DE10224942A1

DE10224942A1 - Dichtungszapfen, Felge und Rad, insbesondere für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE10224942A1
Application number: DE2002124942
Authority: DE
Inventors: Gerrit JÄGER
Original assignee: DT Swiss AG
Current assignee: DT Swiss AG
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Die Erfindung betrifft Dichtungszapfen für Felgenlöcher eines Rads, insbesondere für Laufräder eines Fahrrads. Dabei ragt der Körper des Zapfens durch eines der Löcher im Felgenboden, wobei der Zapfenfuß an der Felge anliegt und die Außenabmessung des Zapfenfußes größer ist als eine Außenabmessung eines Zentralbereichs des Zapfenkörpers. Dabei ist der Zapfenfuß in einem Bereich an einem ersten Ende des Zapfenkörpers angeordnet und im Zapfenkörper ein Hohlraum vorgesehen, der zum ersten Ende offen ist. Eine Erhöhung des Luftdrucks im Hohlraum des Zapfenkörpers auf einen Wert wie er in Rädern von Fahrrädern üblich ist, bewirkt derart eine Ausdehnung des Dichtungszapfens, dass dieser das Felgenloch abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungszapfen, eine Felge und ein Rad, welche insbesondere für den Einsatz an Fahrrädern geeignet sind.

Derartige Dichtungszapfen, Felgen und Räder können nicht nur bei Fahrrädern verwendet werden, sondern es ist ebenso möglich, die Erfindung an sonstigen Ein- und Mehrrädern, wie zum Beispiel an (Fahrrad-)Anhängern, Kinder- und Sportwagen und sonstigen Rädern zu verwenden. Aus Gründen der Vereinfachung wird die Erfindung aber nachfolgend in bezug auf ihren Einsatz an Fahrrädern beschrieben, wobei diese Beschreibung nicht für den Anmeldungsbereich einschränkend sein soll.

Im sportlichen, semiprofessionellen und professionellen Bereich werden hochqualitative Materialien für Fahrräder verwendet und es werden leichte und feste Materialien eingesetzt.

Die Laufräder von Fahrrädern weisen eine zentrale Nabe und eine äußere Felge mit der Bereifung auf. Die Nabe ist über eine variierende Anzahl von bis zu 50 Speichen mit der Felge verbunden. Typischerweise werden die Speichen mit Speichennippeln an den Felgen der Laufräder befestigt. Aber ebenso sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen der Speichernippel nicht an der Felge, sondern an der Nabe anliegt.

Hochwertige Felgen werden meist als Hohlkammerfelgen ausgeführt. In beiden Böden der Felgen sind dann im allgemeinen Felgenlöcher vorgesehen, um die Speichennippel zwischen den beiden Felgenböden in der Felge aufzunehmen. Durch das radial äußere Loch ist der Speichennippel von außen mit z.B. einem Werkzeug zugänglich.

Bei einem konventionellen Rad ist ein Schlauch vorgesehen, der von dem Mantel umgeben wird. Ein aus Kunststoff oder dgl. bestehendes Felgenband deckt die äußeren Felgenlöcher in den Felgen ab, um den Schlauch des Reifens vor scharfen Kanten und dgl. zu schützen.

Es gibt auch sogenannte schlauchlose Reifen, die nur einen Mantel und keinen separaten Schlauch aufweisen. Dazu kann der Reifen bzw. Mantel derart ausgeführt sein, dass die Reifenwulste dichtend an den Felgenhörnern anliegen. Bei derartigen schlauchlosen Reifen war es bisher erforderlich, spezielle Felgen zu verwenden, da der für Fahrräder übliche Reifendruck von etwa 2 bis etwa 8 bar (oder größer) nicht aufrecht erhalten bleiben konnte, weil die Luft durch die Felgenlöcher entweichen kann, selbst wenn die Reifenwulste des Mantels dicht an der Felge anliegen.

Unter anderem bieten schlauchlose Reifen einen Gewichtsvorteil, da der zusätzliche Schlauch entfallen kann. Für deren Betrieb sind bisher spezielle Räder erforderlich, bei denen die Felgen keine Felgenlöcher im Felgenbett aufweisen.

Hingegen ist der Anwender bislang auf den Betrieb von separaten Schläuchen und umgebenden Mänteln festgelegt, wenn er konventionelle Felgen verwendet.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Rad, eine Felge und einen Dichtungszapfen, insbesondere für Fahrräder und dergleichen zur Verfügung zu stellen, mit welchen ein Betrieb eines Rades mit konventionellen Felgen auch schlauchlos erzielbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 9 und 14 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung stellt einen Dichtungszapfen zur Verfügung, welcher insbesondere für den Einsatz in der Felge eines Fahrrades vorgesehen ist, um das Felgenloch abzudichten.

Der erfindungsgemäße Dichtungszapfen weist einen Zapfenkörper auf, der dazu bestimmt ist, durch ein Felgenloch in der Felge eines Fahrrads zu ragen. Der Zapfenkörper weist einen Zapfenfuß auf, welcher dazu geeignet ist, an der Felge eines Fahrrads anzuliegen. Eine Außenabmessung im Bereich des Zapfenfußes ist größer als eine Außenabmessung in einem Zentralbereich des Zapfenkörpers. Der Zapfenfuß ist in einem Bereich an einem ersten Ende des Zapfenkörpers angeordnet. In dem Zapfenkörper ist über wenigstens einen Längsabschnitt ein Hohlraum vorgesehen, der zu dem ersten Ende des Zapfenkörpers offen ist, so dass ein Luftaustausch von dem Inneren des Hohlraumes zu den äußeren des Dichtungszapfens über die Öffnung am ersten Ende des Zapfenkörpers möglich ist. Der Hohlraum in dem Zapfenkörper ist derart beschaffen, dass eine Erhöhung des Luftdruckes bzw. Luftüberdruckes in dem Hohlraum des Zapfenkörpers auf einen Wert, wie er in Rädern von Fahrrädern üblich ist, eine Ausdehnung des Dichtungszapfens bewirkt, derart, dass der Dichtungszapfen geeignet ist, ein Felgenloch einer Felge eines Fahrrades abzudichten.

Der erfindungsgemäße Dichtungszapfen hat viele Vorteile.

Der Einsatz von erfindungsgemäßen Dichtungszapfen an konventionellen Felgen ermöglicht die Verwendung schlauchloser Reifen auch an Felgen, die Felgenlöcher aufweisen. Eine solche Verwendung war bislang nicht oder nur äußerst eingeschränkt möglich.

Ein Rad mit erfindungsgemäßem Dichtungszapfen kann außerdem einen Gewichtsvorteil gegenüber Rädern mit gängigen Felgen aufweisen, da der Dichtungszapfen leicht aufgeführt werden kann.

Ohne Dichtungsmaßnahmen an den Felgenlöchern ist die sinnvolle Verwendung nur der geschlossenen schlauchlosen Reifen möglich, die auf die Felgen geklebt werden, während schlauchlose Reifen, die einen dichten Sitz zur Felge über die Reifenwülste herstellen, nicht verwendet werden können, da die Luft über die Felgenlöcher austritt.

Deshalb ist die Verwendung derartiger schlauchloser Reifen an Felgen, die Felgenlöcher aufweisen, nicht ohne weiteres möglich. Es muss ein Schutz vor dem Luftverlust vorgesehen werden.

Über Felgenbänder und dergleichen ist ein solcher Schutz allerdings nur unzureichend möglich, da der Betrieb eines damit ausgerüsteten Fahrrads über mehrere Stunden zuverlässig möglich sein muss. Durch Felgenbänder und ähnliche Dichtungsmaßnahmen ist eine Druckdifferenz von mehreren bar über längere Zeiträume nicht abdichtbar. Um Felgenbänder dicht zu gestalten, müßten diese derartige Ausmaße aufweisen und so aufwendig gestaltet werden, daß dies zu Gewichtsnachteilen im Verhältnis zu konventionellen Schlauchreifen führen würde.

Im Unterschied dazu bietet der erfindungsgemäße Dichtungszapfen den Vorteil, dass ein hoher Druck in einem Reifen eines Fahrrads eine hohe Dichtungswirkung bewirkt, da der Zapfenfuß bzw. der Hohlraum im Zapfenkörper unter dem Druck des Reifens steht und sich folglich – durch den Innendruck bedingt – ausdehnt, so dass sich der Dichtungszapfen fest an das Felgenloch anlegt. Es wird eine hohe Wirksamkeit der Dichtung erzielt, die auch bei hohen Anforderungen und Belastungen wie bei Trainings- und Wettbewerbsfahrten ausreicht, um den Luftdruck über lange Zeit aufrecht zu erhalten.

Der erfindungsgemäße Dichtungszapfen bietet weiterhin den Vorteil, dass der Benutzer nach Anbringung einer entsprechenden Zahl von Dichtungszapfen an die Felgenlöcher schlauchlose Reifen verwenden kann, während er andererseits ebenso gut auch Reifen mit einem konventionellen Schlauch verwenden kann, da auch nach Einbau der Dichtungszapfen die Verwendung von konventionellen Schlauchreifen möglich ist.

Auf der anderen Seite kann der erfindungsgemäße Dichtungszapfen zur Neueinspeichung eines Rades aus der Felge entfernt werden, um dann nach erfolgter Einspeichung wieder eingesetzt zu werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dichtungszapfens ist eine Außenabmessung des Zentralbereichs des Zapfenkörpers auf eine Innenabmessung eines Felgenlochs einer Felge eines Fahrrads abgestimmt.

Felgenlöcher einer Felge können vom Querschnitt her rund, elliptisch oval oder abgerundete Mehrecke sein. Im Regelfall sind die Felgenlöcher im wesentlichen kreisförmig und weisen Durchmesser zwischen etwa 3 und 15 mm auf, wobei diese Größenangabe nur beispielhaft ist.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Außenabmessung und besonders bevorzugt sind im wesentlichen alle Außenabmessungen im Zentralbereich des Zapfenkörpers auf die entsprechenden Innenabmessungen des Felgenlochs der Felge eines Fahrrads abgestimmt. Sie weisen dann vorzugsweise eine im wesentlichen übereinstimmende bzw. korrespondierende Querschnittsform auf.

Abgestimmt bedeutet hier, dass beispielsweise der Außendurchmesser in dem Zentralbereich des Zapfenkörpers gleich dem Innendurchmesser des Felgenlochs ist. Es sei aber darauf hingewiesen, dass der Außendurchmesser des Zentralbereichs des Zapfenkörpers auch von dem Innendurchmesser des Felgenlochs abweichen kann.

Beispielsweise kann der Außendurchmesser des Zapfenkörpers um einen bestimmten Prozentsatz oder um ein absolutes Maß größer gewählt werden als der entsprechende Durchmesser des Felgenlochs, so dass sich ein fester Sitz des Dichtungszapfens in dem Felgenloch ergibt.

Es kann aber auch sein, dass der Außendurchmesser des Zentralbereichs des Zapfenkörpers um einen bestimmten Prozentsatz oder um ein bestimmtes Maß kleiner gewählt wird als der Durchmesser des Felgenlochs, um eine einfache Montage zu gewährleisten.

Auch in dem letztgenannten Fall ergibt sich ein fester und dichter Sitz des erfindungsgemäßen Dichtungszapfens in einer Felge, da durch den hohen Überdruck in dem Reifen eines Fahrrads, der auch in dem Hohlraum des Dichtungszapfens wirkt, sich der Dichtungszapfen und insbesondere der Zapfenkörper ausdehnt, so dass sich ein dichter Sitz des Dichtungszapfens an dem Felgenloch einer Felge ergibt.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlraum in dem Zapfenkörper in der Art einer Sacklochs oder auch einer Sacklochbohrung ausgeführt. Insbesondere ist es möglich, dass der Hohlraum ein im wesentlichen zylindrisches Volumen über im wesentlichen die gesamte Länge des Zapfenkörpers aufspannt, wobei der Durchmesser derart gewählt ist, dass sich noch eine genügende Wandstärke im Bereich der Felgenlöcher ergibt.

Es sei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff "Bohrung" hier nicht die Herstellungsart zu verstehen ist. Der erfindungsgemäße Dichtungszapfen kann selbstverständlich einen Hohlraum auf eisen, der durch Bohren entstanden ist. Er kann aber ebenso als Guss- oder Spritzgussteil hergestellt oder über sonst ein Fertigungsverfahren hergestellt werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Hohlraum an dem Ende des Zapfenkörpers, das näher zu dem zweiten Ende des Zapfenkörpers liegt als an dem ersten Ende, eine Vergrößerung einer Innenabmessung oder des Innendurchmessers auf.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an dem zweiten Ende bzw. in einem Bereich an dem zweiten Ende des Zapfenkörpers ein Zapfenkopf vorgesehen, der eine größere Außenabmessung aufweist als die Außenabmessung des Zentralbereichs des Zapfenkörpers.

Eine solche Gestaltung ist vorteilhaft, da dadurch ein besonders zuverlässiger Sitz des erfindungsgemäßen Zapfens in einem Felgenloch eine Felge erzielbar ist. Bei der Montage wird der Zapfenkopf, der vorzugsweise einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Felgenlochs, durch das Felgenloch gedrückt, bis der zentrale Bereich mit einem geringeren Durchmesser an dem Felgenloch anliegt. Dann wird der Dichtungszapfen auf der einen Seite von dem Zapfenfuß und auf der anderen Seite des Felgenbodens von dem Zapfenkopf gehalten. Besonders bevorzugt ist die Länge des zentralen Bereichs des Zapfenkörpers mit geringerem Durchmesser an die Dicke des Felgenbodens angepaßt und ist besonders bevorzugt genauso lang oder ein wenig kürzer als die Dicke des Felgenbodens.

Durch die Ausgestaltung mit einem Zapfenfuß und Zapfenkopf ist ein besonders sicherer Betrieb möglich.

Insbesondere ist es bevorzugt, im Bereich des Zapfenkopfes den Hohlraum zu vergrößern, so dass der freie Innendurchmesser des Hohlraums in einem Zentralbereich des Zapfenkörpers geringer ist als in einem Bereich des Zapfenkopfes.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der der Hohlraum in einem Bereich des Zapfenkopfes im wesentlichen eine Form aufweist, welche einer Gruppe von Formen entnommen ist, welche Kugel-, Kegel-, Birnen-, Pilz-, Ballon-, Trauben-, und auch zylindrische Formen und dergleichen mehr umfasst.

Bei Formen mit vergrößerten Abmessungen bzw. einem vergrößerten Durchmesser im Bereich des Zapfenkopfes wird eine zuverlässige Dichtungswirkung des erfindungsgemäßen Dichtungszapfens erzielt, da bei Einsatz in der Felge eines Fahrrades der hohe Reifenüberdruck, der sich im Bereich von etwa 2 bis 8 bar (oder noch mehr) bewegt, dazu führt, dass sich der vergrößerte Hohlraumbereich im Bereich des Zapfenkopfes ausdehnt und somit eine feste Anlage an dem Felgenloch der Felge bewirkt, so dass eine zuverlässige Dichtungswirkung erzielbar ist.

Aber auch wenn der Hohlraum im Zapfenkörper zylindrisch geformt ist, kann das dem Zapfenfuß abgewandte Ende des Zapfenkörpers (mehr) gedehnt werden, so dass sich ein ähnlicher Effekt ergeben kann.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Dichtungszapfen eine derartige Länge aufweist, dass ein Teil des Zapfenkörpers im bestimmungsgemäßen Einbau in eine Felge eines Fahrrades radial nach innen durch das Felgenloch hervorsteht. Besonders bevorzugt ist es dabei, dass auch der Hohlraum im Zapfenkörper sich bis auf die andere Seite des Felgenbodens erstreckt, so dass der Überdruck im Reifen des Fahrrads auch dort wirksam sein kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein Abschnitt der Dichtungszapfen im wesentlichen spiegelsymmetrisch gestaltet. Das bedeutet hier, daß er z.B. rotationssymmetrisch ausgeführt sein kann. Ein Abschnitt oder der ganze Dichtungszapfen in dem Bereich des Felgenlochs kann auch elliptisch entsprechend der Felge gestaltet sein.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht der Dichtungszapfen wenigstens teilweise aus einem elastischen Material, welches einer Gruppe von Materialien entnommen ist, welche Kunst- und Naturstoffe, organische und anorganische Materialien, vulkanisierte und nicht vulkanisierte Gummimaterialien, Kautschuk, Duroplaste, Elastomere und Thermoelastomere, Metalle sowie Verbundwerkstoffe aus Metall und Kunststoff und (Kohle-)Faserverbundwerkstoffe und dergleichen mehr umfasst.

Besonders bevorzugt ist es, dass der Dichtungszapfen aus einem solchen elastischen Material besteht, dass bei den üblichen in Fahrradreifen herrschenden Druckverhältnissen eine Dehnung in einem Bereich von bis zu 2%, 5% oder 20% oder mehr erzielbar ist.

Die Abstimmung von Material, Abmessungen des Dichtungszapfens, wie Länge, Durchmesser, Wandstärke und Hohlraumvolumen erfolgt derart, dass eine zuverlässige Dichtung erzielbar ist.

Die erfindungsgemäße Felge ist insbesondere für den Einsatz in einem Fahrrad geeignet und umfasst ein Felgenbett, ein Felgenloch und einen Dichtungszapfen, der an einem Felgenloch angeordnet ist. Der Dichtungszapfen umfasst einen Zapfenkörper und einen daran vorgesehenen Zapfenfuß. Der Zapfenfuß liegt mit einer Seite im wesentlichen an dem Felgenbett an. Der Zapfenfuß weist eine größere Außenabmessung auf als der Zapfenkörper in einem Zentralbereich. Die Felge und der Dichtungszapfen sind derart gestaltet, dass die Felge mit dem Dichtungszapfen an dem Felgenloch abdichtbar ist, in dem ein Hohlraum im Inneren des Dichtungszapfens derart gestaltet ist, dass ein Luftüberdruck in dem Hohlraum, wie er in den Reifenlaufrädern von Fahrrädern üblich ist, eine Dichtwirkung zwischen Dichtungszapfen und Felge an dem Felgenloch bewirkt. Dazu ist der Hohlraum zu einem ersten Ende des Dichtungszapfens offen, welches an dem Felgenbett anliegt.

Die erfindungsgemäße Felge hat viele Vorteile.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Felge ist eine Außenabmessung des Zapfenkörpers an eine Abmessung des Felgenlochs angepaßt, wobei besonders bevorzugt wenigstens eine Außenabmessung in einem Zentralbereich des Zapfenkörpers an eine Innenabmessung des Felgenlochs angepaßt ist. Genauso bevorzugt ist, dass wenigstens eine Länge eines Zentralbereichs des Zapfenkörpers an die Dicke des Felgenbettes angepaßt ist. Eine Abstimmung der Abmessungen von Zapfenkörper und Felgenloch bzw. Felgenbettdicke ist sehr vorteilhaft, da dadurch ein besonders fester und zuverlässiger Sitz des Dichtungszapfens in der Felge und somit eine besonders zuverlässige Dichtungswirkung erzielbar ist.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Felgenlöchern und eine entsprechend Anzahl von Dichtungszapfen vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Rad ist insbesondere für den Einsatz an einem Fahrrad geeignet und weist eine Felge mit Felgenlöchern in einem Felgenbett, eine Mehrzahl von Speichen und eine Mehrzahl von Speichennippeln auf. Eine Mehrzahl von Dichtungszapfen ist in den Felgenlöchern vorgesehen, um die Felge und somit das Rad an den Felgenlöchern abzudichten. Im wesentlichen weist jeder Dichtungszapfen einen Zapfenkörper und einen daran vorgesehenen Zapfenfuß auf, und jeder Dichtungszapfen ist derart beschaffen, dass durch eine Luftdruckerhöhung in dem Felgenbett eine Dichtwirkung zwischen Dichtungszapfen und Felge verstärkbar ist, in dem der Dichtungszapfen einen Hohlraum aufweist, der zum Felgenbett hin offen ist.

Auch das erfindungsgemäße Rad hat viele Vorteile.

Vorzugsweise entspricht die Anzahl von Felgenlöchern in der Felge der Anzahl von Dichtungszapfen.

Es ist auch bevorzugt, dass der Außendurchmesser eines Dichtungszapfens in einem zentralen Längsabschnitt des Zapfenkörpers auf den Innendurchmesser eines Felgenlochs abgestimmt ist.

Ebenso ist es bevorzugt, dass eine Länge des zentralen Längsabschnitts des Zapfenkörpers auf die Wandstärke des Felgenbetts im Bereich des Felgenlochs abgestimmt ist.

In einer Weiterbildung weist der Dichtungszapfen an dem radial inneren Ende einen Zapfenkopf auf, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als eine Außenabmessung in dem zentralen Bereich des Zapfenkörpers.

Insbesondere wenn weiterhin bei dieser Weiterbildung der Hohlraum im Bereich des Zapfenkopfes vergrößert ist, wird eine zuverlässige Dichtungswirkung erzielt.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die Figuren beschrieben werden.

In den Figuren zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Laufrad eines Fahrrads;
2 den Ausschnitt A aus 1 vergrößert in geschnittener Längsansicht;
3 eine geschnittene Seitenansicht entlang Linie B-B in 2;
4 eine erfindungsgemäße Felge mit einer zweiten Ausführungsform eines Dichtungszapfens in geschnittener Längsansicht;
5 die Felge nach 4 in geschnittener Seitenansicht.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Laufrad 1 eines Fahrrads dargestellt. Das Laufrad 1 umfasst eine Doppelkammerfelge 2, die als Hohlkammerfelge ausgeführt ist, und eine zentrale Nabe 4, die mittels Speichen 21 und Speichennippeln 20 mit der Felge 2 verbunden ist. Während die Speichenköpfe der Speichen 20 an den Nabenflanschen der Nabe 4 anliegen, sind die Speichennippel 21 an den radial inneren Felgenlöchern 24 der Felge 2 vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das Rad als Vorderrad dargestellt. Es ist aber auch möglich, die Erfindung an einem Hinterrad vorzusehen.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 weist das erfindungsgemäße Rad 1 16 Speichen auf, die konventionell, als doppel-dick oder 3-D-Speichen ausgeführt sein können. Die Anzahl der Speichen hängt von den Anforderungen und den Verwendungszweck ab und kann größer oder kleiner sein. So kann ein Laufrad auch 12, 24, 28, 32, 36, 40 oder 48 oder eine davon abweichende Zahl aufweisen.
In 2 ist das Detail A aus 1 in einer vergrößerten Seitenansicht im Schnitt dargestellt.
In 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie B-B aus 2 dargestellt.
Die Erfindungen werden nun zunächst mit Bezug auf das in 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel erläutert.
In der Felge 2 ist ein Felgenbett 9 vorgesehen, das durch den äußeren Felgenboden 11 begrenzt wird. Radial nach innen wird die Hohlkammer der Hohlkammerfelge 2 durch einen inneren Felgenboden 12 begrenzt.
Sowohl in dem äußeren Felgenboden 11 als auch im inneren Felgenboden 12 sind äußere bzw, innere Felgenlöcher 13 bzw. 24 vorgesehen. Durch das äußere Felgenloch 13 kann bei der Montage des Rades ein Speichennippel 20 durchgeführt werden, der dann im inneren Felgenloch 24 mit dem Nippelkopf an der Felge anliegt.
Zur Verstärkung des inneren Felgenlochs 24 kann eine Felgenöse 26 vorgesehen sein, die vorzugsweise aus einer Metalllegierung besteht. Die Felgenöse 26 kann eine Kontaktschicht bzw. Beschichtung aus einem Material aufweisen, welche eine Reibungsverminderung bzw. eine Reibmomentverminderung des Speichennippels bzw. der Felgenöse bewirkt. Dadurch ist es möglich, den angestrebten Speichenspannungsbereich bei der Montage des Fahrrads genauer einzustellen, so dass eine größere Reproduzierbarkeit und eine höhere Betriebssicherheit des Fahrrads möglich ist.
Bezüglich der möglichen Ausgestaltungen einer solchen Kontaktschicht an der Felgenöse 26 und/oder einem Speichennippel 20 wird auch die deutsche Patentanmeldung der Anmelderin Nr. 102 13 521.5 vom 26. März 2002 und dort insbesondere auf die Beschreibung auf den Seiten 4 bis 15 und die Ansprüche 1 bis 15 sowie den Inhalt der 1 bis 5 verwiesen, die somit ausdrücklich in die Offenbarung dieser Anmeldung mit aufgenommen werden.
Während die Felgenlöcher 24 in dem inneren Felgenboden 11 bzw. die Durchgangsöffnungen in den Felgenösen 26 einen solchen Durchmesser aufweisen, dass der Nippelkopf der Speichennippel 20 darin festgehalten wird, ist der Durchmesser 25 der Felgenlöcher 13 in dem äußeren Felgenboden 11 so bemessen, dass der Speichennippel 20 inklusive Nippelkopf durchpasst.
Nach dem Einführen des Speichennippels 20 durch das äußere Felgenloch 13 in das innere Felgenloch 24 hinein, kann der Speichennippel 20 von außen mit einem Werkzeug gegriffen werden, um z.B. das Einspeichen zu vereinfachen.
Auf der Felge 2 ist ein schlauchloser Reifen 15 vorgesehen, der mit dem Reifenwülsten 16 an den Felgenhörnern 10 der Felge 2 anliegt. Dabei sind die nach außen stehenden radialen Enden der Felgenhörner 10 an den Enden abgewinkelt und weisen schräg nach innen. Die Reifenwülste 16 auf beiden Seiten (rechts und links in 3) des Reifens 15 weisen Verdickungen auf und entsprechen auf ihrer Außenseite dem negativen (Innen-)Profil der Felgenhörner 10, so dass sich ein fester Anlagesitz von dem Reifen 15 über die Reifenwülste 16 an den Felgenhörnern 10 der Felge 2 ergibt.
Um einen derartigen schlauchlosen Reifen 15 an einem Rad 1 mit einer Felge 2, die äußere Felgenlöcher 13 aufweist, zu verwenden, müssen diese abgedichtet werden, um den Luftdruck im Innenraum 36 des Reifens aufrecht zu erhalten, so dass die Luft nicht durch die Felgenlöcher 13 und 24 entweicht.
Dazu sind im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 Dichtungszapfen 3 vorgesehen und im Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 Dichtungszapfen 23. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 4 und 5 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen (und umgekehrt). In den 4 und 5 ist ein Längs- und Querschnitt entsprechend den Ansichten der 2 und 3 dargestellt.
Die erfindungsgemäßen Dichtungszapfen 3 können in den äußeren Felgenlöchern 13 angeordnet werden.
In den beiden Ausführungsbeispielen weist ein erfindungsgemäßer Dichtungszapfen 3 bzw. 23 einen Zapfenkörper 5 mit einem ersten Ende 37 und einem zweiten Ende 38 auf. An dem ersten Ende ist der Zapfenfuß 6 und an dem zweiten Ende der Zapfenkopf 7 vorgesehen, wobei das zweite Ende 38 bei einer Hohlkammerfelge in der Hohlkammer zwischen den beiden Felgenboden 11 und 12 angeordnet ist, während der Zapfenfuß 6 am ersten Ende 37 am Felgenbett 9 anliegt.
In dem Dichtungszapfen 3 ist ein Hohlraum 8 vorgesehen, der sich über fast die gesamte Länge des Zapfenkörpers 5 erstreckt. Der Hohlraum 8 weist an dem ersten Ende 37 des Zapfenkörpers eine Öffnung auf, die im Luftaustausch mit dem Innenraum 36 des Reifens 15 steht, so dass im Hohlraum 8 und im Innenraum 36 des Reifens 15 die gleichen Druckverhältnisse herrschen.
In den Ausführungsbeispielen ist der Dichtungszapfen 3 bzw. 23 wenigstens teilweise aus einem elastischen Material gefertigt, so dass eine Druckerhöhung im Hohlraum 8 gegenüber der Umgebung einer Ausdehnung des Zapfenkörpers 3 bewirkt.
Der am ersten Ende des Zapfenkörpers 37 vorgesehene Zapfenfuß 6 weist einen deutlich größeren Außendurchmesser auf als der Zapfenkörper 5 in einem zentralen Bereich 39.
An dem zweiten Ende 38 des Zapfenkörpers ist ein Zapfenkopf 7 vorgesehen, der ebenfalls einen größeren Außendurchmesser 33 aufweist als der Zapfenkörper 5 in dem zentralen Bereich 39.
Unterschiedlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 3 ist im Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 der Dichtungszapfen 23 im Bereich des Zapfenkopfes 7 mit einem vergrößertem Hohlraumbereich 35 versehen. Der Innendurchmesser 32 im vergrößerten Hohlraumbereich 35 im Zapfenkopf 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel größer als der Innendurchmesser 25 des äußeren Felgenlochs 13 im äußeren Felgenboden 11.
Im Bereich des Zapfenkopfes 7 und des zentralen Bereiches 39 des Zapfenkörpers weist der dort zylindrisch ausgeführte Hohlraum 8 einen konstanten Innendurchmesser 31 auf, der hier um die doppelte Wandstärke des Zapfenkörpers im Zentralbereich 39 geringer ist als der Innendurchmesser 25 des äußeren Felgenlochs 13.
Sowohl der Außendurchmesser 33 des Zapfenkopfes 7 als auch der Außendurchmesser 34 des Zapfenfußes 6 sind hier größer gewählt als der Innendurchmesser 25 des äußeren Felgenlochs 13.
Insgesamt ergibt sich so ein fester Sitz eines Dichtungszapfens 3 (oder 23) in einem äußeren Felgenloch 13 einer Felge 2.
Der Außendurchmesser im Zentralbereich des Zapfenkörpers kann auch auf den Innendurchmesser 25 des äußeren Felgenlochs 13 derart abgestimmt sein, dass er um einen gewissen Betrag größer oder kleiner ist.
Wird der Innenraum 36 des schlauchlosen Reifens 15 unter Druck gesetzt, so wirkt der Druck auch im Hohlraum 8 des Dichtungszapfens 3 (oder 23). Durch den hohen Überdruck in dem Reifen 15 gegenüber der Umgebung wird der Zapfenfuß 6 des Dichtungszapfens 3 (bzw. 23 im Ausführungsbeispiel nach 4 und 5) fest an den äußeren Felgenboden 11 im Felgenbett 9 gepreßt.
Gleichzeitig bewirkt der auch im Hohlraum 8 herrschende Überdruck eine Ausdehnung des Zapfenkopfes 7, so dass sich der Dichtungszapfen 3 bzw. 23 dicht an das äußere Felgenloch 13 im äußeren Felgenboden 11 anlegt.
Durch den erfindungsgemäßen Zapfen 3 wird eine zuverlässige Dichtwirkung erzielt, die mit steigendem Innendruck im Reifen 15 noch verbessert wird, so dass sich eine Felge 2, die äußere Felgenlöcher 13 aufweist, auch zur Verwendung mit schlauchlosen Reifen 15 eignet.
Durch den erfindungsgemäßen Dichtungszapfen 3 bzw. 23, der wenigstens teilweise aus einem elastischen Material besteht, wird die Dichtwirkung mit steigendem Betriebsdruck verstärkt, so dass sich eine zuverlässige Dichtwirkung erzielen läßt.
Die Gesamtlänge 22 eines Dichtungszapfens 3 (bzw. 23) setzt sich aus der Länge 17 des Zapfenfußes, der Länge 18 des zentralen Bereiches des Zapfenkörpers 5 und der Länge 19 des Zapfenkopfes zusammen, wobei die Gesamtlänge 22 so bemessen ist, dass auf der einen Seite des äußeren Felgenbodens 11 der Zapfenfuß 6 radial nach außen steht, während auf der radial nach innen liegenden Seite des äußeren Felgenbodens 11 der Zapfenkopf 7 übersteht.
Der aus elastischem Material bestehende Dichtungszapfen 3 wird durch den im Hohlraum 8 herrschenden Überdruck gedehnt, so dass sich die Außenwände des Dichtungszapfens 3 an das äußere Felgenloch 13 anlegen.
Ein Teil des Hohlraums 8 erstreckt sich im Bereich des Zapfenkopfes 7. Der Teil des Hohlraums 8 im Zapfenkopf dehnt sich auch und kann sich – je nach Material – noch mehr ausdehnen, um so das Felgenloch sicher abzudichten.
In den Ausführungsbeispielen ist der Dichtungszapfen 3 bzw. 23 rotationssymmetrisch ausgeführt. Dabei sind die einzelnen Außendurchmesser und Längen auf den Innendurchmesser des äußeren Felgenlochs 13 und die Dicke 14 des äußeren Felgenbodens 11 abgestimmt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 ist der Hohlraum 8 nicht zylindrisch, sondern pilzförmig ausgeführt. Im Bereich des Zapfenfußes 6 und des zentralen Bereiches 39 des Zapfenkörpers ist der Hohlraum hingegen zylindrisch ausgeführt.
Der vergrößerte Hohlraum 35 im Zapfenkopf 7 weist einen größeren Durchmesser auf als der Innendurchmesser 31 im Zentralabschnitt. Der Innendurchmesser 32 im vergrößerten Hohlraum 35 des Zapfenkopfes ist vorzugsweise größer als der Innendurchmesser des äußeren Felgenlochs 13.
Mit dem erfindungsgemäßen Dichtungszapfen ist es möglich, Felgen, die Felgenlöcher aufweisen, mit schlauchlosen Reifen zu betreiben.
Genauso gut können aber auch konventionelle Schläuche und Mäntel verwendet werden, da die Dichtungszapfen 3 bzw. 23 deren Einsatz nicht behindern.
Wird das Rad neu eingespeicht, können die Dichtungszapfen 3 bzw. 23 wieder aus der Felge entfernt werden und nach erfolgtem Einspeichen wieder eingesetzt werden.

1: Rad
2: Felge
3: Dichtungszapfen
4: Nabe
5: Zapfenkörper
6: Zapfenfuß
7: Zapfenkopf
8: Hohlraum
9: Felgenbett
10: Felgenhorn
11: äußerer Felgenboden
12: innerer Felgenboden
13: Felgenloch
14: Dicke des oberen Felgenbodens
15: Reifen
16: Reifenwulst
17: Dicke des Zapfenfußes
18: Länge des zentralen Abschnitts
19: Länge des Zapfenkopfs
20: Speichennippel
21: Speiche
22: Länge des Dichtungszapfens
23: Dichtungszapfen
24: Felgenloch
25: Innendurchmesser des Felgenlochs
31: Innendurchmesser des Hohlraums im zentralen Abschnitt
32: Innendurchmesser des Hohlraums im Zapfenkopf
33: Außendurchmesser des Zapfenkopfs
34: Außendurchmesser des Zapfenfußes

Claims

Dichtungszapfen, insbesondere für die Felge eines Fahrrades, mit einem Zapfenkörper, welcher dazu bestimmt ist, durch ein Felgenloch in der Felge eines Fahrrads zu ragen; wobei der Zapfenkörper einen Zapfenfuß aufweist, welcher dazu geeignet ist, an der Felge eines Fahrrads anzuliegen; wobei eine Außenabmessung des Zapfenfußes größer ist als eine Außenabmessung eines Zentralbereichs des Zapfenkörpers; wobei der Zapfenfuß in einem Bereich an einem ersten Ende des Zapfenkörpers angeordnet ist; wobei der Zapfenkörper derart beschaffen ist, dass mit einer Erhöhung des Luftdruckes auf das erste Ende des Zapfenkörpers auf einen Wert, wie er in Rädern von Fahrrädern üblich ist, eine Ausdehnung des Dichtungszapfens bewirkbar ist, derart dass der Dichtungszapfen geeignet ist, ein Felgenloch einer Felge eines Fahrrads abzudichten; wobei in dem Zapfenkörper ein Hohlraum vorgesehen ist, der zu dem ersten Ende offen ist.
Dichtungszapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessung des Zentralbereichs des Zapfenkörpers auf eine Innenabmessung eines Felgenlochs einer Felge eines Fahrrads abgestimmt ist.
Dichtungszapfen nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in der Art eines Sacklochs ausgeführt ist.
Dichtungszapfen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zapfenkopf vorgesehen ist, welcher in einem Bereich an dem zweiten Ende des Zapfenkörpers angeordnet ist, wobei eine Außenabmessung des Zapfenkopfes größer ist als die Außenabmessung des Zentralbereichs des Zapfenkörpers.
Dichtungszapfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum im Bereich des Zapfenkopfes eine größere Innenabmessung aufweist als eine Innenabmessung des Hohlraums in dem Zentralbereich.
Dichtungszapfen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des Dichtungszapfens im wesentlichen spiegelsymmetrisch ist.
Dichtungszapfen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungszapfen wenigstens teilweise aus einem elastischen Material besteht, welches einer Gruppe von Materialien entnommen ist, welche Kunststoffe, organische und anorganische Materialien, vulkanisierte und nicht vulkanisierte Gummimaterialien, Kautschuk, Duroplaste, Elastomere und Thermoelastomere, Metalle, sowie Verbundwerkstoffe aus Metall und Kunststoff, und Faserverbundwerkstoffe und dergleichen mehr umfasst.
Dichtungszapfen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum in einem Bereich des Zapfenkopfes im wesentlichen eine Form aufweist, welche einer Gruppe von Formen entnommen ist, welche Kugel-, Kegel-, Pilz- Ballon-, Traubenformen und dergleichen mehr umfasst.
Felge, insbesondere für ein Fahrrad, mit einem Felgenbett; einem Felgenloch; einem Dichtungszapfen, welcher in dem Felgenloch angeordnet ist; wobei der Dichtungszapfen einen Zapfenkörper und einen daran vorgesehenen Zapfenfuß aufweist; wobei der Zapfenfuß im wesentlichen an dem Felgenbett anliegt, und wobei der Zapfenfuß eine größere Außenabmessung aufweist als der Zapfenkörper in einem Zentralbereich; wobei das Felgenloch und der Dichtungszapfen derart gestaltet sind, dass mit einem Luftüberdruck in dem Felgenbett, wie er in den Reifen von Laufrädern von Fahrrädern üblich ist, das Felgenloch abdichtbar ist; wobei in dem Zapfenkörper ein Hohlraum vorgesehen ist, welcher zu dem Ende des Dichtungszapfens offen ist, welches an dem Felgenbett anliegt.
Felge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Außenabmessung des Zapfenkörpers an eine Abmessung des Felgenlochs angepasst ist.
Felge nach mindestens einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Außenabmessung in einem Zentralbereich des Zapfenkörpers an eine Innenabmessung des Felgenlochs angepaßt ist.
Felge nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Länge eines Zentralbereiches des Zapfenkörpers an die Dicke des Felgenbettes angepaßt ist.
Felge nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine Mehrzahl von Felgenlöchern und Dichtungszapfen vorgesehen ist.
Rad, insbesondere für ein Fahrrad, mit: einer Nabe; einer Felge mit Felgenlöchern in dem Felgenbett; einer Mehrzahl von Speichen; einer Mehrzahl von Dichtungszapfen, welche in den Felgenlöchern vorgesehen sind, um die Felge an den Felgenlöchern abzudichten; wobei im wesentlichen jeder Dichtungszapfen einen Zapfenkörper und einen daran vorgesehenen Zapfenfuß aufweist; wobei jeder Dichtungszapfen derart beschaffen ist, dass durch eine Luftdruckerhöhung in dem Felgenbett eine Dichtwirkung zwischen Dichtungszapfen und Felge zu verstärkbar ist, indem der Dichtungszapfen einen Hohlraum aufweist, der zu dem Felgenbett hin offen ist.
Rad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Felgenlöchern in der Felge der Anzahl von Dichtungszapfen entspricht.
Rad nach mindestens einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser in einem zentralen Längsabschnitt eines Dichtungszapfens auf den Innendurchmesser eines Felgenlochs abgestimmt ist.
Rad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des zentralen Längsabschnitts auf die Wandstärke des Felgenbettes in dem Bereich des Felgenlochs abgestimmt ist.
Rad nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dichtungszapfen an dem radial inneren Ende einen Zapfenkopf aufweist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als eine Außenabmessung in dem zentralen Bereich des Zapfenkörpers.