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Die Erfindung betrifft eine Fahrradfelge mit einem aus Faserverbundmaterial hergestellten Grundkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die gattungsgemäßen Fahrradfelgen sind aus Faserverbundmaterial, insbesondere aus Kohlefaserverbundmaterial (Karbon) hergestellt und bilden das Felgenbett und die vom Felgenbett in Radialrichtung abstehenden Felgenhörner. Zur Bildung eines Rads muss an der Fahrradfelge ein Reifen befestigt werden, dessen Lauffläche auf der Straße abrollen kann. Der Reifen kann dabei entweder direkt an der Fahrradfelge befestigt werden, wobei die Luft zur Formstabilisierung des Reifens schlauchlos zwischen Fahrradfelge und Reifen gehalten wird. Alternativ dazu sind auch Fahrradfelgen bekannt, bei denen im Innenraum zwischen Fahrradfelge und Reifen ein Schlauch angeordnet wird, der mit der für den Betrieb notwendigen Luft befüllbar ist.
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Zur Befestigung des Reifens an der Fahrradfelge, insbesondere bei der Verwendung von Wulstreifen, ist an den Felgenhörnern ein Hinterschnitt vorgesehen, an dem jeweils die formkomplementär ausgebildete Kante des Reifens formschlüssig fixiert werden kann. Der Hinterschnitt an den Felgenhörnern kann beispielsweise durch Ausbildung eines nach innen ragenden Wulstes am freien Ende der Felgenhörner ausgebildet sein.
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Nachteilig an diesen hinterschnittenen Formkonturen im Bereich der Felgenhörner ist es, dass die Herstellung der Fahrradfelge durch diese hinterschnittenen Konturen erheblich erschwert wird. Denn insbesondere Faserverbundmaterial kann nach dem Aushärten nicht mehr elastisch verformt werden, so dass die Hinterschnittflächen Formen erfordern, bei denen entweder die gesamte Form nach dem Aushärten des Faserverbundmaterials auseinandergebaut wird oder bewegliche Schieber vorhanden sind, um die Hinterschnitte auszubilden. Die Herstellung der gattungsgemäßen Fahrradfelgen wird also durch die an den Felgenhörnern auszubildenden Hinterschnittkonturen zur Fixierung der Reifenkanten erschwert, und die Produktionskosten werden erheblich erhöht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine neue Fahrradfelge vorzuschlagen, die in einfacher Weise produziert wird und zugleich eine zuverlässige Fixierung des Reifens an der Fahrradfelge ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fahrradfelge nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Fahrradfelge beruht auf dem Grundgedanken, an der Innenseite der beiden Felgenhörner jeweils ein ringförmiges Verformungselement anzuordnen. Im unbelasteten Zustand bildet das Verformungselement dabei eine hinterschnittfreie Entformungsfläche an der jeweils zugeordneten Innenseite eines Felgenhorns. Durch die Hinterschnittfreiheit der Entformungsfläche kann die Fahrradfelge nach dem Aushärten des Faserverbundmaterials problemlos enthornt werden. Dies führt dazu, die Form auseinanderzubauen oder bewegliche Schieber vorzusehen. Das Verformungselement besteht erfindungsgemäß aus einem bei Druckbelastung verformbaren Material. Dadurch kann erreicht werden, dass das Verformungselement bei Druckbelastung durch die Kanten des Reifens, wenn nämlich der Reifen mit Druckluft befüllt wird, verformt werden kann. Die Kanten des Reifens werden durch die Druckbelastung in das verformbare Verformungselement eingedrückt und bilden dadurch einen Hinterschnitt an der Innenseite der beiden Felgenhörner, indem die Kanten des Reifens fixiert sind.
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Die Geometrie des Verformungselements ist grundsätzlich beliebig, solange zum einen im unbelasteten Zustand eine hinterschnittfreie Entformungsfläche gebildet wird und zum anderen durch die Verformung des Verformungselements bei Druckbelastung durch die Kanten des Reifens der zur Fixierung der Kanten des Reifens notwendige Hinterschnitt gebildet werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Verformungselemente an der radial nach außen weisenden Seite jeweils ein freies Ende auf. Dieses freie Ende kann sich bei Verformung des Verformungselements radial nach außen verlängern, so dass das Material, das im Bereich des Hinterschnitts bei Druckbelastung durch die Kanten des Reifens verdrängt wird, in Richtung des freien Endes des Verformungselements ausweichen kann.
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Soweit die Verformungselemente freie Enden aufweisen, die nicht vom Grundkörper überfangen sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese freien Enden der Verformungselemente zumindest geringfügig über die Enden der Felgenhörner überstehen. Auf diese Weise kann die Außenseite des Reifens vor einem unmittelbaren Kontakt mit dem Material des Grundkörpers geschätzt werden. Stattdessen legt sich im Kantenbereich die Außenseite des Reifens an die Oberfläche des Verformungselements an, wobei Beschädigungen des Reifens dabei durch die verformbaren Materialeigenschaften des Verformungselements zuverlässig ausgeschlossen sind.
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Im Hinblick auf die Vermeidung von Beschädigungen an der Außenseite des Reifens ist es dabei zusätzlich vorteilhaft, wenn die Kanten des Verformungselements im Bereich der freien Enden abgerundet oder angefast sind, um Druckspitzen im Kantenbereich zu vermeiden. Die Verwendung von Verformungselementen mit freien Enden, die sich bei Verformung radial nach außen verlängern können, ist besonders dann von Vorteil, wenn das Verformungselement aus einem im Wesentlichen inkompressiblen Werkstoff hergestellt ist.
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Alternativ zur Ausführungsform von Verformungselementen mit freien Enden können die radial nach außen weisenden Enden der Verformungselemente auch von einem an die Enden der Felgenhörner angeformten Wulst überfangen sein. Dieser Wulst verbessert die Fixierung der Verformungselemente am Grundkörper, da der Wulst dafür sorgt, dass das Verformungselement nicht mehr nur an zwei Seiten, sondern von drei Seiten des Grundkörpers umfasst ist.
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Soweit das Verformungselement von einem Wulst an den Felgenhörnern überfangen wird, sollte das Verformungselement bevorzugt aus einem zumindest geringfügig kompressiblen Werkstoff hergestellt sein, um die Ausbildung des für die Fixierung der Kanten des Reifens notwendigen Hinterschnitts bei Druckbelastung durch die Kanten des Reifens durch die Kompression des Materials im Verformungselement zu realisieren.
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Um die Oberfläche des Verformungselements, an der der Hinterschnitt bei Kontakt mit den Kanten des Reifens gebildet wird, vor übermäßigem Verschleiß zu schützen bzw. die Dichteigenschaften der Oberfläche des Verformungselements zu verbessern, kann an der Innenseite des Verformungselements eine Beschichtung oder ein Abdeckelement vorgesehen werden.
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In welcher Weise das Verformungselement am Grundkörper der Fahrradfelge befestigt wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verformungselement stoffschlüssig mit dem Faserverbundmaterial des Grundkörpers verbunden ist.
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Die stoffschlüssige Verbindung des Verformungselements im Grundkörper kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Verformungselement beim Härten des Faserverbundmaterials in den Grundkörper der Fahrradfelge eingebacken wird.
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Der Grundkörper der Fahrradfelge sollte bevorzugt aus Kohlefaserverbundmaterial bestehen, da dieses Karbonmaterial hervorragende Festigkeitseigenschaften aufweist.
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Das Verformungselement selbst sollte bevorzugt aus einem Elastomermaterial, das insbesondere Kautschuk enthalten kann, bestehen.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Fahrradfelge aus Faserverbundmaterial mit an den Felgenhörnern angeordneten Verformungselementen im Querschnitt;
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2 die Fahrradfelge gemäß 1 bei Befestigung eines Reifens an der Fahrradfelge im vergrößerten Querschnitt;
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3 eine zweite Ausführungsform einer Fahrradfelge aus Faserverbundmaterial mit an den Felgenhörnern befestigten Verformungselementen im Querschnitt.
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1 zeigt eine Fahrradfelge 01, deren Grundkörper 02 aus Faserverbundmaterial, nämlich Karbon, hergestellt ist. An der radialen Außenseite der Fahrradfelge 01 stehen vom Grundkörper 02 zwei Felgenhörner 03 und 04 ab und bilden gemeinsam mit einem Quersteg 05 das Felgenbett 06. Über dem Felgenbett 06 wird bei Benutzung der Fahrradfelge 01 ein schlauchloser Reifen 07 (siehe 2) befestigt.
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An der Innenseite der beiden Felgenhörner 03 und 04 ist jeweils ein Verformungselement 08 bzw. 09 angeordnet. Die Verformungselemente 08 und 09 weisen eine kreisringförmige Struktur auf und decken die Innenseite der Felgenhörner 03 und 04 zum Felgenbett 06 hin vollständig ab. Die Verformungselemente 08 und 09 bestehen aus einem kautschukhaltigen Elastomermaterial und werden beim Härten des Faserverbundmaterials in den Grundkörper der Fahrradfelge 01 eingebacken. Dadurch entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 02 und den Verformungselementen 08 und 09.
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Die Verformungselemente 08 und 09 weisen an der radial nach außen weisenden Seite jeweils ein freies Ende 10 bzw. 11 auf, das nicht vom Grundkörper 02 überfangen ist und über das jeweils zugeordnete freie Ende der Felgenhörner 03 und 04 übersteht. Die Kanten 12 der Verformungselemente 08 und 09 im Bereich der freien Enden 10 und 11 sind abgerundet, um auf diese Weise eine Beschädigung der Außenseite des Reifens 07 bei Druckbelastung zu verhindern. Die Verformungselemente 08 und 09 bestehen aus einem im Wesentlichen inkompressiblen Werkstoff.
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2 zeigt die Befestigung eines Reifens 07 an der Fahrradfelge 01 in schematisierter Ansicht.
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An den Kanten des Reifens 07 sind Wülste 13 vorgesehen, die eine Verdickung darstellen und durch Einformen eines Drahts 14 gebildet werden. Statt eines Drahts können auch eine Faser oder mehrere Fasern zur Bildung des Wulstes 13 eingeformt sein. Wird nun im Innenraum des Reifens 07 Druckluft aufgefüllt, um die Reifenwandung zu spannen, so wirkt die schematisiert als Kraftpfeile 15 dargestellte Druckluft auf die Innenseite des Reifens 07 und drückt den Wulst 13 gegen das Verformungselement 09. Aufgrund dieser Druckbelastung verformt sich das Verformungselement 09 und bildet im Bereich des Wulstes 13 einen Hinterschnitt, durch den der Reifen 07 an der Fahrradfelge 01 fixiert wird.
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Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Hinterschnitt 16 nur bei Druckbelastung durch den Wulst 13 gebildet wird, wohingegen die unbelasteten Verformungselemente 08 und 09 an der Innenseite eine hinterschnittfreie Entformungsfläche 17 bilden. Durch diese hinterschnittfreien Entformungsflächen 17 ist gewährleistet, dass nach dem Härten des Grundkörpers 02 die für die Formung der Fahrradfelge 01 notwendige Form problemlos auseinandergefahren werden kann, ohne dass zur Bildung eines Hinterschnitts erforderliche Schieber zunächst ausgebaut werden müssen.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform 18 einer erfindungsgemäßen Fahrradfelge, die an den Felgenhörnern 19 und 20 wiederum zwei Verformungselemente 21 und 22 zur Fixierung eines Reifens 07 aufweist. Die Verformungselemente 21 und 22 sind aus einem geringfügig kompressiblen Material hergestellt. An den nach radial außen weisenden Enden sind die Verformungselemente 21 und 22 von an den Felgenhörnern 19 und 20 einstückig angeformten Wülsten 23 und 24 überfangen, so dass die Verformungselemente 21 und 22 dreiseitig in den Grundkörper 25 der Fahrradfelge 18 eingebacken sind.
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Wird nun der Wulst 13 eines Reifens 07 gegen die Verformungselemente 21 bzw. 22 gedrückt, so wird das Material der Verformungselemente 21 und 22 dabei zur Bildung der fixierenden Hinterschnitte geringfügig komprimiert.
