DE202017104416U1 - Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von Hochleistungsfaserstoffen - Google Patents

Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von Hochleistungsfaserstoffen Download PDF

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Abstract

Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von geflochtenen Hochleistungsfaserstoffen, wobei die einzelnen Speichen (2) einen textilen Teil und eine Endverbindung (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
– dass der textile Teil der Speiche (2) in Form eines biegeschlaffen Textils aus miteinander geflochtenen Geflechtteilen (2.3) ausgebildet ist,
– dass die Speiche (2) mittels wenigstens eines Spannelements spannbar ist und
– dass der Querschnitt der Speiche (2) im nichtgespannten Zustand quadratähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen rund ist oder, dass der Querschnitt der Speiche (2) im nichtgespannten Zustand rechteckähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen oval ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von Hochleistungsfaserstoffen und findet insbesondere für Fahrräder oder anderweitige Transportmittel mit Speichenrädern Anwendung.
  • Ein konventionelles Laufrad eines Fahrrades oder anderweitigen Transportmittels mit Speichenrädern besteht grundsätzlich aus einer Nabe, welche mittels Speichen über eine Fixierung, vorzugsweise Speichennippel mit einer Felge verbunden ist, wobei demzufolge eine Kraftübertragung von der Nabe zur Felge und von der Felge zur Nabe mittels der Speichen und Fixierung erfolgt. Die Speichen sind dabei im Allgemeinen aus Stahl gefertigt, die Fixierung aus Stahl, Messing oder Aluminium.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2009 020 123 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden einer Nabe mit einer Felge an einem Laufrad bekannt, wobei die Vorrichtung aus einer Speiche und einem Nippel besteht. Zwischen der Speiche und dem Nippel ist ein einbringbares Zwischenstück vorgesehen. Diese Lösung weist einen komplizierten konstruktiven Aufbau auf und generiert wenig Steifigkeit im Laufrad. Zur Erhöhung der Steifigkeit ist eine Doppelspeiche notwendig, welche das Gewicht eines Laufrades erhöht.
  • Aus der Veröffentlichung Euroseil „Hochleistungsseile für textile Speichen in Laufrädern“, Ausgabe 4/2015 ist ein Laufrad mit textilbasierten Hochleistungsspeichen bekannt. Dabei werden Speichen aus Aramid (Technora T200) beschrieben, wobei diese Durchmesser von 2,2 mm aufweisen. Die Speichen werden mittels Umschlingung mit einer Nabe und an ihrem ersten und zweiten Ende mit der Felge verbunden. Die Aufnahme der Speiche in der Felge erfolgt über einen Speichennippel, welcher eine Bohrung für die Aufnahme des Seils aufweist, wobei die Speiche den Speichennippel im Bereich der Bohrung in Form eines Auges durchdringt und anschließend mit einem Spleiß versehen wird.
  • Aus der Druckschrift WO 03/020535 A2 ist eine mit Carbonfaser verstärkte Speiche für ein Laufrad eines Fahrrades beschrieben. Das Laufrad besteht aus einer Nabe und Felge und weist Speichen mit wenigstens einer verstärkenden Carbonfaser auf, wobei die Speiche mittels Schneiden oder Sägen in die gewünschte Länge gebracht wird. Die Speiche wird an einem ersten Ende mit der Nabe und an einem zweiten Ende mit der Felge mittels Verbindungselementen verbunden.
  • Aus der Druckschrift DE 40 36 340 A1 ist ein Speichenrad mit einer Mehrzahl von Speichen bekannt, deren eines Ende an einem Flansch der Radnabe befestigt ist, wobei zwei Speichen an ihrem inneren Ende unter Bildung einer Öse oder U-förmigen Schleife zu einer Einheit verbunden sind und der Flansch einen Kranz von etwa achsparallel angeordneten Bolzen aufweist. Die Speichen sind derart geformt, dass sie um jeden Bolzen eine Öse oder Schleife bilden bzw. um diese geführt sind. Die offenbarte Befestigung der Speichen ist jedoch lediglich für Stahlspeichen anwendbar.
  • In der Druckschrift DE 10 2009 050 458 A1 wird ein Fahrradlaufrad aus einem Verbundwerkstoff mit duroplastischem und thermoplastischem Harz sowie ein Fahrrad mit einem solchen Laufrad beschrieben. Das Laufrad weist eine Felge auf, die über zumindest eine Speiche mit einem zur Felge zentralen Nabenaufnahmeelement verbunden ist, wobei die Felge, die Speiche und das Nabenaufnahmeelement in einer Polymermatrix eingebettete Verstärkungsfasern aufweist. Die Polymermatrix der Speiche weist einen Thermoplast-Werkstoff auf. Gemäß des Standes der Technik wird die Speiche um die Achsaufnahme der Nabe geführt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von Hochleistungsfaserstoffen insbesondere für Fahrräder oder anderweitige Transportmittel mit Speichenrädern zu entwickeln, welches einen einfachen konstruktiven Aufbau bei hoher Steifigkeit und gleichzeitig niedrigem Gewicht aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft ein Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von geflochtenen Hochleistungsfaserstoffen, wobei die einzelnen Speichen einen textilen Teil und eine Endverbindung aufweisen, wobei der textile Teil der Speiche in Form eines biegeschlaffen Textils aus miteinander geflochtenen Geflechtteilen ausgebildet ist. Die Speiche ist mittels wenigstens eines Spannelements spannbar derart, dass der Querschnitt der Speiche im nichtgespannten Zustand quadratähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen rund ist oder, dass der Querschnitt der Speiche im nichtgespannten Zustand rechteckähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen oval ist. Vorteilhafter Weise ist die im gespannten Zustand oval geformte Speiche aerodynamisch in dem Laufrad ausgerichtet, sodass eine Reduzierung des Luftwiderstands erfolgt. Die Speichen des Systemlaufrads sind in Form eines biegeschlaffen Textils mit einem Durchmesser von 1,5–2,5 mm ausgebildet, wobei die Seilbruchkraft zwischen 2500 und 8000 N beträgt. Die Endverbindung ist an einem ersten und/oder zweiten Ende der Speiche montiert, wobei mittels der Endverbindung die Speiche mit der Felge verbunden ist, wobei die Endverbindung aus einer Spannmatrize und einem Seilspeichennippel besteht. Die Spannmatrize ist mit dem sich an einem Felgenloch abstützenden Seilspeichennippel fest verbunden. An einem im Wesentlichen halber Strecke ihrer Länge L befindlichen Bereich ist die Speiche mittels Umschlingung mit einer Nabe an deren Speichenflansch verbunden. Ein zweites Ende der Speiche wird an einem im Wesentlichen gegenüber zum ersten Ende liegenden Felgenloch befestigt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Umschlingung zwischen Speiche und Speichenflansch um einen Speichenhaltebolzen, wobei die Umschlingung zwischen 150° und 900° und der Biegeradius zwischen 1,5 und 5mm beträgt.
  • Die Speiche weist an ihrem ersten Ende ein Klemmelement in Form eines Spannkörpers auf, der mit der Spannmatrize verbunden ist, wobei die Spannmatrize eine Durchgangsbohrung mit einer Spannausnehmung aufweist und der Spannkörper mit der Spannausnehmung mittels eines Form- und/oder Kraftschlusses in Wirkverbindung steht derart, dass die Speiche zumindest mit ihrem ersten und/oder zweiten Ende durch eine Durchgangsbohrung in jeweils einer Spannmatrize hindurchgeführt und der Spannkörper stirnseitig wenigstens in das erste Ende der Geflechtteile der Speiche eingeführt wird. Der Spannkörper wird folgend durch Beaufschlagung einer Zugkraft an der Speiche in die Spannmatrize und die darin angeordnete Spannausnehmung eingezogen. Die Spannmatrize besitzt dabei vorteilhafter Weise eine Länge von 15–30 mm sowie einen Durchmesser von 4–6 mm. Die zugehörige Spannausnehmung der Durchgangsbohrung weist vorzugsweise einen Winkel zwischen 10 und 30° auf, wobei dieser Winkel dem Winkel einer korrespondierenden Form des Spannkörpers entspricht. Des Weiteren ist der Durchmesser des Spannkörpers an den Innendurchmesser der Spannmatrize angepasst. Zur Sicherung der Verbindung zwischen Spannkörper und Spannmatrize, kann diese zusätzlich mit einem Epoxidharz-System abschließend vergossen sein.
  • Der Seilspeichennippel ist mit der Spannmatrize mittels Form- und/oder Kraftschluss verbunden. Vorteilhafter Weise weist dabei der Seilspeichennippel ein Innengewinde auf, welches mit einem Außengewinde der Spannmatrize korrespondiert. Der Seilspeichennippel hat vorzugsweise eine Länge von 8–12 mm sowie einen Durchmesser von 7–10 mm.
  • Die Spannmatrize gewährleistet mittels des Außengewindes eine axiale Bewegung in Bezug auf das Innengewinde des Seilspeichennippels, wobei die Bewegung eine Erhöhung oder Reduzierung der Speichenspannung beziehungsweise Speichenkraft bewirkt.
  • Der Speichennippel weist einen in Richtung der Felge weisenden abgerundeten Kopf auf, wobei die Speichenkraft unabhängig des Speichenwinkels in die Felge übertragbar ist. Die Speichenlänge beträgt zwischen 200–700 mm wobei pro Laufrad eine Speichenzahl von 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36 oder 40 möglich ist. Der zugehörige Speichenwinkel beträgt zwischen 10° und 210°.
  • Das erfindungsgemäße Systemlaufrad weist des Weiteren eine Nabe auf, wobei die Nabe einen Nabenkörper mit einer Durchgangsbohrung für eine Achse und Speichenflansche in Form von Doppelstegen aufweist, wobei die Doppelstege Bohrungen aufweisen, die sternförmig parallel zu der Durchgangsbohrung oder in einem Winkel von 90° zum Speichenwinkel β des Nabenkörpers liegend angeordnet sind. Die Durchgangsbohrung des Nabenkörpers kann sowohl für Steckachsen wie auch Schnellspanner Anwendung finden. Die Anzahl der Sternzacken entspricht vorteilhafter Weise einem Viertel der Anzahl der verbauten Speichen. Jedoch ist auch eine Nabe mit zwei umlaufenden Doppelflanschen oder bereichsweise angeordneten Aussparungen möglich. Auch eine konventionelle Nabe oder eine Nabe mit Straight-Pull Aufnahme ist denkbar.
  • In die Bohrungen der Doppelstege ist ein Speichenhaltebolzen einsetzbar, wobei ein erster Steg eine Durchgangsbohrung und ein zweiter koaxial liegender Steg eine Gewindebohrung aufweist. Somit ist ein Einschrauben eines geeigneten Bolzens möglich, wobei die Umschlingung zwischen Speiche und Nabenflansch um den Speichenhaltebolzen erfolgt. Die Umschlingung beträgt vorzugsweise zwischen 150° und 900° wobei der Biegeradius zwischen 1,5 und 5 mm beträgt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung bestehen die Nabe, Spannmatrize und Speichennippel aus hochfestem vergütetem Aluminium Stahl, Carbon, Titan, Kunststoff oder einer Materialkombination. Der Spannkörper kann aus einer einfachen Aluminiumlegierung, Stahl, einem Kunststoff, Titan, Carbon oder einer Materialkombination oder einer Materialkombination bestehen.
  • Die textile Seilspeiche beziehungsweise die Geflechtteile bestehen aus hochfesten Fasern, insbesondere der Gruppe von HM-HT Fasern, wobei die Geflechtteile aus HMPE-Fasern und/oder LCP und/oder Aramiden oder einer Kombination der Materialien besteht.
  • Die Kraftübertragung zwischen Nabe und Felge über die Speichen erfolgt in erster Linie durch eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit einer zusätzlichen stoffschlüssigen Verbindung, wobei die Verbindung mindestens 50% der Seilbruchkraft beträgt. Die Verbindung zwischen Speiche und Nabe sollte ähnlich den 50% der Seilbruchkraft dimensioniert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, ohne darauf begrenzt zu sein.
  • Es zeigen:
  • 1 das erfindungsgemäße Systemlaufrad in der Seitenansicht,
  • 2 das Systemlaufrad in einer Schnittdarstellung A-A,
  • 3 eine Detailansicht Z der Verbindung zwischen Felge und Speiche,
  • 4 eine Detailansicht Y der Verbindung zwischen Nabe und Speiche.
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen biegeschlaffen Textils in Rechteckform,
  • 6 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Speiche unter Zugbeanspruchung,
  • 7 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen biegeschlaffen Textils in Quadratform,
  • 8 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Speiche unter Zugbeanspruchung,
  • 9 die einzelnen schematischen Komponenten der Endverbindung,
  • 10 die schematische Darstellung der Verbindung zwischen Geflechtteil und Spannkörper,
  • 11 die schematische Darstellung der Fixierung der Speiche und der Spannmatrize.
  • Das erfindungsgemäße Systemlaufrad ist in 1 dargestellt. Es besteht grundsätzlich aus einer Nabe 1, welche mittels Speichen 2 über eine Endverbindung 3, vorzugsweise Speichennippel mit einer Felge 4 verbunden ist, wobei demzufolge eine Kraftübertragung von der Nabe 1 zur Felge 4 und von der Felge 4 zur Nabe 1 mittels der Speichen 2 und Endverbindung 3 erfolgt. Des Weiteren ist an dem gemäß 1 dargestellten Laufrad eine Scheibenbremse 5 an einem dafür vorgesehenen Bereich der Nabe 1 montiert. Natürlich sind auch Naben ohne Scheibenbremsaufnahme möglich. Die Speichen 2 sind vorzugsweise aus hochfesten Fasern, insbesondere der Gruppe von HM-HT Fasern, wobei die Geflechtteile aus HMPE-Fasern und/oder LCP und/oder Aramiden oder einer Kombination dieser Materialien gefertigt, wobei die Speiche in Form eines biegeschlaffen Textils vorliegt. Die Speiche 2 weist eine geflochtene Struktur auf, wobei die Seilbruchkraft zwischen 2500 und 8000 N liegt. Der Durchmesser der Speiche beträgt zwischen 1,5 und 2,5 mm.
  • Die Nabe 1 weist einen Nabenkörper 1.1 mit einer zentralen Durchgangsbohrung 1.2 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Achse auf, welche das Laufrad mit dem Fahrrad oder dergleichen verbindet. Parallel liegend zu der Durchgangsbohrung 1.2 oder in einem Winkel von 90° zum Speichenwinkel β und gleichmäßig um diese angeordnet befinden sich sieben Speichenflansche 1.3, welche sternförmig um die Durchgangsbohrung 1.2 angeordnet sind. Jedoch ist auch eine Nabe mit zwei umlaufenden Doppelflanschen oder bereichsweise angeordneten Aussparungen möglich. Gemäß dem Ausführungsbeispiel findet eine Felge 4 mit 28 Löchern 4.1 Anwendung, wobei zwei Löcher 4.1 der Felge 4 mittels eines ersten Endes 2.1 und eines zweiten Endes 2.2 der Speiche 2 miteinander verbunden sind. Auf im Wesentlichen halber Länge der Speiche 3 ist diese mittels Umschlingung mit dem Speichenflansch 1.3 verbunden. Der daraus resultierende Speichenwinkel α beträgt zwischen 10° und 210°, wobei die Umschlingung im Bereich der Nabe 1 zwischen 150° und 900° liegt.
  • Gemäß den 1 bis 3 sind die Speichen 2 mittels Endverbindung 3 mit der Felge verbunden. 2 zeigt die Schnittansicht entlang der Achse A aus 1, 3 stellt eine Detaildarstellung des Ausschnitts Z aus der 2 dar. Die Montage der Bremsscheibe 5 erfolgt über Bremsscheibenschrauben 6, welche die Bremsscheibe 5 an der Nabe 1 fixieren. Die Lagerung der eingesetzten erfindungsgemäßen Nabe entspricht der, einer konventionellen Nabe mittels Kugellagern.
  • In 3 ist die Endverbindung 3 der Speiche 2 in der Felge 4, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Hohlkammerfelge mit einer entsprechenden Hohlkammer 4.2 dargestellt. Die Endverbindung 3 besteht aus drei Teilen, einer Spannmatrize 3.1, einem Seilspeichennippel 3.2 und einem Klemmelement in Form eines Spannkörpers 3.3, wobei der Spannkörper 3.3 einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, der sich in Richtung zur Spitze verjüngt. Der Spannkörper 3.3 kann beispielsweise in Form eines Konus ausgebildet sein. Die Spannmatrize 3.1 besitzt eine Länge zwischen 15 und 30 mm und einen Durchmesser zwischen 4 und 6 mm. Zudem weist die Spannmatrize 3.1 eine Durchgangsbohrung 3.1.1 mit einer Spannausnehmung 3.1.2 auf, wobei die Spannausnehmung 3.1.2 einen Konuswinkel von 10°–30° aufweist. Die Spannmatrize 3.1 steht über ein Außengewinde 3.1.3 mit einem Innengewinde 3.2.1 des Seilspeichennippels 3.2 in Wirkverbindung, wobei über das Ineinandergreifen der Gewinde 3.1.3, 3.2.1 eine axiale Bewegung und damit Längenänderung zum Spannen der Speiche 2 erfolgen kann. Der Speichennippel 3.2 weist einen Durchmesser zwischen 7 und 10 mm sowie eine Länge zwischen 8 und 12 mm und einen abgerundeten Kopf 3.2.2 auf, welcher sich an den jeweiligen Felgenlöchern 4.1 der Felge 4 im Inneren der Hohlkammer 4.2 abstützt. Somit wird eine optimale Auflagefläche des Seilspeichennippels 3.2 an der Felge 4 unhabhängig der Speichenneigung erzielt.
  • Die Speiche 2 wird an ihrem ersten und zweiten Ende 2.1, 2.2 mit dem Spannkörper 3.3 verbunden, wobei der Spannkörper eine zu der Spannausnehmung 3.1.2 der Spannmatrize 3.1 korrespondierende Form, vorzugsweise einen Außenkonus 3.3.1 aufweist, welcher in diesen eingreift. Daraus resultiert eine sichere Verbindung zwischen Speiche 2 und Fixierung 3 an der Felge 4.
  • Eine Detailansicht der Nabe 1 mit zugehöriger Speichenaufnahme ist in 4 dargestellt, wobei diese eine Detailansicht des Bereichs Y aus 2 zeigt. Die Nabe 1 weist als Speichenaufnahme Speichenflansche 1.3 auf, welche sternförmig parallel oder in einem Winkel von 90° zum Speichenwinkel β um die Durchgangsbohrung 1.2 des Nabenkörpers 1.1 angeordnet sind. Die Speichenflansche 1.3 sind gemäß 4 in Form von Doppelstegen 1.3 ausgebildet, wobei die Doppelstege eine Durchgangsbohrung 1.2 aufweisen, welche einen damit korrespondierenden Haltebolzen 1.4 aufnehmen. Der Haltebolzen 1.4 weist ein Gewinde 1.4.1 auf, welches mit einem Gewinde eines ersten Steges 1.3.1 des Doppelsteges 1.3 wirkt. Der zweite Steg 1.3.2 des Doppelstegs 1.3 weist eine Führung für den Haltebolzen 1.4 auf. Die Speiche ist im Wesentlichen auf halber Länge mittels des Haltebolzens 1.4 mit dem Doppelsteg 1.3 der Nabe 1 verbunden derart, dass der Haltebolzen 1.4 zwischen dem ersten und zweiten Steg 1.3.1, 1.3.2 in einem Winkel zwischen 150° und 900° von der Speiche 2 umschlungen ist. Der daraus resultierende Biegeradius beträgt zwischen 1,5 und 5 mm.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Nabe 1 des Weiteren ein Hülsrohr 1.5 auf, welches mittels Kugellagern 1.6 mit dem Nabenkörper 1.1 drehbar verbunden ist. Durch das Hülsrohr 1.5 wird die nicht dargestellte Achse hindurchgeführt und mit dem Rahmen verbunden. Die Bremsscheibe 5 wird mittels Bremsscheibenschrauben 6 mit dem Nabenkörper 1 über eine Scheibenbremsaufnahme 1.7 verbunden, wobei vorzugsweise eine 6-Loch Aufnahme 1.7 Anwendung findet. An den beiden Enden des Hülsrohres 1.5 sind jeweils Endkappen 1.8 mit einem zugehörigen Gummiring 1.9 aufgeschoben, wobei diese den Sitz im Rahmen oder der Gabel gewährleisten.
  • Der Verlauf der Speiche ergibt sich somit wie folgt: die Speiche 2 wird an ihrem ersten Ende 2.1 mittels der Endverbindung 3 mit der Felge 4 in dem Felgenloch 4.1 verbunden, in ihrem im Wesentlichen mittleren Bereich mittels Umschlingung mit dem Nabenflansch 1.3 der Nabe 1 und folgend mit ihrem zweiten Ende 2.2 in einem dem ersten Ende 2.1 gegenüberliegenden Felgenloch 4.1 mittels einer weiteren Endverbindung 3 mit diesem verbunden.
  • In 5 ist eine Anordnung der textilen Hochleistungsfaserstoffe im Schnitt durch die Speiche 2 im biegeschlaffen Zustand dargestellt. Die Speiche 2 besteht aus einzelnen Geflechtteilen 2.3, welche innerhalb einer gedachten rechteckigen Hülllinie 2.4 liegen. Gemäß 6 werden die Geflechtteile 2.3 aus 5 unter Zugbeanspruchung, das heißt beim Einspeichen und Zentrieren des Laufrads, derart verformt, dass die Geflechtteile 2.3 von einer rechteckigen Anordnung (5) zu einer ovalen Anordnung übergehen. Die somit oval geformten Speichen können vorteilhafter Weise in Fahrtrichtung ausgerichtet werden und erzeugen einen aerodynamischen Effekt ähnlich einer Messerspeiche.
  • Eine alternative Ausgestaltung der Speiche 2 ist in den 7 und 8 dargestellt. Der Querschnitt im biegeschlaffen Zustand (7) ist quadratisch ausgebildet, wobei die Geflechtteile 2.3 unter Zugbeanspruchung derart verformt werden, dass sich der Querschnitt der Speiche 2 in einen runden Querschnitt verformt.
  • Die 9 bis 11 zeigen eine vorteilhafte Endverbindung der Speichen in der Spannmatrize in den drei Schritten der Befestigung. In 9 sind die einzelnen Komponenten der Endverbindung dargestellt. Die Komponenten der Endverbindung beinhalten die Speiche 2, die Spannmatrize 3.1 und den rotationssymmetrischen Spannkörper 3.3.
  • Die Endverbindung der Speiche 2 erfolgt derart, dass gemäß 10 in einem ersten Schritt das Seil 2 durch die konzentrische Durchgangsbohrung 3.1.1 der Spannmatrize 3.1 hindurch geführt wird. An wenigstens dem ersten 2.1, vorzugsweise an dem ersten 2.1 und zweiten Ende 2.2 der Speiche 2 wird stirnseitig der rotationssymmetrische Spannkörper 3.3 in die Speiche eingebracht, wobei der Spannkörper 3.3 von den textilen Hochleistungsfaserstoffen umschlossen ist.
  • Durch die Beaufschlagung einer Kraft F in axialer Richtung der Speiche 2 gemäß 11, wird der Spannkörper 3.3 in Position gebracht und übt dort eine Druckkraft/Klemmkraft auf die Speiche 2 aus. Somit werden die Spannausnehmung 3.1.2 und die korrespondierende Form 3.3.1 des Spannkörpers 3.3 verpresst und miteinander fixiert. Dadurch erreicht die Verbindung eine Stabilität und Fixierung, wobei zur zusätzlichen Sicherheit ein Epoxidharz-Verbund 3.4 hergestellt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nabe
    1.1
    Nabenkörper
    1.2
    Durchgangsbohrung
    1.3
    Speichenflansch/Doppelsteg
    1.3.1
    Erster Steg
    1.3.2
    Zweiter Steg
    1.4
    Haltebolzen
    1.5
    Hülsrohr
    1.6
    Kugellager
    1.7
    Scheibenbremsaufnahme
    1.8
    Endkappen
    1.9
    Gummiring
    2
    Speiche
    2.1
    Erstes Ende
    2.2
    Zweites Ende
    2.3
    Geflechtteile
    2.4
    Hüllline
    3
    Endverbindung
    3.1
    Spannmatrize
    3.1.1
    Durchgangsbohrung
    3.1.2
    Spannausnehmung
    3.1.3
    Außengewinde
    3.2
    Seilspeichennippel
    3.2.1
    Innengewinde
    3.2.2
    Kopf
    3.3
    Spannkörper
    3.3.1
    Korrespondierende Form
    4
    Felge
    4.1
    Hohlkammer
    5
    Bremsscheibe
    6
    Bremsscheibenschrauben
    α
    Speichenwinkel
    β
    Speichenwinkel
    A
    Schnittachse
    Y
    Detailansicht Nabe
    Z
    Detailansicht Felge/Fixierung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009020123 A1 [0003]
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    • DE 4036340 A1 [0006]
    • DE 102009050458 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von geflochtenen Hochleistungsfaserstoffen, wobei die einzelnen Speichen (2) einen textilen Teil und eine Endverbindung (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, – dass der textile Teil der Speiche (2) in Form eines biegeschlaffen Textils aus miteinander geflochtenen Geflechtteilen (2.3) ausgebildet ist, – dass die Speiche (2) mittels wenigstens eines Spannelements spannbar ist und – dass der Querschnitt der Speiche (2) im nichtgespannten Zustand quadratähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen rund ist oder, dass der Querschnitt der Speiche (2) im nichtgespannten Zustand rechteckähnlich und im gespannten Zustand im Wesentlichen oval ist.
  2. Systemlaufrad mit Speichen auf Basis von geflochtenen Hochleistungsfaserstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Teil der Speichen (2) in Form eines biegeschlaffen aus mehreren miteinander geflochtenen Geflechtteilen (2.3) ausgebildet ist und – dass die Speiche (2) an einem ersten Ende (2.1) und/oder zweiten Ende (2.2) mittels der Endverbindung (3) mit einer Felge (4) verbunden ist, wobei die Endverbindung (3) aus einer Spannmatrize (3.1) und einem Seilspeichennippel (3.2) besteht derart, dass die Spannmatrize (3.1) mit dem sich an einem Felgenloch abstützenden Seilspeichennippel (3.2) verbunden ist und – dass die Speiche (2) an einem im Wesentlichen auf halber Strecke ihrer Länge befindlichen Bereich mittels Umschlingung mit einer Nabe (1) an deren Speichenflansch verbunden ist.
  3. Systemlaufrad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlingung zwischen Speiche (2) und Speichenflansch um einen Speichenhaltebolzen erfolgt, wobei die Umschlingung zwischen 150° und 900° und der Biegeradius zwischen 1,5 und 5mm beträgt.
  4. Systemlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche (2) wenigstens an ihrem ersten Ende (2.1) mit einem rotationssymmetrischen Spannkörper (3.3) mit der Spannmatrize (3.1) verbunden ist derart, dass die Spannmatrize (3.1) eine Durchgangsbohrung (3.1.1) mit einer Spannausnehmung (3.1.2) aufweist, wobei der Spannkörper (3.3) mit der Spannausnehmung (3.1.2) mittels eines Form- und/oder Kraftschlusses in Wirkverbindung steht derart, dass die Speiche (2) zumindest mit ihrem ersten (2.1) und/oder zweiten Ende (2.2) durch eine Durchgangsbohrung (3.1.1) in jeweils einer Spannmatrize (3.1) hindurchgeführt und der Spannkörper (3.3) stirnseitig wenigstens in das erste Ende (2.1) der Geflechtteile (2.3) der Speiche (2) eingeführt wird derart, dass der Spannkörper (3.3) durch Beaufschlagung einer Zugkraft an der Speiche (2) in die Spannmatrize (3.1) und die darin angeordnete Spannausnehmung (3.1.2) eingezogen wird.
  5. Systemlaufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung der Verbindung zwischen Spannkörper (3.3) und Spannmatrize (3.1), diese mit einem Epoxidharz-System vergossen ist.
  6. Systemlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speichennippel (3.2) einen in Richtung der Felge (4) weisenden abgerundeten Kopf (3.2.2) aufweist, wobei die Speichenkraft unabhängig des Speichenwinkels in die Felge übertragbar ist.
  7. Systemlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) einen Nabenkörper (1.1) mit einer Durchgangsbohrung (1.2) für eine Achse und Speichenflansche (1.3) in Form von Doppelstegen aufweist, wobei die Doppelstege (1.3) Bohrungen aufweisen, die sternförmig parallel zu der Durchgangsbohrung (1.2) des Nabenkörpers (1.1) liegend oder in einem Winkel von 90° zum Speichenwinkel β angeordnet sind und dass in die Bohrungen der Doppelstege (1.3) ein Speichenhaltebolzen (1.4) einsetzbar ist, wobei ein erster Steg (1.3.1) eine Durchgangsbohrung und ein zweiter koaxial liegender Steg (1.3.2) eine Gewindebohrung aufweist.
  8. Systemlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geflechtteile (2.3) der Speiche (2) aus hochfesten Fasern, insbesondere der Gruppe von HM-HT Fasern besteht, wobei die Geflechtteile (2.3) aus HMPE-Fasern und/oder LCP und/oder Aramiden oder einer Kombination der Materialien besteht.
  9. Systemlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1), Spannmatrize (3.1) und Speichennippel (3.2) aus hochfestem Aluminium, Stahl, Carbon, Titan oder einer Materialkombination bestehen.
  10. Systemlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (3.3) aus einer Aluminiumlegierung, Stahl, einem Kunststoff, Titan, Carbon oder einer Materialkombination besteht.
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