabilisierungsprozess für die Felgenwerkstoffe.
6 stellt die Felge 100 dar, die an einem Reifen 118 am Reifenbefestigungsabschnitt 224 befestigt ist. Ein Steuerventil 119 ist vorgesehen, um Luft in und aus dem Reifen 118 zu steuern. In dieser Ansicht sind die Speichen und die zentrale Radnabe nicht dargestellt.
7A-C stellen eine Querschnittsansicht der Wand 101 im ungespannten Zustand dar. Die Wand 101 wurde so ausgebildet, dass sie einen radial inneren Speichenbefestigungsabschnitt 122, der für die Speichenbefestigung konfiguriert ist, und einen radial äußeren Reifenbefestigungsabschnitt 224, der für die Befestigung an einem Reifen konfiguriert ist, umfasst. Der Speichenbefestigungsabschnitt 122 umfasst eine Speichenaufnahmeaussparung 124, die eine Speichenbefestigungsfläche 127 bereitstellt, die in Bezug auf den Reifenbefestigungsabschnitt 224 zu einer radial weiter innenliegenden Position abgesenkt ist.
Die Speichenaufnahmeaussparung 124 stellt einen Raum für Reifen mit einem Wulstabschnitt bereit, um den Wulstabschnitt während der Montage auf der Felge 100 zu positionieren. So kann beispielsweise der Wulstabschnitt des Reifens in die Speichenaufnahmeaussparung 124 eingesetzt werden. Um die Montage abzuschließen, wird Luft in einen inneren Leerraum des Reifens gepresst. Wenn die Luft in den Leerraum eintritt und sich der Reifen ausdehnt, werden die Wülste nach außen gedrückt und an den Wulstaustrittsabschnitten, wie z.B. den Rampen 141 A-B, zu dem Reifenbefestigungsabschnitt 224 nach oben gezogen.
Wenn der Wulst des Reifens aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 herausläuft, bewegt sich der Wulst über Wulsthaltemerkmale, wie beispielsweise Wulsterhebungen 142A-B, zum Wulsthalteabschnitt. Der Wulsthalteabschnitt umfasst die Wulsterhebungen 142A-B, Wulstauflagen 144A-B und Wulstwände 146A-B.
Die Wulstauflagen 144A-B beschränken die Bewegung der Wulst in einer radial inneren Richtung, während die Werkstoffeigenschaften der Wulst eine weitere Bewegung der Wulst in einer radial äußeren Richtung einschränken. Die Wulstwände 146 A-B beschränken eine weitere Bewegung der Wulst in einer axialen Richtung nach außen entlang der Drehachse des Laufrades, und die Wulsterhebungen 142A-B begrenzen eine weitere Bewegung der Wulst in einer inneren axialen Richtung entlang der Drehachse des Laufrades. Eine Oberseite der Wulsterhebung 142A-B ist radial weiter außen als die Wulstauflagen 144A-B. In einer Ausführungsform verlaufen die Wulstauflagen 144A-B parallel zur Drehachse des Rades und bilden jeweils eine zylindrische Fläche um die Drehachse. In einer Ausführungsform verlaufen die Wulstwände 146A-B senkrecht zur Drehachse des Rades und bilden jeweils eine scheibenförmige Fläche um die Drehachse.
Die Wand 101 der Felge 100 ist mit einer Gesamtbreite W zwischen den Außenwandabschnitten 148A-B ausgebildet. Die Wand 101 der Felge 100 ist mit einer Innenbreite B zwischen den Wulstwänden 146A-B ausgebildet. Die Basis der Speichenbefestigungsaussparung 124 oder die Speichenbefestigungsfläche 127 weist einen Mittelpunkt zwischen den Wulstaustrittsübergangspunkten 150A-B auf. Eine Ebene durch den Mittelpunkt zwischen den Wulstaustrittsübergangspunkten 150A-B und senkrecht zur Drehachse der Felge kann verwendet werden, um eine zentrale Ebene M der Felge 100 zu definieren, die die Felge 100 in eine erste Seite 154A und eine zweite Seite 154B trennt. Die Wand 101 der Felge 100 ist so ausgebildet, dass ein erster Abstand C von der Wulstwand 146A der ersten Seite 154A der Felge zur Mittelebene M und ein zweiter Abstand D von der Wulstwand 146B der zweiten Seite 154B der Felge zur Mittelebene M vorhanden ist. In einer Felge mit symmetrischer Breite ist der erste Abstand C gleich dem zweiten Abstand D.
In einer Ausführungsform unterscheidet sich der erste Abstand C vom zweiten Abstand D. Diese Axialabstände C, D können als axiale Breiten der jeweiligen Wulstwände 146A, 146B bezeichnet werden. So kann beispielsweise der erste Abstand C kürzer sein als der zweite Abstand D. In einer solchen Felge ist eine Ebene, die bei halber Innenbreite B und senkrecht zur Drehachse der Felge gebildet ist, um einen Abstand von der Mittelebene M versetzt. Eine asymmetrische Felgenbreitenkonfiguration kann nützlich sein, um Spiel oder Platz für eine Ansammlung von Kettenrädern, die an einer Hinterradnabe befestigt werden können, für eine Scheibe eines Bremssystems für eine Vorderradnabe oder aus anderen Gründen bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann die axiale Breite C der Wulstwand 146A der ersten Seite 154A kürzer sein als die axiale Breite D der Wulstwand 146B der zweiten Seite 154B.
Die Felge 100 umfasst einen Basisabschnitt 125, der sich von der Speichenaufnahmefläche radial nach innen zur Drehachse der Felge erstreckt. In einer Ausführungsform weist der Basisabschnitt 125 eine maximale Dicke Y auf, die in der Mittelebene M angeordnet ist. So kann beispielsweise die Dicke Y in der Mittelebene M größer sein als eine Dicke eines anderen Teils der Wand 101 im Basisabschnitt 125. Diese erhöhte Dicke in der Mittelebene kann zusätzliche Festigkeit bieten, um einer Beschädigung der Felge 100 aufgrund von Kräften, die auf den Reifenbefestigungsabschnitt 224 der Felge 100 wirken, standzuhalten.
Externe Kräfte, die beim Einsatz in aggressiver Umgebung auf eine asymmetrische Felge wirken, werden durch die Wand 101 auf den Speichenbefestigungsabschnitt 122 der Felge 100 und schließlich auf die an der Felge 100 befestigten Speichen übertragen. Die ungleichmäßigen axialen Breiten der ersten und zweiten Seite der Felge bewirken, dass unterschiedliche Momentenarme auf den Speichenbefestigungsabschnitt 122 wirken. Dem kann entgegengewirkt werden, indem die erste Seite 154A und die zweite Seite 154B der Felge 100 mit besonders gefertigten ungespannten Steifigkeiten gebildet werden. Eine Steifigkeit einer Seite einer Felge kann durch mehrere Faktoren variiert werden. So können beispielsweise unterschiedliche Wanddicken, die Verwendung unterschiedlicher Verstärkungswerkstoffe und unterschiedliche Lagenwinkel des Verstärkungswerkstoffs verwendet werden, um eine Steifigkeit der ersten Seite 154A und/oder der zweiten Seite 154B gezielt anzupassen. Außerdem kann eine aus Speichen verschiedener Ausrichtung auf die Felge aufgebrachte Vorspannung verwendet werden, um die Steifigkeit der Seiten anzupassen. Andere Techniken und Kombinationen dieser oder anderer Techniken können verwendet werden. Eine Steifigkeit einer Seite kann bestimmt werden, indem eine bekannte Last auf einen Abschnitt des Reifenbefestigungsabschnitts 224 auf einer einzelnen Seite der Felge aufgebracht und eine Durchbiegung in Richtung der Drehachse der Felge gemessen wird.
In einer Ausführungsform kann eine Felge mit asymmetrischer Breite eine erste Seite mit einer ersten axialen Breite und eine zweite Seite mit einer zweiten axialen Breite aufweisen, wobei die erste und zweite axiale Breite unterschiedlich sind. Die Felge kann in einem Laufrad mit Speichen gebildet werden, die die Felge mit einer zentralen Nabe des Rades verbinden. Im montierten und gespannten Zustand können die erste Seite der Felge und die zweite Seite der Felge eine gleiche radiale Steifigkeit aufweisen.
Eine weitere Technik zum Ansprechen der asymmetrischen Felgenbreite besteht darin, eine Felge in einer radial asymmetrischen Konfiguration in einem ungespannten Zustand auszubilden. Wenn die Spannung aus Speichen aufgebracht wird, kann die Spannung so konfiguriert werden, dass sie die Felge in eine radial symmetrischere Konfiguration zieht und so die Felge entlang der elastischen Verformungskurve der Felge vorspannt.
7C stellt eine Form der radialen Asymmetrie der Felge 100 dar. Wie in 7C dargestellt, ist die Felge 100 so ausgebildet, dass die Radialabstände R1, R2 zwischen einem innersten Punkt 162 der inneren radialen Fläche 130 der Felge 100 und der Wulstauflage 144A der ersten Seite und der Wulstauflage 144B der zweiten Seite unterschiedlich sind. Spannungskonfigurationen der Speichen können genutzt werden, um zu bewirken, dass diese Radialabstände R1, R2 in einem vorgespannten Zustand im Wesentlichen gleich sind. Diese Radialabstände R1, R2 können als radiale Höhen der jeweiligen Wulstauflagen 144A, 144B bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform ist die Wand 101 der Felge 100 so ausgebildet, dass die radiale Höhe R1 der Wulstauflage 144A der ersten Seite 154A größer ist als die radiale Höhe R2 der Wulstauflage 144B der zweiten Seite 154B.
In einer Ausführungsform ist die Wand 101 der Felge 100 so ausgebildet, dass die radiale Höhe R1 der Wulstauflage 144A der ersten Seite 154A größer ist als die radiale Höhe R2 der Wulstauflage 144B der zweiten Seite 154B und die axiale Breite C der Wulstwand 146A der ersten Seite 154A kürzer ist als die axiale Breite D der Wulstwand 146B der zweiten Seite 154B.
Bei einer Felge mit asymmetrischer Breite können sich die erste Seite und die zweite Seite auch auf andere Weise unterscheiden. So kann beispielsweise ein Austrittswinkel der jeweiligen Seiten der Speichenaufnahmeaussparung 124 variieren. In einer Ausführungsform unterscheidet sich ein erster Austrittswinkel α aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge 100 von einem zweiten Austrittswinkel β aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite 154B der Felge 100. Gemessen von einer Ebene parallel zur Mittelebene M der Felge 100 kann beispielsweise der erste Austrittswinkel α aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge 100 kleiner sein als der zweite Austrittswinkel β aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite 154B der Felge 100. In einer Ausführungsform liegt der erste Austrittswinkel α aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge 100 zwischen 25 Grad und 30 Grad, und der zweite Austrittswinkel β aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite 154B der Felge 100 liegt zwischen 55 Grad und 60 Grad. In einer Ausführungsform ist der erste Austrittswinkel α etwa die Hälfte des zweiten Austrittswinkels β. Die verschiedenen Austrittswinkel können bei der Montage eines Reifens auf der Felge 100 beispielsweise ein sequenziertes Austreten der Reifenwulste aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 bereitstellen. Außerdem kann eine Felge mit unterschiedlichen Austrittswinkeln unterschiedliche Austrittsrampenlängen aufweisen.
In einer Ausführungsform ist eine Felge so konfiguriert, dass die erste Austrittsrampe 141A aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge eine andere Länge hat als die zweite Austrittsrampe 141B aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite 154B der Felge. Beispielsweise ist die erste Austrittsrampe 141A aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge kürzer als die zweite Austrittsrampe 141B aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite der Felge 154B.
In einer Ausführungsform ist eine Felge so konfiguriert, dass die erste Austrittsrampe 141A aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der ersten Seite 154A der Felge und die zweite Austrittsrampe 141B aus der Speichenaufnahmeaussparung 124 der zweiten Seite 154B der Felge glatte Oberflächen sind, die gleichmäßige Winkel von einer Mittelebene über die Länge der Rampen 141A, 141B von der Speichenaufnahmefläche 127 der Speichenaufnahmeaussparung zu den Wulsterhebungen aufweisen.
8 und 9 stellen eine Querschnittsansicht von Ausführungsformen einer Felge 100A, 100B dar, die mindestens zwei („2“) verschiedene Verstärkungswerkstoffe umfasst. Die Felgen 100A, 100B können eine Wand 101A, 101B aufweisen, die mit der wie vorstehend in Bezug auf die Wand 101 der Felge 100 aus 2 beschrieben Form und/oder Konstruktion oder anderen Formen und/oder Konstruktionen gebildet ist.
In der in 8 dargestellten Ausführungsform umfasst die Wand 101A eine aus mehreren Teilen gebildete Dicke. Die Wanddicke 101A umfasst einen ersten oder primären Abschnitt 232, einen zweiten oder eingrenzenden Abschnitt 234 und/oder einen dritten oder abschließenden Abschnitt 233. Der erste Abschnitt 232 kann aus einem ersten oder primären Verstärkungswerkstoff gebildet werden. Der zweite Abschnitt 234 kann aus einem zweiten oder eingrenzenden Verstärkungswerkstoff gebildet werden. Der dritte Abschnitt 233 kann aus einem dritten oder abschließenden Verstärkungswerkstoff gebildet werden. In einer Ausführungsform unterscheidet sich der zweite Werkstoff von dem ersten und dritten Werkstoff. In dieser Ausführungsform können der erste und der dritte Werkstoff der gleiche oder unterschiedliche Werkstoffe sein. Beispielsweise können der erste und der dritte Werkstoff der gleiche Werkstoff sein und der zweite Werkstoff kann sich von dem ersten und dritten Werkstoff unterscheiden und in den erste und dritten Werkstoff eingebettet sein. In einer Ausführungsform können der erste Werkstoff und der dritte Werkstoff aus demselben Grundfaserwerkstoff, wie beispielsweise Kohlefaser, gebildet werden; der erste und der dritte Werkstoff können jedoch zu unterschiedlichen Strukturen oder Gewebetypen ausgebildet werden.
Der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff haben unterschiedliche Werkstoffeigenschaften. Beispielsweise kann der zweite Werkstoff einen höheren Zähigkeitswert aufweisen als der erste Werkstoff. In einer Ausführungsform ist der erste Werkstoff ein Kohlefaserwerkstoff und der zweite Werkstoff ein Werkstoff mit einem höheren Zähigkeitswert („hochfester Werkstoff“) in der fertigen Felge 100A. So kann beispielsweise der zweite Werkstoff eine Aramid- oder Para-Aramid-Kunstfaser, wie Kevlar® von DUPONT, eine Olefin- oder Polyolefinfaser, wie Innegra S™ von INNEGRA TECHNOLOGIES, eine Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht, wie Spectra® S900 oder S1000 von HONEYWELL, oder Kombinationen davon sein. In einer Ausführungsform kann der hochfeste Werkstoff einen Zähigkeitswert von mehr als 2000 kN.m/kg aufweisen, während der primäre Verstärkungswerkstoff, wie etwa Kohlefaser, einen Zähigkeitswert von weniger als 2000 kN.m/kg in der fertigen Felge 100A aufweist.
Das Vorsehen eines hochfesten Werkstoffs zum Ausbilden eines Abschnitts der Dicke der Felge kann für einen Eingrenzungsabschnitt der Felgendicke sorgen. Wenn Fasern des ersten Werkstoffs brechen, kann der Abschnitt der Dicke mit einem hochfesten Werkstoff so wirken, dass die Ausbreitung des Bruchs im ersten Werkstoff gestoppt oder anderweitig behindert wird, wodurch der Bruch eingegrenzt wird. Es wird angenommen, dass die Anordnung des Eingrenzungsabschnitts 234 radial innen von dem ersten Abschnitts 232, wie in 8 dargestellt, eine effektive Konfiguration zur Eingrenzung der Bruchausbreitung des ersten Werkstoffs bietet, da Kräfte auf die Felge 100A typischerweise auf den Reifenbefestigungsabschnitt wirken und die Bruchausbreitung in einer radial nach innen gerichteten Richtung verursachen. In einer Ausführungsform kann ein Eingrenzungsabschnitt 234 radial innen von einer Mitte 240 mit einer Dicke von mindestens dem Speichenbefestigungsabschnitt 122 der Felge 100A angeordnet werden. In einer Ausführungsform kann ein Eingrenzungsabschnitt 234 radial innen von einem ersten Abschnitt angeordnet werden.
In einer Ausführungsform, wie der in 8 dargestellten, ist der Eingrenzungsabschnitt 234 durch einen Endabschnitt 233 abgedeckt. Der Endabschnitt 233 kann für ästhetische Eigenschaften ausgewählt werden und bietet möglicherweise keine signifikante Festigkeit für die Felgenstruktur. Somit kann der Eingrenzungsabschnitt 234 der am weitesten radial innenliegende Verstärkungsabschnitt der Felge 100A sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der Endabschnitt 233 möglicherweise nicht verwendet werden, und der Einschlussabschnitt kann der radial am weitesten innenliegende Abschnitt der Felge sein.
In einer Ausführungsform bildet der zweite Abschnitt 234 eine Schicht mit der Dicke der Felge 100A. Die Schicht kann eine oder mehrere Gewebelagen umfassen, die aus Fasern des zweiten Werkstoffs gebildet sind. Die Schicht kann sich über die gesamte Erstreckung der Wand erstrecken, wie in 8 dargestellt, oder sie kann sich über weniger als die Erstreckung der Wand erstrecken. So kann sich beispielsweise die Schicht des zweiten Abschnitts über den gesamten Speichenhalteabschnitt der Felge 100A erstrecken, erstreckt sich aber nicht in den Reifenbefestigungsabschnitt der Felge 100A. In einer Ausführungsform können Fasern des zweiten Werkstoffs, die den zweiten Abschnitt 234 bilden, weniger als 10% der Gesamtmasse der Fasern in der Felge bilden.
9 stellt einen Querschnitt einer Ausführungsform der Felge 100B dar, die mehrere Eingrenzungsabschnitte 233A-C umfasst. Die Wand 101B umfasst eine Dicke, die aus einem ersten oder primären Verstärkungsabschnitt 232A und mehreren zweiten oder eingrenzenden Verstärkungsabschnitten 234A-C sowie einem optionalen dritten oder Endabschnitt 233A gebildet wird. Die Wand 101B umfasst ferner intermittierende Abschnitte 235A-B zwischen den Eingrenzungsabschnitten 234A-C. In einer Ausführungsform sind die intermittierenden Abschnitte 235A-B aus dem gleichen Werkstoff wie der erste Abschnitt 232A gebildet. So können beispielsweise der erste Abschnitt 232A und die intermittierenden Abschnitte 235A-B aus einem ersten Werkstoff und die Eingrenzungsabschnitte 234A-C aus einem hochfesten Werkstoff gebildet werden. In einer Ausführungsform können Eingrenzungsabschnitte sowohl über, bei und/oder unter einer Mitte 240 einer Dicke von mindestens dem Speichenbefestigungsabschnitt 122 der Felge 100B vorhanden sein.
In der in 9 dargestellten Ausführungsform sind drei („3“) Eingrenzungsabschnitte 234A-C dargestellt. Es können mehr oder weniger Eingrenzungsabschnitte verwendet werden.
Wie in der in 9 gezeigten Ausführungsform dargestellt, können sich die Eingrenzungsabschnitte 234A-C sowohl über den Speichenbefestigungsabschnitt 122 als auch über den Reifenbefestigungsabschnitt 224 erstrecken. Beispielsweise können die Eingrenzungsabschnitte 234A-C Schichten über die gesamte Erstreckung der Wand 101B bilden. In anderen Ausführungsformen können sich die Eingrenzungsabschnitte durch weniger als eine Erstreckung der Wand 101B erstrecken. So können sich beispielsweise die mehreren Schichten in erster Linie durch den Speichenbefestigungsabschnitt 122 erstrecken, ohne sich in den Reifenbefestigungsabschnitt 224 zu erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform mit mehreren Eingrenzungsabschnitten können sich einige Eingrenzungsabschnitte über die gesamte Erstreckung der Wand erstrecken, wobei jedoch andere Eingrenzungsabschnitte möglicherweise nur in dem Speichenbefestigungsabschnitt 122 oder dem Reifenbefestigungsabschnitt 224 vorhanden sein können.
In einer Ausführungsform hat eine Felge einen einheitlichen Querschnittsumriss über den gesamten Umfang der Felge. In dieser Ausführungsform können Löcher in einer Wand gebildet werden, die die Felge bildet, jedoch werden die Löcher so ausgebildet, dass ein gleichmäßiger Umriss einer Querschnittsform des Randes erhalten bleibt. Die Löcher können für die Speichenbefestigung oder aus anderen Gründen, wie z.B. den Einbau eines pneumatischen Ventils, ausgebildet werden.
In einer Ausführungsform wird eine Fahrradfelge bereitgestellt. Die Fahrradfelge umfasst eine einzelne Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit einer Dicke der Felge bilden.
In einer Ausführungsform umfasst eine erste Faser des Verbundwerkstoffs eine Kohlefaser.
In einer Ausführungsform bildet eine zweite Faser des Verbundwerkstoffs eine Eingrenzungsschicht in der Wand.
In einer Ausführungsform wird die Eingrenzungsschicht als durchgehende Schicht über die gesamte Wanddicke gebildet.
In einer Ausführungsform ist die Eingrenzungsschicht aus Fasern gebildet, die andere Werkstoffeigenschaften aufweisen als die ersten Fasern.
In einer Ausführungsform hat die Eingrenzungsschicht aus zweiten Fasern einen höheren Zähigkeitswert als die Abschnitte der Dicke der Felge, die die ersten Fasern umfassen.
In einer Ausführungsform ist die zweite Faser eine Faser auf Aramidbasis, eine Faser auf Para-Aramidbasis, eine Faser auf Olefinbasis, eine Faser auf Polyolefinbasis, eine Polyethylenfaser oder eine Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht.
In einer Ausführungsform weist die Eingrenzungsschicht, die die zweiten Fasern umfasst, einen Zähigkeitswert von mehr als 2000 Kilonewtonmeter pro Kilogramm (kNm/kg) auf, und der aus den ersten Fasern gebildete Abschnitt des Verbundwerkstoffs weist einen Zähigkeitswert von weniger als 2000 kNm/kg auf.
In einer Ausführungsform ist die Eingrenzungsschicht radial außer von einer Mitte der Dicke der Felge angeordnet.
In einer Ausführungsform umfasst die Wand eine Mehrzahl von Eingrenzungsschichten, die über die gesamte Dicke der Felge angeordnet sind.
In einer Ausführungsform ist die Eingrenzungsschicht radial innen von einer Mitte der Dicke der Felge angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die Eingrenzungsschicht radial innen von einer Mitte der Dicke der Felge im Speichenbefestigungsabschnitt der Felge angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die Wand so ausgebildet, dass in einem ungespannten Zustand eine erste radiale Höhe einer ersten Wulstauflage einer ersten Seite der Felge von einer zweiten radialen Höhe einer zweiten Wulstauflage einer zweiten Seite der Felge verschieden ist.
In einer Ausführungsform ist die Wand so ausgebildet, dass in einem ungespannten Zustand eine erste Seite der Felge eine andere Steifigkeit aufweist als eine zweite Seite der Felge.
In einer Ausführungsform ist die Wand ohne metallische Werkstoffe ausgebildet.
In einer Ausführungsform wird eine Fahrradfelge bereitgestellt. Die Fahrradfelge umfasst eine Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff aus Schichten gebildet ist, die eine Dicke der Felge bereitstellen, wobei der Verbundwerkstoff eine Schicht des Inneren der Dicke der Felge umfasst, die aus einem anderen Werkstoff als beide zu der Innenschicht benachbarte Schichten der Dicke gebildet ist. Der Verbundwerkstoff kann eine Kohlefaser umfassen. Die Kohlefaser kann in den benachbarten Schichten angeordnet werden. In einer Ausführungsform ist die Wand ohne metallische Werkstoffe ausgebildet.
In einer Ausführungsform wird ein Fahrrad-Laufrad bereitgestellt. Das Fahrrad-Laufrad umfasst eine aus Verbundwerkstoffen gebildete Felge, wobei die Felge als eine einzelne Wand mit einem Speichenbefestigungsabschnitt und einem Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit der Dicke der Felge bilden. Das Fahrrad-Laufrad umfasst ferner eine zentrale Nabe zur drehbaren Befestigung an einem Fahrradrahmen. Das Fahrrad-Laufrad umfasst ferner eine Mehrzahl von Speichen, die sich von dem Reifenbefestigungsabschnitt der Felge erstrecken und an der Nabe befestigt sind.
Die Darstellungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen bereitstellen. Die Darstellungen sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Vorrichtungen und Systemen dienen, die die hierin beschriebenen Strukturen oder Verfahren nutzen. Zahlreiche andere Ausführungsformen können den Fachleuten bei Durchsicht der Offenbarung offensichtlich werden. Andere Ausführungsformen können verwendet und aus der Offenbarung so abgeleitet werden, dass strukturelle und logische Ergänzungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Darstellungen lediglich repräsentativ und können möglicherweise nicht maßstabsgerecht gezeichnet sein, sofern nicht anders angegeben. Bestimmte Größenverhältnisse innerhalb der Darstellungen können übertrieben sein, während andere Größenverhältnisse minimiert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren vielmehr als erläuternd und nicht als einschränkend zu betrachten.
Obwohl diese Beschreibung viele Besonderheiten enthält, sollten diese jedoch nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung oder dessen, was beansprucht wird, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind, ausgelegt werden. Bestimmte Merkmale, die in dieser Spezifikation im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Teilkombination implementiert werden. Obwohl Merkmale vorstehend möglicherweise als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar zunächst als solche beansprucht werden, können darüber hinaus ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgetrennt werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Teilkombination oder Variation einer Teilkombination gerichtet werden.
Auch wenn Betriebsvorgänge und/oder Handlungen in den Zeichnungen dargestellt und hierin in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben werden, sollte dies gleichermaßen nicht so verstanden werden, dass es erforderlich ist, dass diese Betriebsvorgänge in der gezeigten bestimmten Reihenfolge oder in einer aufeinanderfolgenden Reihenfolge durchgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Betriebsvorgänge durchgeführt werden müssen, um gewünschte 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 so verstanden werden, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es sollte verstanden werden, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen zusammen in einem einzigen Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte paketiert werden können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung können hierin einzeln und/oder gemeinsam, lediglich der Einfachheit halber und ohne die Absicht, den Anwendungsbereich dieser Anmeldung freiwillig auf eine bestimmte Erfindung oder ein bestimmtes erfinderisches Konzept zu beschränken, mit dem Begriff „Erfindung“ bezeichnet werden. Obwohl hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, sollte darüber hinaus verstanden werden, dass jede nachfolgende Anordnung, die dazu bestimmt ist, den gleichen oder ähnlichen Zweck zu erfüllen, die dargestellten spezifischen Ausführungsformen ersetzen kann. Diese Offenbarung soll alle nachfolgenden Anpassungen oder Variationen verschiedener Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der vorgenannten Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen, die hierin nicht ausdrücklich beschrieben sind, werden dem Fachmann nach Durchsicht der Beschreibung offensichtlich.
In der vorstehenden ausführlichen Beschreibung können zur Vereinfachung der Offenbarung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden. Diese Offenbarung ist nicht so auszulegen, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in jedem Anspruch ausdrücklich erwähnt werden. Vielmehr kann der erfinderische Gegenstand auf weniger als alle der Merkmale von einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet werden. Es ist beabsichtigt, dass die vorstehende ausführliche Beschreibung vielmehr als erläuternd und nicht als einschränkend betrachtet werden soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62669101 [0001]

Claims

Fahrradfelge, umfassend: eine einzelne Wand, die zu einer Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt gebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit einer Dicke der Felge bilden.
Fahrradfelge nach Anspruch 1, wobei eine erste Faser des Verbundwerkstoffs eine Kohlefaser umfasst.
Fahrradfelge nach Anspruch 2, wobei eine zweite Faser des Verbundwerkstoffs eine Eingrenzungsschicht in der Wand bildet.
Fahrradfelge nach Anspruch 3, wobei die Eingrenzungsschicht als eine durchgehende Schicht über die gesamte Dicke der Wand ausgebildet ist, oder wobei die Eingrenzungsschicht aus Fasern gebildet ist, die anderen Werkstoffeigenschaften als die ersten Fasern aufweisen.
Fahrradfelge nach Anspruch 4, wobei die Eingrenzungsschicht aus zweiten Fasern einen höheren Zähigkeitswert aufweist als die Abschnitte der Dicke der Felge, die die ersten Fasern umfassen.
Fahrradfelge nach Anspruch 5, wobei die zweite Faser eine Faser auf Aramidbasis, eine Faser auf Para-Aramidbasis, eine Faser auf Olefinbasis, eine Faser auf Polyolefinbasis, eine Polyethylenfaser oder eine Polyethylenfaser mit ultrahohem Molekulargewicht ist, oder wobei die Eingrenzungsschicht, die die zweiten Fasern umfasst, einen Zähigkeitswert von mehr als 2000 Kilonewtonmeter pro Kilogramm (kNm/kg) aufweist und der Abschnitt des aus den ersten Fasern gebildeten Verbundwerkstoffs einen Zähigkeitswert von weniger als 2000 kNm/kg aufweist.
Fahrradfelge nach Anspruch 4, wobei die Eingrenzungsschicht radial außen von einer Mitte der Dicke der Felge angeordnet ist, wobei optional die Wand eine Mehrzahl von Eingrenzungsschichten umfasst, die über die gesamte Dicke der Felge angeordnet sind.
Fahrradfelge nach Anspruch 4, wobei die Eingrenzungsschicht radial innen von einer Mitte der Dicke der Felge angeordnet ist, wobei optional die Eingrenzungsschicht radial innen von einer Mitte der Dicke der Felge in dem Speichenbefestigungsabschnitt der Felge angeordnet ist.
Fahrradfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand so ausgebildet ist, dass in einem ungespannten Zustand eine erste radiale Höhe einer ersten Wulstauflage einer ersten Seite der Felge unterschiedlich zu einer zweiten radialen Höhe einer zweiten Wulstauflage einer zweiten Seite der Felge ist.
Fahrradfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand so ausgebildet ist, dass in einem ungespannten Zustand eine erste Seite der Felge eine andere Steifigkeit aufweist als eine zweite Seite der Felge.
Fahrradfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wand ohne metallische Werkstoffe ausgebildet ist.
Fahrradfelge, umfassend: eine Wand, die zu der Fahrradfelge ausgebildet ist, wobei die Wand aus Verbundwerkstoff mit einem darin ausgebildeten Speichenbefestigungsabschnitt und Reifenbefestigungsabschnitt ausgebildet ist, wobei der Verbundwerkstoff aus Schichten gebildet ist, die eine Dicke der Felge bereitstellen, wobei der Verbundwerkstoff eine Schicht des Inneren der Dicke der Felge umfasst, die aus einem anderen Werkstoff als beide zur Innenschicht benachbarten Schichten der Dicke gebildet ist.
Fahrradfelge nach Anspruch 12, wobei der Verbundwerkstoff eine Kohlefaser umfasst, wobei optional die Kohlefaser in den benachbarten Schichten angeordnet ist.
Fahrradfelge nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Wand ohne metallische Werkstoffe ausgebildet ist.
Fahrrad-Laufrad, umfassend: eine aus Verbundwerkstoffen gebildete Felge, wobei die als eine einzelne Wand ausgebildete Felge einen Speichenbefestigungsabschnitt und einen Reifenbefestigungsabschnitt aufweist, wobei der Verbundwerkstoff mindestens zwei verschiedene Fasern umfasst, die als Verstärkungswerkstoff verwendet werden und Schichten mit der Dicke der Felge bilden; eine zentrale Nabe zur drehbaren Befestigung an einem Fahrradrahmen; und eine Mehrzahl von Speichen, die sich von dem Reifenbefestigungsabschnitt der Felge erstrecken und an der Nabe befestigt sind.