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Gegossenes Laufrad.
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Die Erfindung betrifft ein gegossenes Laufrad, insbesondere für Fahrräder,
bei welchem Felge und Speichen in einem Stück gegossen sind und die Speichen mit
einer zur drehbaren Lagerung auf einer Achse geeigneten Nabe verbunden sind.
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Aluminium-Druckgußräder sind insbesondere bei Motorrädern schon weit
verbreitet und haben dabei die bisher üblichen Drahtspeichenräder verdrängt. Abgesehen
von einem modischen Trend bietet ein gegossenes Laufrad bei der Montage den Vorteil,
daß nicht mehr eine große Zahl einzelner Drahtspeichen zwischen Nabe und Felge eingesetzt
und gleichmäßig verspannt werden müssen.
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Untersuchungen haben aber gezeigt, daß bisher bekannte Konstruktionen
gegossener Laufräder den herkömmlichen Drahtspeichenrädern insbesondere wegen der
großen Empfindlichkeit gegenüber Schlägen, wie sie z.B. durch Fahrbahnunstetigkeiten
verursacht werden, unterlegen sind0 Dies liegt einerseits am spröden Material, andererseits
aber auch daran, daß bei gegossenen Rädern die sehr wesentliche Verbesserung der
Festigkeit durch die Verspannung zwischen Felge und Nabe fehlt, durch welche eine
radial einwärts gerichtete Zugspannung auf die Felge ausgeübt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegossenes Laufrad so
auszugestalten, daß es die gestalterischen Eigenschaften des Gußrades mit den festigkeitstechnischen
Vorteilen eines Drahtspeichenrades vereinigt.
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Die Lösung besteht bei dem eingangs beschriebenen gegossenen Laufrad
darin, daß die Nabe von mehreren, durch achsparallele Trennfugen voneinander getrennten,
in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, jeweils mit den Speichen verbundenen Spannfüßen
umgeben ist, die in Umfangsrichtung formschlüssig, jedoch mit radialem Spiel mit
der Nabe in Eingriff bringbar sind und daß zwischen den Spannfüßen und der Nabe
eine zur Ausübung einer radial einwärts gerichteten Zugkraft geeignete Spannvorrichtung
anbringbar ist.
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Das erfindungsgemäße Laufrad kann die typischen ges als terischen
Elemente eines gegossenen Rades aufweisen, andererseits wird bei der Montage auf
einfache Weise die Felge über die angegossenen Speichen radial einwärts gegen die
Nabe gespannt und durch diese Vorspannung werden die Festigkeitseigenschaften wesentlich
verbessert.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Spannfüße
beiderseits der Speichen zur Radachse konzentrisch angeordnete konische Außenflächen
aufweisen, daß auf beide Enden der Nabe die Spannfüße übergreifende Spannelemente
aufschraubbar sind, welche zu den konischen Außenflächen komplementäre, innere Konus
flächen besitzen, die in Eingriff mit den konischen Außenflächen die Spannfüße radial
einwärts gegen die Nabe spannen.
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Vorzugsweise sind die Spannfüße an die Speichen angegossen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
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Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, gegossenen
Laufrades für ein Fahrrad, Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Rades in
radialer Richtung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie ITI-III in Fig. 4 und Fig.
4 eine Seitenansicht des inneren Endbereichs der Speichen vor der Montage der Nabe
in vergrößertem Maßstab.
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Das insgesamt mit 10 bezeichnete Laufrad besteht aus einer Felge 12
mit daran angegossenen Speichen 14, einer Nabe 16 mit einer darin über Kugellager
18 und 20 drehbar gelagerten Achse 22 und zwei kappenförmig ausgebildeten Spannringen
24 und 26, welche jeweils auf ein Außengewinde 28 der Nabe 16 von deren beiden Enden
her aufschraubbar sind.
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Der Nabe 16 benachbart sind an die Speichen 14 jeweils Spannfüße 30
angeformt, die voneinander in Umfangsrichtung durch achsparallele Trennfugen 32
getrennt sind und die sich im Querschnitt (Fig. 4) zu einer die Nabe
16
umschließenden Hülse ergänzen, aus deren beiden Enden die Nabe 16 so weit herausragt,
daß die Spannringe 24 und 26 auf das Außengewinde 28 aufgeschraubt werden können.
Zu beiden Seiten der Speichen 14 sind die Spannfüße 30 mit sich nach außen verjüngenden,
zu Achse 22 konzentrischen Konus flächen 34 bzw. 36 versehen. Die Spannringe 24
und 26 besitzen zu den Konus flächen 34 bzw. 36 komplementäre innere Konusflächen
38 bzw. 40, so daß durch das Aufschrauben der Spannringe 24 und 26 auf die Nabe
16 durch den gegenseitigen Eingriff der Konus flächen 34 und 38 bzw. 36 und 40 eine
radial einwärts gerichtete Spannung auf die Speichen 14 übertragen werden kann.
Um dies zu ermöglichen, ist der Durchmesser der der Nabe 16 zugewandten, aus Segementen
einer Zylinderfläche ausgebildeten Innenflächen 42 der Spannfüße 30 etwas größer
als der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 44 der Nabe 16, so daß nach dem
Aufschieben der Felge 12 mit den Speichen 14 auf die Nabe 16 ein radiales Spiel
zwischen den Spannfüßen 30 und der Nabe 16 besteht.
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In Umfangsrichtung ist dagegen eine feste, formschlüssige Verbindung
zwischen der Nabe 16 und den Speichen 14 dadurch ermöglicht, daß die Nabe 16 mit
achsparallelen Nuten 46 versehen ist, die den einzelnen Spannfüßen 30 zugeordnet
sind. Die Spannfüße 30 besitzen ihrerseits über die Innenflächen 42 radial einwärts
vorspringende, im Querschnitt in Umfangsrichtung den Nuten 46 angepaßte Rippen 48,
welche mit den Nuten 46 in Eingriff gelangen, wenn die Felge 12 mit den Speichen
14 und den Spannfüßen 30 in Achsrichtung auf die
Nabe 16 aufgeschoben
wird. Um eine mittige Positionierung der Felge 12 gegenüber der Nabe 16 auf einfache
Weise zu erreichen, kann man die Nuten 46 in der Nabe 16 so anordnen, daß sie auf
der einen Seite der Nabe 16 ausmünden und mit entsprechendem Abstand vom anderen
Ende der Nabe 15 unter Bildung eines Anschlags für die Rippen 48 enden. Die radiale
Ausdehnung der Rippen 48 ist so bemessen, daß ihre radial einwärts liegende Begrenzung
50 im ungespannten Zustand einen Abstand vom Grund 52 der Nuten 46 aufweist, damit
ausreichend Spiel für die Spannung der Speichen 14 besteht.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Speichen 14 zunächst
in einem den Spannfüßen 30 benachbarten Abschnitt 14a radial nach außen und gabeln
sich dann in zwei Zweige 14b und 14c, wobei einander zugewandte Zweige 14b und 14c
benachbarter Speichen 14 in Umfangsrichtung gesehen mit Abstand voneinander in die
Felge 12 münden, so daß von benachbarten Speichen 14 ein Polygon eingeschlossen
wird.
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Der gegossene, aus der Felge 12 und den Speichen 14 mit den Spannfüßen
30 bestehende Radkörper kann im Druckguß-oder Spritzgußverfahren beispielsweise
aus Aluminium oder Titan, faserverstärktem Polyamid, kohlefaserverstärktem Kunststoff
oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden.
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Bei der Montage wird zunächst die Nabe 16 mit den Kugellagern 18 und
20 und der Achse 22 zusammengebaut. Anschließend wird die Felge 12 mit den Speichen
14 und
den Spannfüßen 30 in axialer Richtung mit der Nabe 16 in
Eingriff gebracht, so daß die Rippen 48 in die Nuten 46 eingreifen. Schließlich
werden von beiden Seiten her die Spannringe 24 und 26 auf die Nabe 16 bzw.
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deren Gewinde 28 aufgezogen, bis die Speichen 14 die gewünschte Spannung
erhalten haben, wobei durch die zentrale Spanneinrichtung die Spannung gleichmäßig
auf alle Speichen 14 und von diesen auf die Felge 12 übertragen wird, und zwar eine
von der Felge radial einwärts gegen die Nabe 16 verlaufende Zugspannung, welche
eine hohe Festigkeit des Laufrades 10 ergibt.
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Das erfindungsgemäße Laufrad vereinigt somit die vorteil'.aften Eigenschaften
von Drahtspeichenrad und Gußrad.
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Die dargestellte Speichenform ist lediglich beispielsweise zu verstehen,
Abweichungen nach den Anforderungen des jeweiligen Materials oder Einsatzzwecks,
z.B. Fahrrad oder Motorrad, sind jederzeit möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen.
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