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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Radfelge, insbesondere eine Radfelge aus
Kohlenstofffaser-Verbundmaterial.
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Stand der Technik
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Eine
Radfelge nimmt den Reifen auf und kann das Gewicht des Fahrrads
und des Radfahrers übernehmen. Daher beeinflussen die Festigkeit
und die mechanischen Eigenschaften der Radfelge die Fahrsicherheit.
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Eine
Radfelge ist üblicherweise aus einer Aluminiumlegierung
oder anderen metallischen Materialien hergestellt. Eine Aluminiumlegierung
hat zwar ein kleineres Gewicht als andere metallische Materialien
und eine gute Festigkeit, ihr Gewicht ist jedoch größer
als das eines Kohlenstofffaser-Verbundmaterials. Eine Radfelge aus
Kohlenstofffaser-Verbundmaterial ist spröde und hat eine
niedrige Deformation und Scherfestigkeit. Daher lässt sich eine
Radfelge aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial leicht durch eine
Stoßkraft brechen.
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Aus
TW1236434 ist eine Radfelge
bekannt, die mehrere Rahmen umfasst, die über ein Verbundmaterial
miteinander verbunden sind, wodurch eine leichte und zähe
Radfelge gebildet ist. Da die Rahmen nicht direkt miteinander verbunden
sind, ist die Festigkeit der Radfelge von dem Verbundmaterialabhängig.
Um eine hohe Festigkeit zu erzielen, muss ein Verbundmaterial verwendet
werden, das eine hohe mechanische Festigkeit besitzt. Dabei ist
das Material der Radfelge jedoch nicht beschrieben. Wenn das Kohlenstofffaser-Verbundmaterial
verwendet wird, ist die Deformation und Scherfestigkeit der Radfelge
nicht ausreichend. Wenn ein anderes Verbundmaterial mit besserer
Deformation verwendet wird, ist die Steifigkeit der Radfelge nicht
ausreichend, so dass die Radfelge leicht verformt werden kann. Zudem
kann die Radfelge an den Verbindungsstellen durch das Verbundmaterial
beschädigt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radfelge zu schaffen,
die ein kleines Gewicht und gute mechanische Eigenschaften besitzt.
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Diese
Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Radfelge
gelöst, die einen ringförmigen Hauptkörper
aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial umfasst, der einen Verbindungsabschnitt
aufweist, in dem ringförmige Gerüstelemente eingebettet
sind, die die Deformation und die Scherfestigkeit der Radfelge erhöht,
so dass die Radfelge ein kleines Gewicht und gute mechanische Eigenschaften
besitzt. Da die Gerüstelemente in dem Hauptkörper
eingebettet sind, kann ein Lösen der Gerüstelemente
von dem Hauptkörper vermieden werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 eine
perspektivische Teildarstellung der Erfindung,
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2 eine
Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
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3 eine
Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
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4 eine
Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
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5 eine
Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels der
Erfindung.
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Wege zur Ausführung
der Erfindung
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die
Erfindung einen Hauptkörper 10 und zwei Gerüstelemente 20.
Die beiden Gerüstelemente 20 sind vorgeformt und
haben jeweils eine Ringform. Der Hauptkörper 10 ist
aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial hergestellt und weist einen
Verbindungsabschnitt 11 zur Verbindung mit dem Reifen auf,
der an den beiden Seiten zwei gegenüberliegende Hakenabschnitte 12 bildet,
die an dem Reifen einhaken können. An den den beiden Hakenabschnitten 12 abgewandten
Seiten ist jeweils eine Bremsfläche 13 gebildet.
Die beiden Gerüstelemente 20 sind in den beiden
Hakenabschnitten 12 eingebettet. Bei der Herstellung können
die vorgeformten Gerüstelemente 20 in das flüssige
Kohlenstofffaser-Verbundmaterial eingetaucht werden. Danach wird
das Kohlenstofffaser-Verbundmaterial durch Wärme und Druck
gehärtet und bildet den Hauptkörper 10,
so dass die Gerüstelemente 20 im Verbindungsabschnitt 11 eingebettet
sind.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Verbindungsabschnitt 11 nur
die Bremsflächen 13 und keine Hakenabschnitte 12 bildet.
Hierbei sind die beiden Gerüstelemente 20 in den
beiden Seiten des Verbindungsabschnitts 11 eingebettet.
Dadurch kann das Gewicht der Radfelge reduziert werden.
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Beim
Bremsen des Fahrrads wird durch die Reibung der Fahrradbremse und
den Bremsflächen 13 eine Wärme erzeugt,
wodurch die Bereiche des Hauptkörpers 10 um die
Bremsflächen 13 erweicht werden, so dass die mechanischen
Eigenschaften der Radfelge reduziert werden. Um dieses Problem zu
lösen, sind in der Erfindung zwei Gerüstelemente 20 vorgesehen.
Wie aus den 2, 3, 4 und 5 ersichtlich
ist, sind die beiden Gerüstelemente 20 unter den
Bremsflächen 13 eingebettet. Wenn die Bereiche
des Hauptkörpers 10 um die Bremsflächen 13 erweicht
werden, können sie von den Gerüstelementen 20 verstärkt
werden, wodurch eine Reduzierung der mechanischen Eigenschaften vermieden
wird. Der Querschnitt der Gerüstelemente 20 kann
eine runde, ovale oder andere geometrische Form haben. Wenn die
Gerüstelemente einen runden Querschnitt haben, wird die
Herstellung erleichtert. Wenn die Gerüstelemente einen
ovalen Querschnitt haben, wird der Abstand der Bremsflächen 13 verkleinert.
Die Anzahl die Gerüstelemente 20 ist nicht auf
zwei beschränkt. Wie aus 5 ersichtlich
ist, können mehrere Gerüstelemente 20 vorgesehen sein,
die unter den Bremsflächen 13 verteilt sind.
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Die
Gerüstelemente 20 können aus Aluminiumlegierung,
Titanlegierung oder andere Metallmaterialien hergestellt werden.
Die Aluminiumlegierung hat niedrigere Kosten. Die Titanlegierung
hat ein kleineres Gewicht und eine höhere Festigkeit und
besitzt ähnliche Materialeigenschaften wie das Kohlenstofffaser-Verbundmaterial.
Das Metallmaterial hat eine gute Wärmeleitfähigkeit
und kann die Wärme beim Bremsen abführen, um eine
Reduzierung der mechanischen Eigenschaften zu vermeiden. Die Gerüstelemente 20 können
auch aus Glasfaser, Kevlarfaser oder anderer Faser hergestellt werden.
Die Glasfaser hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit,
Festigkeit und Deformation. Die Kevlarfaser hat eine höhere
Zähigkeit.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass die Erfindung einen Hauptkörper
aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial aufweist, der einen Verbindungsabschnitt
für den Reifen besitzt, in dem ringförmige Gerüstelemente
eingebettet sind, wodurch der Hauptkörper verstärkt
wird, so dass die Deformation, die Scherfestigkeit, die Zähigkeit
und die Stoßfestigkeit der Radfelge erhöht werden.
Da die Gerüstelemente in dem Hauptkörper eingebettet
sind, kann ein Lösen der Gerüstelemente von dem
Hauptkörper vermieden werden. Zudem kann durch die Gerüstelemente
die Wärmeabführung verbessert und die Erweichung
der Radfelge durch Wärme verringert werden.
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Die
Erfindung betrifft somit eine Radfelge, die einen ringförmigen
Hauptkörper 10 aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial
umfasst, der einen Verbindungsabschnitt 11 aufweist, in
dem zwei ringförmige Gerüstelemente 20 eingebettet
sind, die den Hauptkörper 10 aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial
verstärken können, so dass die Radfelge ein kleines
Gewicht und gute mechanische Eigenschaften besitzt.
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- 10
- Hauptkörper
- 11
- Verbindungsabschnitt
- 12
- Hakenabschnitt
- 13
- Bremsfläche
- 20
- Gerüstelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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