DE602004009860T2

DE602004009860T2 - Fahrradfelge

Info

Publication number: DE602004009860T2
Application number: DE602004009860T
Authority: DE
Inventors: Shinpei Okajima
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: CN1603142A; TW200500230A; EP1486352A2; JP2004359217A; DE602004009860D1; EP1486352A3; EP1486352B1; ATE377514T1; CN1603142B; TWI240680B

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Rad eines Fahrrades. Im Spezielleren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die verstärkte Felge des Rades des Fahrrades und ein Verfahren zur Herstellung der Felge.
Hintergrund der Erfindung
Fahrradfahren entwickelt sich zu einer zunehmend populären Art der Freizeitgestaltung sowie als Transportart. Darüber hinaus ist das Fahrradfahren zu einer sehr populären Wettbewerbssportart sowohl für Amateure als auch für Profis geworden. Ob das Fahrradfahren als Freizeitgestaltung, als Transport oder als Wettbewerb betrieben wird, so verbessert die Fahrradindustrie konstant die unterschiedlichen Komponenten des Fahrrades, wie auch des Rahmens des Fahrrades. Eine Komponente, die ausgiebig redesigned wurde ist das Fahrradrad. Fahrradräder werden ständig redesigned, damit sie stark, leicht und aerodynamisch im Design sind, wie auch einfach herzustellen und zusammenzusetzen.
Es existieren verschiedene Arten von Fahrradrädern, die derzeit am Markt verfügbar sind. Die meisten Räder haben eine Nabe, eine Mehrzahl von Speichen und eine ringförmige Felge. Der Nabenteil ist an einen Teil des Rahmens des Fahrrades für eine relative Rotation befestigt. Die inneren Enden der Speichen sind mit der Nabe verbunden und erstrecken sich nach Außen, ausgehend von der Nabe. Die ringförmige Felge ist mit den äußeren Enden der Speichen verbunden und hat einen Außenbereich zu Halterung eines pneumatischen Reifens. Typischerweise bestehen die Speichen des Fahrradrades aus dünnen Metalldrahtspeichen. Die Enden der Naben sind normalerweise mit Flanschen versehen, die die Speichen mit der Nabe verbin den. Insbesondere sind in den Naben Flanschlöcher vorgesehen. Die Drahtspeichen sind normalerweise an ihren inneren Enden gebogen und mit einem Flansch versehen, der in der Form eines Nagelkopfes ausgebildet ist. Das innere Ende ist in eine der Löcher in einem der Nabenflansche gehalten. Die äußeren Enden der Speichen sind typischerweise mit Gewinden versehen, für einen Eingriff mit Speichenmuttern, welche die äußeren Enden der Drahtspeichen in den Löchern in der äußeren Felge sichern.
Beispielsweise offenbart das Dokument US 6,155,651 (Mizata et al.) so ein FahrraddrahtspeichenfelgenradFahrradspeichenfelgenrad für einen schlauchlosen Reifen. Diese Felge ist auf der Außenseite (Schlauchseite) der Felge mit einem Diaphragma versehen und ein Mutterloch des Diaphragmas wird luftdicht verschlossen mit einem Dichtmaterial in der Form eines Metallbandes. Wenn der schlauchlose Reifen mit Luft gefüllt ist, wird darüber hinaus Schaum auf die obere Fläche des Dichtungsmaterials geklebt, um den Reifenwulstbereich auf den Wulstaufnahmebereichen zwischen den zwei gegenüberliegenden Ohrbereichen der Felge zu platzieren. Der Wulstaufnahmebereich hat eine gebogene Kontur, um den Dichtbereich für den Reifenwulstbereich zu vergrößern. Ein Ventil zur Befüllung des Reifens mit Luft wird gegen das Diaphragma des Fahrradspeichenfelgenrades mittels einer Packung gepresst. Um die Speichen und ihre Schraubköpfe in dem Felgenrad aufzunehmen ist die Innenseite der Felge mit Durchgangsbohrungen an dickeren Wandbereichen des Felgenkörpers versehen. Es treten jedoch lokale Hochspannungskonzentration auf, auf Grund von Einkerbungseffekten an den Grenzen der Durchgangsbohrungen und den Schraubköpfen, da die Last nicht graduell verteilt ist. Solche Spannungskonzentrationen können die Speichen, die Schraubköpfe und den Felgenkörper beschädigen.
Die oben genannten Typen von Rädern wurden konstruiert zurzu Verwendung mit Schlauchreifen oder schlauchlosen Reifen. Typischerweise haben schlauchlose Räder eine ringförmige Dichtung, die angeordnet ist, um die Speichenbefestigungsöffnungen der Felge abzudichten. Felgen, die für Schlauchreifen entworfen wurden, haben auch oft ein ringförmiges Element, das die Speichenbefestigungen abdeckt. In jedem Fall können diese typischen Arten von Rädern sehr teuer sein und schwierig herzustellen und zusammenzusetzen. Darüber hinaus sind diese typischen Räder nicht immer stabil und leicht wie gewünscht. Darüber hinaus kann es mit diesen typischen Rädern schwierig sein, kompliziert und/oder extrem teuer eine Speiche oder die Speichen auszuwechseln.
Unter Berücksichtigung des oben Genannten ist es für den Fachmann offensichtlich, und ergibt sich aus dieser Offenbarung, dass es einen Bedarf gibt an verbesserten Fahrradfelgen für ein Fahrradrad und für ein Verfahren zu Herstellung einer solchen Felge. Diese Erfindung beantwortet diesen Bedarf wie auch andere Probleme, die sich für den Fachmann aus der Offenbarung ergeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegend Erfindung ist es, eine Felge für ein Fahrradrad vorzusehen, das relativ stabil und dabei relativ leicht ist.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Felge vorzusehen, die relativ einfach und billig herzustellen und zusammenzusetzen ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Felge vorzusehen, die relativ stabil und dabei relativ leicht ist.
Schließlich ist es ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Felge vorzusehen, welches relativ einfach und billig ist.
Die genannten Gegenstände können im Wesentlichen dadurch erzielt werden, indem man eine Fahrradfelge vorsieht, welche einen ringförmigen Reifenaufnahmebereich aufweist, der zur Aufnahme eine darauf zu montieren Reifens ausgebildet ist, einen ringförmigen Speichenbefestigungsbereich und eine Mehrzahl von separaten Verstärkungselementen. Der ringförmige Speichenbefestigungsbereich ist fest mit dem Reifenbefestigungsbereich gekoppelt, um einen ringförmigen Hohlbereich zu bilden. Der Speichenbefestigungsbereich umfasst eine Mehrzahl von um den Umfang beabstandeten Befestigungsöffnungen, wobei jede Befestigungsöffnung eine zentrale Achse hat. Die Mehrzahl der Verstärkungselemente sind fest mit einer Außenoberfläche des Speichenbefestigungsbereiches an den Befestigungsöffnungen gekoppelt, um die Dicke des Speichebefestigungsbereiches der Felge bei den Befestigungsöffnungen effektiv zu erhöhen. Jedes dieser Verstärkungselemente ist außerhalb des Hohlbereichs angeordnet und hat eine Durchgangsöffnung, die mit den Befestigungsöffnungen ausgerichtet ist.
Die vorgenannten Gegenstände können auch im Wesentlichen dadurch erreicht werden, dass man ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrradfelge vorsieht, einschließlich des Formens einer ringförmigen Felge, wobei eine Mehrzahl von Verstärkungselementen an der Felge befestigt werden und Formen einer Mehrzahl von Befestigungsöffnungen. Das Formen einer geringförmigen Felge erzeugt eine ringförmigen Reifenbefestigungsbereich und einen ringförmigen Speichenbefestigungsbereich, der fest mit dem ringförmigen Reifenbefestigungsbereich gekoppelt ist, um einen ringförmigen Hohlbereich zu bilden. Die Mehrzahl vom Verstärkungselementen sind fest mit einer Außenfläche des Speichenbefestigungsbereiches gekoppelt, so dass die Verstärkungselemente außerhalb des ringförmigen Hohlbereichs in einer um den Umfang verteilten Anordnung angeordnet sind, um die Dicke des Speichenbefestigungsbereichs effektiv zu vergrößern. Die Mehrzahl von Befestigungsöffnungen sind so geformt, dass sich einige Befestigungsöffnungen durch eines der Verstärkungselemente und durch den Speichenbefestigungsbereich der Felge hindurch erstreckt.
Diese und andere Gegenstände, Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die, bei Betrachtung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bezugnehmend auf beigefügte Zeichnung, die Teil dieser Originaloffenbarung bilden:
1 ist eine Seitendraufsicht eines Fahrradrades, mit einer verstärkten Felge in Übereinstimmung mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2(a) ist ein vergrößerter Teilquerschnitt des Fahrradrades, dargestellt in 1, mit einem entfernten Reifen zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Linie 2(a)-2(a) der 1 gesehen;
2(b) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Fahrradrades nach 1, mit dem Reifen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Schnittlinie 2(b)-2(b) nach 1 gesehen;
3(a) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Fahrradrades nach 1, mit dem vollständigen Reifen und den Speichen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Schnittlinie 2(a)-2(a) nach 1 gesehen und mit dem Verstärkungselement gezeigt in Überhöhung zum Zwecke der Illustration;
3(b) ist eine Seitendraufsicht (axial) des Teiles der Felge wie in 3(a) dargestellt;
4 ist eine vergrößerte Teilsichtansicht des Fahrradrades wie in den 1–3 dargestellt, mit dem Reifen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Schnittlinie 4-4 nach 1 gesehen;
5 ist eine vergrößerte Seitendraufsicht (axial) von einem der Verstärkungselemente der Fahrradfelge, dargestellt in den 1–4, vor dem Formen einer Durchgangsöffnung in der selben;
6 ist einen Enddraufsicht (Umfang) des Verstärkungselementes, dargestellt in 5;
7 ist eine Außendraufsicht (d. h. eine äußere Radialansicht) des Verstärkungselementes wie in den 5 und 6 illustriert;
8 ist eine inneren Draufsicht (d. h. innere Radialansicht) des Verstärkungselementes wie in den 5–7 illustriert;
9 ist gelöscht;
10 ist eine Teilschnittansicht der Felge wie in 1 illustriert, wie entlang der Schnittlinie 2(a)-2(a) nach 1 gesehen, vor der festen Verbindung des Verstärkungselements mit dem Speichenbefestigungsbereich;
11 ist eine Teilschnittansicht der Felge wie in 1 dargestellt, wie entlang der Schnittlinie 2(a)-2(a) der 1 gesehen, nach der festen Kopplung des Verstärkungselements an dem Speichenbefestigungsbereich aber vor der Ausbildung der Befestigungsöffnung;
12 ist eine Teilschnittansicht wie in 1 dargestellt, wie entlang der Schnittlinie 2(a)-2(a) nach 1 gesehen, nach der festen Kopplung des Verstärkungselements mit dem Speichenbefestigungsbereich und nach der Ausbildung der Befestigungsöffnung;
13 ist eine vergrößerte Draufsicht auf die Nabe des Fahrradrades, wie in 1 dargestellt, mit Teilschnittansichten zum Zwecke der Illustration;
14 ist eine vergrößerte Draufsicht des Nabenkörpers der Nabe, wie in 13 dargestellt;
15 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles des Nabenkörpers wie in den 13 und 14 dargestellt, mit einen Speichenmutter, die in einer Speichenbohrung angeordnet ist;
16 ist eine rechtsseitige Draufsicht auf den Bereich des Nabenkörpers und der Speichenmutter, wie in 15 illustriert;
17 ist eine Seitendraufsicht auf ein Fahrradrad mit einer verstärkten Felge in Übereinstimmung mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Fahrradrades wie in 17 dargestellt mit dem Reifen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie gesehen entlang der Linie 18-18 der 17;
19 ist einer vergrößerte Teilschnittansicht des Fahrradrades wie in 17 dargestellt, mit dem Reifen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Schnittlinie 19-19 der 17 gesehen; und
20 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Fahrradrades, wie in der 17 dargestellt, mit dem Reifen entfernt zum Zwecke der Illustration, wie entlang der Linie 20-20 der 17 gesehen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr erklärt mit Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es ist offensichtlich für den Fachmann aus der Offenbarung, dass die vorliegenden Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich der Illustration dienen und nicht dem Zwecke der Begrenzung der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente dient.
Bezugnehmend zunächst auf 1 ist ein Fahrradrad 10 dargestellt, in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrradrad 10 verwendet eine verstärkte Felge 12, die eine Mehrzahl von Verstärkungselementen 14 hat, die fest mit dieser verbunden sind, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Wenn die Verstärkungselemente 14 fest mit der Felge 12 verbunden sind, bilden die Verstärkungselemente 14 einen Teil der Felge 12. Auf diese Weise umfasst das Fahrradrad 10 im Wesentlichen die Felge 12 und die Verstärkungselemente 14, bei einer Mehrzahl von Speichen 16, einen pneumatischen Reifen 18 und eine zentrale Nabe 20. Der Reifen 18 kann einen Schlauch (nicht gezeigt) einschließen und einen separaten Reifen oder kann ein schlauchloser Reifen sein, wie im Folgend im größeren Detail diskutiert.
In der hier dargestellten Ausführungsformen sind die Speichen 16 Radialspeichen, die die Nabe 20 mit der Felge verbinden. Vorzugsweise acht der Speichen 16 erstrecken sich zu einer Seite der Nabe 20, während die anderen acht Speichen 16 sich zu der anderen Seite der Nabe 20 erstrecken, wie unten beschrieben. In der dargestellten Ausführungsform ist die Nabe 20 eine Vordernabe (d. h. die Nabe 20 hat nicht eine oder mehrere Zahnräder) die sechzehn Radialspeichen 16 verwendet, welche mit der Felge 12 an gleich beabstandeten Umfangsorten verbunden werden, wie in 1 gezeigt.
Natürlich ist es für den Fachmann aus der Offenbarung offensichtlich, dass das Fahrradrad 10 eine modifizierte Felge oder Nabe verwenden könnte, um unterschiedliche Speichenanordnungen aufzunehmen (d. h. nur Tangentialspeichen, einige Tangentialspeichen, einige Radialspeichen etc.), ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ergibt sich ebenso für den Fachmann aus der Offenbarung, dass das Fahrradrad 10 eine modifizierte Felge und/oder Nabe verwenden könnte, um einen oder mehrere Speichen 16 aufzunehmen, wenn gewünscht und/oder benötigt. In jedem Falle sind die Speichen 16 vorzugsweise mit der ringförmigen Felge 12 in einer über den Umfang verteilten Anordnung verbunden.
Die Felge 12 ist ein ringförmiges Teil, das für eine Rotation um eine Mittelachse X konstruiert ist. Die Felge 12 ist aus einem im Wesentlichen steifen Material konstruiert, wie denjenigen Materialien, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann die Felge 12 aus einem geeigneten metallischen Material wie zum Beispiel beschichteten Stahl, Edelstahl, Aluminium, Magnesium oder Titan aber auch aus nicht metallischen Materialen wie zum Beispiel Kohlefaserkomposit gebildet sein, vorzugsweise ist die Felge 12 aus Aluminium gemacht und die Konstruktionen der Felge 12 sind in der Folge im Detail diskutiert.
Bezug nehmend auf die 1–4 ist die Felge 12 im Wesentlichen kreisförmig, wie in der Seitenansicht zu sehen (1). Die Felge 12 umfasst im Wesentlichen einen äußeren Ringbereich 24, einen inneren Ringbereich 26 mit einer Mehrzahl von Befestigungsöffnungen 28a und 28b und die Mehrzahl der Verstärkungselemente 14, die fest mit dem inneren Ringbereich 26 bei den Befestigungsöffnungen 28a, 28b gekoppelt sind, um die Felge 12 zu verstärken. Der äußere Ringbereich 24 ist ein Reifenbefestigungsbereich, während der innere Ringbereich 26 ein Speichenbefestigungsbereich ist.
Grundsätzlich sind der äußere Ringbereich 24 und der innere Ringbereich 26 derart geformt, dass die Felge 12 ein gleichförmiges Querschnittsprofil hat, wie in der 2(a)–4 zu sehen, ausgenommen der Abwesenheit von Material an den verschiedenen Öffnungen, die in der Felge 12 ausgebildet sind und der Anwesenheit der Verstärkungselemente 14 an über den Umfang verteilten Orten, wie hier beschrieben. Jedes der Verstärkungselemente 14 hat ein in die Umfangsrichtung variierendes Querschnittsprofil, wie am Besten aus den 2(a)–3(b) ersichtlich, wie in der Folge im größeren Detail beschrieben. So haben der äußere Ringbereich 24 und der innere Ringbereich 26 jeweils eine symmetrische Querschnittsform, relativ zu einer zentralen Ebene P, die rechtwinklig zur zentralen Achse X des Rades 10 ist. Jedoch ist die Felge 12 nicht vollständig, (d. h. nicht exakt oder symmetrisch) bezüglich der zentralen Ebene P, auf Grund der Anordnung der Befestigungsöffnung 28a und 28b und der Anwesenheit der Verstärkungselemente 14.
Im Spezielleren hat jede der Befestigungsöffnungen 28a und 28b eine zentrale Achse C, welche winklig relativ zu der zentralen Ebene P ist, so dass die alternierenden Speichen 16 sich zu gegenüberliegenden Enden der zentralen Nabe 20 erstrecken.erstreckt. In anderen Worten sind die Befestigungsöffnungen 28a und 28b vorzugsweise alternierend abgewinkelt relativ zu der zentralen Ebene P. Die Verstärkungselemente 14 haben eine ähnliche Konfiguration, wie weiter unten im größeren Detail diskutiert. In jedem Fall hat die Felge 12 vorzugsweise eine im Wesentlichen symmetrische Form, relativ zu der zentralen Ebene P des Rades 10. Der innere Ringbereich 26 der Felge 12 ist fest mit dem äußeren Ringbereich 24 gekoppelt, um einen ringförmigen Hohlraum A zu bilden. Der innere Ringbereich 26 hat vorzugsweise einen U- oder V-förmigen Querschnitt, wobei die äußeren Enden des inneren Ringbereichs 26 mit den gegenüberliegenden Axialseiten des äußeren Ringbereiches 24 gekoppelt sind, um den ringförmigen Hohlraum A zu bilden. Der innere ringförmige Bereich 26 ist konstruiert zur Kopplung der Speichen 16 mit demselben.
Der äußere ringförmige Bereich 24 hat auch vorzugsweise einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei die freien Enden des äußeren Ringbereiches 24 konstruiert sind, um den Reifen 18 aufzunehmen. Der äußerer Ringbereich 24 ist vorzugsweise integral mit dem inneren Ringbereich 26 ausgebildet, als ein einteiliges Aluminiumelement, das separat zu dem Verstärkungselement 14 ist, um einen konstanten Querschnitt über den gesamten Umfang des äußeren Ringbereiches 24 und des inneren Ringbereiches 26 der Felge 12 in einer relativ kon ventionellen Art und Weise zu bilden. Die Verstärkungselemente 14 sind vorzugsweise als ein von dem äußeren Ringbereich 24 und dem inneren Ringbereich 26 separates Aluminiumelement ausgebildet. Die Verstärkungselemente 14 sind vorzugsweise durch gießen, fräsen und/oder jede andere geeignete Herstellungstechnik gemacht. Die Verstärkungselemente 14 sind fest mit dem inneren Ringbereich 26 der Felge 12 verbunden, vorzugsweise durch Schweißen oder Hartlöten, um die Felge 12 zu verstärken.
Immer noch unter Bezugnahme auf die 1–4 umfasst der äußere Ringbereich 24 im Wesentlichen ein Paar von ringförmigen Seitensektionen oder Reifenhaltesektionen 30 sowie eine ringförmige Brücke oder Verbindungssektion 32. Die ringförmige Verbindungssektion 32 erstreckt sich zwischen den ringförmigen Seitensektionen 30 um eine im Wesentlichen U-förmige Reifenaufnahmeausnehmung zu bilden, wie im Querschnitt zu sehen (2–4). Die ringförmigen Seitensektionen 30 sind ringplattenförmige Elemente, die vorzugsweise zwischen 1.1 und ca. 1.4 mm dick sind, welche ein Paar von ringförmigen Reifenhalteflächen bilden, sowie ein Paar von ringförmiger Bremsfläche, in herkömmlicher Art und Weise.
Die Reifenhalteflächen der ringförmigen Seitensektion 30 sind ringförmig gegenüberliegende ebene Ringflächen, die einander gegenüberliegen, zum Zentrum der Ebene P. Die Reifenhalteflächen haben ringförmige Rippen R, die an ihren freien Enden ausgebildet sind, um die Wülste der Reifen 18 in einer herkömmlichen Weise zu halten. Die ringförmigen Rippen R erstrecken sich axial aufeinander zu. Die ringförmigen Bremsflächen der ringförmigen Seitensektion 30 sind ringförmige gegenüberliegende ebene Ringflächen, die nach außen gerichtet sind von dem Zentrum der Ebene P, für einen Eingriff mit herkömmlichen Felgenbremsen. Die radial inneren Enden der ringförmigen Seitensektion 30 sind fest mit dem inneren ringförmigen Bereich 26 verbunden.
Die ringförmige Verbindungssektion 32 ist ein röhrenförmiges Teil, das eine variierende Dicke hat, vorzugsweise zwischen 0.8 und 1.0 mm dick. Die ringförmige Verbindungssektion 32 ist dicker in dem zentralen Bereich, der die zentrale Ebene P überlappt. Der ringförmige Verbindungsbereich 32 hat vorzugsweise eine variierende, konturierte Form, wie in den 2(a)–4 gezeigt. Der ringförmige Verbindungsbereich 32 umfasst vorzugsweise eine einzelne Ventilöffnung 34, die darin ausgebildet ist, um ein Ventil 36 in herkömmlicher Art und Weise zu verbinden, wie in den 1 und 4 zu sehen. Die ringförmige Verbindungssektion 32 ist fest mit den ringförmigen Seitensektionen 30 an Radialpositionen zwischen den inneren und äußeren Enden der ringförmigen Seitensektion 30 verbunden. Vorzugsweise ist die Verbindungssektion 32 frei von Öffnungen, außer der einzelnen Ventilöffnung 34, so dass der Reifen 18 ein schlauchloser Reifen sein kann.
Natürlich ist es dem Fachmann aus der Offenbarung bewusst, dass der Reifen auch ein Reifen mit Schlauch sein kann (nicht gezeigt), und dass die Ventilöffnung 34 das Ventil eines Schlauches (nicht gezeigt) in herkömmlicher Art und Weise aufnehmen könnte. Daher kann die Ventilöffnung 34 und/oder das Ventil 36 für einen schlauchlosen Reifen in herkömmlicher Art und Weise konstruiert sein, und/oder für einen Reifen mit Schlauch in herkömmlicher Weise. In jedem Falle, da das Ventil 36 herkömmlich ist, wird das Ventil 36 hier nicht im Detail diskutiert und/oder dargestellt.
Immer noch Bezug nehmend auf die 1–4 ist der innere Ringbereich 26 ein gebogenes Rohrelement, das einen U- oder V-förmigen Querschnitt hat. Der innere Ringbereich 26 hat vorzugsweise eine variierende Dicke zwischen 0.8 und 1.0 mm. Der innere Ringbereich 26 umfasst im Wesentlichen ein Paar von ringförmig geneigten Sektion 40 und eine innere Ringsektion 42 die fest mit den geneigten Sektionen 40 verbunden ist. Die ringförmig geneigten Sektionen 40 und die innere ringförmige Sektion 42 des inneren ringförmigen Bereichs 26 sowie die ringförmigen Seitensektionen 30 und ringförmigen Verbindungssektion 32 des außeren Ringbereiches 24 sind vorzugsweise integral ausgebildet, als ein einteiliges, einheitliches Element, das separat von den Verstärkungselementen 14 ist.
Die Mehrzahl von Befestigungsöffnungen 28a und 28b sind in der inneren ringförmigen Sektion 42 ausgebildet und konstruiert, damit die Speichen 16 darin befestigt werden können. Die geneigten Sektionen 40 haben vorzugsweise eine Dicke von 0.8 mm, während die innere Ringsektion 42 vorzugsweise Dicke von ca. 1.0 mm hat. Graduelle Übergangsbereiche sind zwischen den ringförmig geneigten Sektionen 40 und der inneren Ringsektion 42 angeordnet. Die äußeren radialen Enden der geneigten Sektionen 40 sind fest mit den inneren radialen Enden der ringförmigen Seitensektion 30 des äußeren Ringbereiches 24 verbunden. Innere radiale Enden der geneigten Sektionen 40 sind fest mit den äußeren radialen Enden der inneren Ringsektion 42 verbunden.
Die Befestigungsöffnungen 28a und 28b der inneren Ringsektion 42 sind vorzugsweise kreisförmige Gewindebohrungen, deren zentrale Achse C in gegenüberliegende Richtung relativ zur zentralen Ebenen P in abwechselnder Art und Weise wie oben beschreiben geneigt sind. Auf diese Weise können die Speichen 16 durch Einschrauben in die Befestigungsöffnung 28a und 28b befestigt werden. Die innere Ringsektion 42 hat vorzugsweise acht der Befestigungsöffnungen 28a und acht der Befestigungsöffnungen 28b in alternierender Art und Weise über den gesamten Umfang der Felge 12 verteilt angeordnet, für eine Gesamtanzahl von sechzehn der Befestigungsöffnung 28a und 28b, um einen Gesamtzahl von sechzehn Speichen zu befestigen. Vorzugsweise sind die Befestigungsöffnungen 28a und 28b über den Umfang gleich verteilt und beabstandet voneinander. In anderen Worten sind die Befestigungsöffnungen 28a vorzugsweise als Spiegelbilder (d. h. umgekehrtes Bild) der Befestigungsöffnungen 28b relativ zu der zentralen Ebene P ausgebildet, wie am Besten in den 1, 2(a) und 2(b) zu sehen. Auf diese Weise sind die Befestigungsöffnungen 28a über den Umfang versetzt von den Befestigungsöffnungen 28b in einer alternierenden (abwechselnden) Weise.
Die innere Ringsektion 42 umfasst vorzugsweise eine einzelne Ventilöffnung 44, die darin ausgebildet ist, um das Ventil 36 daran zu befestigen, in einer herkömmlichen Art und Weise, wie in den 1 und 4 zu sehen. Das Ventil 36 ist vorzugsweise so konstruiert, dass der Reifen 18 ein schlauchloser Reifen sein kann. Es ergibt sich jedoch für den Fachmann aus der Offenbarung, dass der Reifen 18 ein Reifen mit Schlauch (nicht gezeigt) sein kann und dass die Ventilöffnung 44 das Ventil eines Schlauches (nicht gezeigt) in herkömmlicher Weise aufnehmen könnte. Daher kann die Ventilöffnung 44 und/oder das Ventil 36 für einen schlauchlosen Reifen in herkömmlicher Art und Weise konstruiert sein und/oder für einen Reifen mit Schlauch in einer herkömmlichen Art und Weise.
Die innere Ringsektion 42 zusammen mit den ringförmigen geneigten Sektionen 40 definieren ringförmig gebogene Innen- und Außenflächen 46 und 48 des inneren Ringbereiches 26. Die Verstärkungselemente 14 sind vorzugsweise fest mit der Außenfläche 48 durch Schweißen oder Hartlöten verbunden, so dass die Verstärkungselemente 14 die Außenoberfläche 48 des inneren Ringbereichs 26 kontaktieren. Die Befestigungsöffnungen 28a und 28b erstrecken sich zwischen den Innen- und Außenoberflächen 46 und 48 des inneren Ringbereichs 26.
Bezugnehmend nunmehr auf die 1 bis 8 werden jetzt die Verstärkungselemente 14 im Detail beschrieben. Die Verstärkungselemente 14 werden vorzugsweise geschweißt oder hartgelötet an die äußere Oberfläche 48 des inneren Ringbereiches 26, um die Verstärkungselemente 14 permanent daran zu befestigen, wie oben beschrieben. Jedes Verstärkungselement 14 ist vorzugsweise als einheitliches einteiliges Element konstruiert, aus einem leichten, festen metallischen Material. Im Speziellen ist jedes Verstärkungselement 14 vorzugsweise aus Aluminium konstruiert, wie oben beschrieben.
In jedem Falle sind die Verstärkungselemente 14 vorzugsweise aus demselben Material wie der ringförmige Innenbereich 26 der Felge 12, 8 und permanent mit dem inneren Ringbereich 26 verbunden, um die Felge 12 zu verstärken. Im Spezielleren sind die Verstärkungselemente 14 fest mit der Innenringsektion 42 des inneren Ringbereichs 26 verbunden, um die Dicke des inneren Ringbereiches 26 an den Befestigungsöffnungen 28a und 28b effektiv zu erhöhen, um eine steife Verstärkung der Felge 12 vorzusehen.
Jedes Verstärkungselement 14 umfasst im Wesentlichen eine Basisbereich 50 einen vorspringenden Bereich 52, der von dem Basisbereich 50 ausgeht und eine Durchgangsöffnung 54 aufweist, die sich durch sowohl den Basisbereich 50 als auch dem vorspringenden Bereich 52 erstreckt. Eine punktierte (Phantom-)linie unterteilt den Basisbereich 50 und den vorspringenden Bereich 52 in den 5 und 6 zum Zwecke der Illustration. Jede Durchgangsöffnung 54 ist vorzugsweise eine kreisförmige Gewindebohrung. Die äußeren Enden der Speichen 16 sind mit einem Gewinde innerhalb der Durchgangsöffnungen 54 befestigt, um die Speichen 16 an der Felge 12 zu fixieren. Die Durchgangsöffnungen 54 sind ausgerichtet und übereinstimmend mit den jeweiligen Befestigungsöffnungen 28a und 28b. Auf diese Weise können die Speichen 16 einstellbar und lösbar mit dem inneren Ringbereich 26 der Felge über die Verstärkungselemente 14 befestigt werden (d. h. die Durchgangsöffnungen 54) und die innere Ringsektion 42 (d. h. die Befestigungsöffnungen 28a und 28b). In anderen Worten die Durchgangsöffnungen 54 zusammen mit den jeweiligen Befestigungsöffnungen 28a und 28b bilden eine Mehrzahl von Speichenbefestigungsöffnungen, wobei die Speichen 16 über ein Gewinde damit verbunden sind.
In den Verstärkungselementen 14 sind vorzugsweise die Durchgangsöffnungen 54 ausgebildet, nachdem die Verstärkungselemente 14 fest mit dem Speichenbefestigungsbereich 26 wie unten beschrieben verbunden wurden. Das Verstärkungselement 14, welches in den 5 bis 8 dargestellt ist, ist gezeigt vor der festen Verbindung des Verstärkungselementes 14 mit dem inneren Ringbereich 26 und daher vor der Ausbildung der Durchgangsöffnung 54 in denselben. Der innere Befestigungsbereich 26 hat ebenso bevorzugt die Befestigungsöffnungen 28a und 28b daran ausgebildet, nach der festen Verbindung der Verstärkungselemente 14 daran, wie weiter unten beschrieben.
Alle Verstärkungselemente 14 haben vorzugsweise identische Formen und kommen vor der Ausbildung der Durchgangsöffnungen 54 in jedem Verstärkungselement 14 wie am Besten in den 5 bis 8 gezeigt. Sogar nach der Ausbildung der Durchgangsöffnungen 54 sind die Verstärkungselemente 14 alle vorzugsweise identisch zueinander, jedoch spiegelbildlich zueinander relativ zur zentralen Ebene B aufgrund der Neigung der Durchgangsöffnungen 54 und der Befestigungsöffnungen 28a und 28b, wie am Besten in den 2(a) und 2(b) zu sehen. In anderen Worten sind die Verstärkungselemente 14 vorzugsweise in alternierender Ausrichtung angeordnet, aufgrund der Konfiguration der jeweiligen Befestigungsöffnungen 28a und 28b, so dass die Speichen 16 sich zu den jeweiligen geeigneten Enden der Nabe 20 erstrecken, wie am Besten zu sehen in den 1, 2(a) und 2(b). Daher wird nur ein Verstärkungselement 14 an dieser Stelle detailliert diskutiert und/oder dargestellt.
Der Basisbereich 50 eines jeden Verstärkungselements ist ein plattenförmiges Element das leicht verlängert in Umfangsrichtung ist, wie in 5 bis 8 zu sehen. So hat jedes Verstärkungselement 14 vorzugsweise eine Gesamtumfangserstreckung Y, die zumindest so groß ist, wie eine Gesamtaxialabmessung Z desselben. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Gesamtumfangsdimension Y vorzugsweise bei 15,2 ± 0,15 mm, während die Gesamtaxialdimension Z vorzugsweise bei 12,8 mm liegt. Der Basisbereich 50 hat eine gebogene, der Felge zugewandte Fläche 56a, ein paar von gebogenen nach außen weisenden Flächen 56b und ein paar von axial ausgerichteten Endflächen 56c sowie ein paar von in Umfangsrichtung weisenden Flächen 56d. Die gebogenen nach außen weisenden Flächen 56b definieren auch teilweise den vorspringenden Bereich 52 des Verstärkungselementes 14.
Die zur Felge weisende Fläche 56a des Basisbereiches 15 ist gebogen, wie in Umfangsrichtung gesehen, am Besten in der 6. Die zur Felge weisende Fläche 56a ist eine konturierte Fläche, die mit der Kontur der Außenfläche 58 des Innenringbereichs 26 korrespondiert. Die nach außen weisenden Flächen 56b neigen sich weg von der zur Felge weisenden Fläche 56a in Richtung des vorspringenden Bereiches 52. Die axial ausgerichteten Endflächen 56c und die in Umfangsrichtung ausgerichteten Endflächen 56d erstrecken sich zwischen der zur Felge weisenden Fläche 56a und der nach außen weisenden Fläche 56b, um einen ersten geneigten Bereich 57 zwischen den Basisbereich 50 und dem vorspringenden Bereich 52 zu definieren. Ein zweiter geneigter Bereich, der geformt wird durch die in axial weisenden Endflächen 56c und den in Umfangsrichtung weisenden Endflächen 56d, der sich um die Peripherie des Basisbereiches 50 erstreckt.
Der Basisbereich 50 hat vorzugsweise eine symmetrische Form relativ zu einer zentralen Längsebene L und einer zentralen Querebene W, wie am Besten in den 5 bis 8 zu sehen. Es ist jedoch nicht jedes Verstärkungselement 14 perfekt oder exakt symmetrisch relativ zu der zentralen Ebene P, die zusammenfällt mit der zentralen Längsebene L des Verstärkungselements 14, nach der Ausbildung der Durchgangsöffnung 54, aufgrund der Neigung der Durchgangsbohrungen 54.
Der Basisbereich 50 hat vorzugsweise eine Dicke, die ungefähr gleich oder etwas kleiner ist als die Dicke des inneren Ringbereiches 26 der Felge 12. Die Dicke des Basisbereiches 50 neigt sich zu einer Dicke, die dicker ist als die Dicke des inneren Ringbereiches 26, wenn der Basisbereich 50 sich dem vorspringenden Bereich 52 annähert. Die äußere Peripherie des Basisbereichs 50 kann optional eine Mehrzahl von Schweißvorsprüngen (nicht gezeigt) umfassen, die sich von der Felgenweisenden Fläche 56a erstrecken, vor der festen Verbindung des Verstärkungselements 14 mit dem Innenringbereich 26. Solche optionalen Schweißvorsprünge können das Hartlöt- oder Schweißmaterial zur Verfügung stellen, zum Schmelzen, Bonden und/oder Verschmelzen des Verstärkungselements 14 mit dem Innenringbereich 26.
Der vorspringende Bereich 52 eines jeden Verstärkungselements 14 erstreckt sich von dem Basisbereich 50 weg von einer der Befestigungsöffnungen 28a oder 28b. In anderen Worten, der vorspringende Bereich 52 erstreckt sich radial nach innen ausgehend von dem Basisbereich 50. Der vorspringende Bereich 52 umfasst im Wesentlichen eine Endfläche 58a, ein paar von gebogenen äußeren Umfangsflächen 58b und radial innere Segmente der nach außen weisenden Fläche 56b. In anderen Worten, die nach außen weisenden Flächen 56b erstrecken sich kontinuierlich entlang des Basisbereiches 50 und des vorspringenden Bereiches 52.
Die Endfläche 58a ist vorzugsweise radial nach innen beabstandet um 3.8 ± 0,1 mm von der radial innersten Kante der zur Felge weisenden Fläche 56a, während die äußersten radialen Kanten des Basisbereichs 50 (d. h. die radial äußersten Kanten der zur Felge weisenden Flächen 56a) vorzugsweise radial nach innen um 5 mm beabstandet sind von der radial innersten Kante der zur Felge weisenden Fläche 56a. Die Endfläche 58a hat vorzugsweise eine quadratische Fläche, die ungefähr 4 mm in Axialrichtung und in Umfangsrichtung ist.
Der vorspringende Bereich 52 eines jeden Verstärkungselementes hat vorzugsweise eine symmetrische Form relativ zur zentralen Längsebene L und zur zentralen Querebene W, wie am Besten in den 5 bis 8 zu sehen. Jedoch ist jedes Verstärkungselement 14 nicht perfekt oder exakt symmetrisch zur zentralen Ebene P, die mit der zentralen Längsebene L des Verstärkungselements 14 zusammenfällt, nachdem Formen der Durchgangsöffnung 54, aufgrund der Neigung der Durchgangsöffnungen 54.
Wie am Besten in den 3(a) und 3(b) zu sehen, hat jedes der Verstärkungselemente 14 eine erste überlappende Dimension D1 und eine zweite überlappende Dimension D2 entsprechend den minimalen und maximalen Überlappungsbeträgen der Verstärkungselemente 14 mit dem Innenringbereich 26. Die ersten und zweiten Überlappungsdimensionen D1 und D2 werden gemessen in Querrichtung (d. h. im Wesentlichen rechtwinklig) zu der zentralen Achse C einer jeden der Befestigungsöffnungen 28a und 28b. Die zentralen Achsen C der Befestigungsöffnungen 28a und 28b sind auf zentralen Achsen mit den Durchgangsöffnungen 54.
Im Spezielleren werden die ersten und zweiten Überlappungsdimensionen D1 und D2 vorzugsweise und im Wesentlichen in Axialrichtung und in Umfangsrichtung gemessen, bezüglich der Felge 12. So variiert die tatsächliche Überlappungsdimension des Verstärkungselementes 14 mit dem Innenringbereich 26 zwischen der ersten und zweiten Überlappungsdimension D1 und D2. Diese Überlappungsanordnung des Verstärkungselements 14 mit dem Innenringbereich 26 hilft bei der Verteilung der Spannungen auf die Felge 12 von den Speichen 16.
Jede Befestigungsöffnung 28a und 28b und jede Durchgangsöffnung 50 hat eine maximale Querabmessung T entsprechend dem Durchmesser einer jeden Befestigungsöffnung 28a und 28b und jede Durchgangsöffnung 54. In anderen Worten, jede Durchgangsöffnung 54 hat eine Größe und Form identisch zu Größe und Form der jeweiligen Befestigungsöffnung 28a und 28b, die entlang der zentralen Achsen C derselben liegen.
Die erste Überlappungsdimension D1 ist vorzugsweise zweimal so groß wie die maximale Querdimension D der Durchgangsöffnung 54, während die zweite Überlappungsdimension D2 vorzugsweise ungefähr dreimal so groß ist wie die maximale Querdimension T der Durchgangsöffnung 54. In jedem Fall ist die zweite (maximale) Überlappungsdimension 2 zumindest so groß, wie die maximale Querdimension D der Durchgangsöffnung 54. Vorzugsweise ist die erste (minimale) Überlappungsdimension D1 zumindest so groß, wie die maximale Querdimension T der Durchgangsöffnung 54, und die zweite Überlappungsdimension D2 ist größer als die erste Überlappungsdimension D1.
Bezug nehmend auf die 1 bis 4, 13 und 14 werden nun die Speichen 16 in größerem Detail besprochen. Die Speichen 16 sind vorzugsweise identisch zueinander. Jede der Speichen 16 umfasst im Wesentlichen einen äußeren Endbereich 60, einen mittleren oder Mittelbereich 62, einen inneren Endbereich 64 und eine Speichermutter 66. Der äußere Endbereich 60, der Zentralbereich 62 und der innere Endbereich 64 einer jeden Speiche 16 sind vorzugsweise integral miteinander ausgebildet, als ein einheitliches, einteiliges Element. Die Speichenmuttern 66 sind vorzugsweise als separate Elemente ausgebildet.
Jede der äußeren Endbereiche 60 der Speichen 16 hat Außengewinde, für einen Eingriff mit einer der mit einem Gewinde versehenen Durchgangsöffnung 54 eines der Verstärkungselemente 14 und einer der Befestigungsöffnungen 28a oder 28b. Der äußere Endbereich 60 einer jeden Speiche hat auch vorzugsweise einen quadratischen Bereich, der dazu verwendet wird, die Speiche 16 zu drehen oder zu halten. Vorzugsweise endet jeder der äußeren Endbereiche 60 im Gewindeeingriff mit einer der Durchgangsöffnungen 54 und einer der Befestigungsöffnungen 28a oder 28b.
Jeder der inneren Endbereiche 64 der Speichen 16 hat vorzugsweise Außengewinde, wobei eine der Speichenmuttern 66 über das Gewinde in Eingriff damit steht, in herkömmlicher Art und Weise. Die Speichen 16 werden unter Spannung gesetzt zwischen der Nabe 20 und der Felge 12 durch Drehen der Speichenmutter 66 und/oder der Speichen 16 in einer relativ her kömmlichen Art und Weise. Die Speichen 16 sind vorzugsweise herkömmliche Drahttypspeichen. Daher werden die Speichen 16 nicht weiter diskutiert und/oder illustriert im Detail, ausgenommen bezüglich der Felge 12 der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf die 1 und 13 bis 16 werden nunmehr die Verbindungen der Speichen 16 mit der Nabe 20 in größerem Detail diskutiert. Die Verbindungen der Speichen 16 mit der Nabe 20 sind im Wesentlichen identisch zu den Verbindungen, die in der US-Patentnummer 6,431,658 offenbart sind, ausgenommen wie unten beschrieben. Insbesondere ist die Nabe 20 eine leicht modifizierte Version der Vordernabe, wie offenbart in der US-Patentnummer 6,431,658 , die zur Verwendung mit der Felge 12 entworfen wurde, mit über den Umfang gleich beabstandeten Speichenbefestigungspunkten. Es ist dem Fachmann natürlich offensichtlich, dass die Felge 12 der vorliegenden Erfindung mit einer modifizierten Nabe gekoppelt werden könnte, welche hintere Zahnräder umfasst, das heißt, die ähnlich der Hinterradnabe ist, welche in der US-Patentnummer 6,431,658 offenbart ist, jedoch modifiziert, um die über den Umfang gleich verteilten Speichenanordnungen, wie hier offenbart, aufzunehmen. Weiterhin ist es für den Fachmann offensichtlich aus der Offenbarung, dass die Felge 12 mit Verstärkungselementen 14 modifiziert werden könnte, um eine derartige Speichenanordnung oder andere Speichenanordnungen je nach Bedarf und/oder Wunsch aufzunehmen.
Die Nabe 20 umfasst im Wesentlichen einen röhrenförmigen Körperbereich 84, erste und zweite Lageranordnungen 85a und 85b und eine Nabenachse 86, die drehbar in dem den röhrenförmigen Körperbereich 84 mittels der Lageranordnungen 85a und 85b gehalten ist. Die Teile der Nabe 20 sind relativ herkömmlich. Daher werden die Teile der Nabe 20 hier nicht im Detail diskutiert oder illustriert.
Der röhrenförmige Körperbereich 84 hat einen Röhrenmittelbereich 87 und ein Paar von Röhrenbefestigungsbereichen 88a und 88b an gegenüberliegenden Enden des Mittelbereichs 87, zur Befestigung der Speichen 16 daran. Jeder röhrenförmige Befestigungsbereich 88a und 88b hat eine Mehrzahl von Speichenöffnungen 89a und 89b zur Kopplung der Speichen 16 damit. Vorzugsweise hat jeden Befestigungsbereich 88a und 88b acht Speichenöffnungen 89a und 89b jeweils darin ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Befestigungsbereich 88b ein versetztes Spiegelbild des ersten Befestigungsbereichs 88a. So sind die Speichenöffnungen 89b vorzugsweise über den Umfang von den Speichenöffnungen 89a versetzt, so dass die äußeren Endbereiche 64 der Speichen 16 über den Umfang gleich verteilt voneinander sind über die Felge 12. Die röhrenförmigen Befestigungsbereiche 88a und 88b halten die Speichen 16 in den Speichenöffnungen 89a und 89b mit den Speichenmuttern 66.
Nunmehr Bezug nehmend auf die 10 bis 12 wird das Verfahren zur Herstellung der Felge 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in größerem Detail diskutiert. Zunächst wird die ringförmige Felge 12 (das heißt separat von den Verstärkungselementen 14) ausgebildet, die den Außenringbereich 24 und den Innenringbereich 26 einschließt. So werden beispielsweise der Außenringbereich und der Innenringbereich 26 vorzugsweise hergestellt indem zunächst ein Aluminiumabschnitt mit dem Querschnitt wie in den 2 bis 4 dargestellt extrudiertextrodiert wird. Als nächstes wird der die Aluminiumabschnitt daraufhin in eine Kreisform gebogen und die Enden des Aluminiumabschnittes werden dann in der Form einer Felge 12 zusammengeschweißt, ohne die Verstärkungselemente 14.
Als nächstes werden die Verstärkungselemente 14 vorzugsweise fest mit dem Innenringbereich 26 der Felge 12 durch Schweißen oder Hartlöten verbunden, um die äußere Peripherie eines jeden Verstärkungselementes 14. Die Verstärkungselemente 14 sind vorzugsweise als individuelle einteilige Elemente konstruiert, die die in den 5 bis 8 dargestellte Kollifiguration haben, durch Gießen, Fräsen oder ähnliches wie oben beschrieben. Da werden die individuellen Verstärkungselemente 14 fest mit dem Innenringbereich 26 verbunden. Wenn die Verstärkungselemente verschweißt sind, ist jedes der Verstärkungselemente 14 vorzugsweise durch Entladungs- oder Laserschweißen geschweißt. In jedem Fall wird eine dünne Verbindungsschicht geformt, um das Verstärkungselement 14 mit dem Innenringbereich 26 der Felge 12 zu verbinden.
Als nächstes werden die Befestigungsöffnungen 28a und 28b die Durchgangsöffnungen 54 in der Felge 12 ausgebildet, vorzugsweise durch Stoßen oder Bohren, das heißt anders als Rückstrombohren) und dann durch Gewindeschneiden in den Öffnungen. Die Befestigungsöffnungen 28a und 28b und die jeweiligen Durchgangsöffnungen 54 werden vorzugsweise zur gleichen Zeit wie die anderen ausgebildet. In anderen Worten die innere Durchgangsöffnung 54 der Verstärkungselemente 14 ist vorzugsweise simultan ausgebildet mit einer jeweiligen Befestigungsöffnung 28a oder 28b.
Als nächstes wird die Ventilöffnung 34 und die Ventilöffnung 44 durch Stoßen oder Bohren in herkömmlicher Art und Weise hergestellt. Nachdem die Felge komplett ist, werden die Speichen 16 über ein Gewinde sowohl mit der Felge 12 als auch der Nabe 20 verbunden. So dann können das Ventil 36 und der Reifen 18 mit der Felge 12 in herkömmlicher Art und Weise verbunden werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Felge 12, wie oben beschrieben, ist lediglich ein Beispiel einer bevorzugten Methode der vorliegenden Erfindung. Es ist daher für den Fachmann ersichtlich, aus der Offenbarung, dass die Verfahrensschritte in abweichender Folge ausgeführt werden könnten, um die Felge der vorliegenden Erfindung zu erzielen, je nach Wunsch und/oder Notwendigkeit. Darüber hinaus ist es für den Fachmann aus der Offenbarung ersichtlich, dass Teile (das heißt Unterschritte) der Verfahrensschritte in abweichender oder miteinander verwobener Abfolge ausgeführt werden könnten, um die Felge 12 der vorliegenden Erfindung je nach Bedarf und/oder Wunsch zu erzielen, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise könnte das Verstärkungselement 14 fest mit dem extrudiertenextrodierten Aluminiumabschnitt gekoppelt sein, das heißt vor dem Biegen des Aluminiumabschnitts in die Kreisform der Felge 12. Bei einem derartigen Verfahren könnte die Durchgangsöffnung 54, die Befestigungsöffnungen 28a und 28b, die Ventilöffnung 34 und die Ventilöffnung 44 vor oder nach dem Biegen des Aluminiumabschnittes in die Kreisform ausgebildet werden. Darüber hinaus könnte die Ausbildung der Durchgangsöffnung 54, der Befestigungsöffnung 28a und 28b, der Ventilöffnung 34 und der Ventilöffnung 44 vor oder nach der festen Kopplung der Verstärkungselemente 14 erfolgen.
Zweite Ausführungsform
Nunmehr Bezug nehmend auf die 17 bis 20 wird ein Fahrradrad 210 in Übereinstimmung mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Fahrradrad 210 ähnelt dem Fahrradrad 10 der ersten Ausführungsform. Insbesondere verbindet das Fahrradrad 210 eine modifizierte Felge 212 mit modifizierten Verstärkungselementen 214 mit modifizierten Speichen 216, die damit verbunden sind. Im noch Spezielleren ist die Felge 212 zur Verwendung mit einem herkömmlichen Schlauchreifen 218 konstruiert. Zusätzlich ist die Felge 212 konstruiert zur Verwendung mit dem modifizierten Speichen 216, die vergrößerte Köpfe 261 an ihrem äußeren Endbereichen 260 haben, anstelle der mit einem Gewinde versehenen äußeren Ende. Die Verstärkungselemente 214 der Felge 212 sind ebenfalls modifiziert, zur Verwendung mit den modifizierten Speichen 216.
Angesichts der Ähnlichkeiten zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform sind diejenigen Teile der zweiten Ausführungsform, die identisch zu den Teilen der ersten Ausführungsform sind, mit den selben Bezugszeichen versehen, wie bei der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus konzentrieren sich angesichts der Ähnlichkeiten zwischen dieser zweiten und der ersten Ausführungsform, die Beschreibungen und Darstellungen zu dieser zweiten Ausführungsform auf die Unterschiede zwischen dieser zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform. Es ist für den Fachmann jedoch aus der Offenbarung ersichtlich, dass die Beschreibung und Illustrationen der ersten Ausführungsform auch anwendbar sind auf die zweite Ausführungsform, außer wie im Folgenden beschrieben und dargestellt.
Das Fahrradrad 210 dieser zweiten Ausführungsform umfasst im Wesentlichen die Felge 212 mit den Verstärkungselementen 214, den Speichen 216, einem Schlauchreifen 218 und einer Nabe 20. In anderen Worten, die modifizierte Felge 212 und die modifizierten Speichen 216 dieser zweiten Ausführungsform sind konstruiert zur Verwendung mit der Nabe 20 der ersten Ausführungsform.
Die Felge 212 umfasst im Wesentlichen einen modifizierten äußeren Ringbereich 224 (das heißt Reifenbefestigungsbereich), einen modifizierten Innenringbereich 226 (das heißt Speichenbefestigungsbereich) mit einer Mehrzahl von modifizierten Befestigungsöffnungen 228a und 228b und die modifizierten Befestigungselemente 214, die fest mit dem Innenringbereich 226 an den Befestigungsöffnungen 228a oder 228b gekoppelt sind, vorzugsweise durch Schweißen oder Hartlöten in einer Weise identisch zu der ersten Ausführungsform. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist der Außenringbereich 224 im Wesentlichen grundsätzlich identisch zu dem Außenringbereich 24 der ersten Ausführungsform, außer dass der Außenringbereich 224 eine Mehrzahl von über den Umfang gleich verteilt sind Zugangsöffnungen 225 aufweist, die in einer modifizierten Ringbrücke oder Verbindungssektion 232 ausgebildet sind. Der Außenringbereich 224 hat auch einen modifizierten Querschnitt, wie in den 18 bis 20 gezeigt, insbesondere geeignet zur Verwendung mit den Schlauchreifen 218. Die Zugangsöffnung 225 sind ausgerichtet mit den Befestigungsöffnungen 228a und 228b so dass jede der Speichen 216 durch eine der Zugangsöffnungen 225 in einer der Befestigungsöffnungen 228a oder 228b eingeführt werden können. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Zugangsöffnung 225 der Gesamtzahl der Befestigungsöffnung 228a und 228b (das heißt 16). Die Ringverbindungssektion 232 umfasst auch eine Ventilöffnung 234, konstruiert zur Aufnahme eines Ventils 236 eines Schlauches (nicht gezeigt) in herkömmlicher Art und Weise.
Der Innenringbereich 226 ist im Wesentlichen identisch zu dem Innenringbereich 26 der ersten Ausführungsform, außer dass der Innenringbereich 226 einen modifizierten Innenringbereich 242 aufweist. Im Spezielleren ist der Innenringbereich 242 dicker als der Innenringbereich 42 der ersten Ausführungsform und hat die modifizierten Befestigungsöffnungen 228a und 228b sowie eine Ventilöffnung 244 darin ausgebildet. Die Befestigungsöffnung 228a und 228b sind identisch zu den Befestigungsöffnungen 28a und 28b der ersten Ausführungsform, außer dass die Befestigungsöffnungen 228a und 228b keine Gewinde aufweisen und länger sind, aufgrund der vergrößerten Dicke des Innenringbereichs 242. Die Ventilöffnung 244 ist konstruiert zur Aufnahme 236 eines Schlauches (nicht gezeigt) in herkömmlicher Art und Weise.
Die Verstärkungselemente 214 sind identisch zu den Verstärkungselementen 14 der ersten Ausführungsform, außer dass jedes der Verstärkungselemente 214 eine modifizierte Durchgangsöffnung 254 aufweist, ohne Gewinde. So sind die Verstärkungselemente 214 identisch zu den Verstärkungselementen 14 dargestellt in den 5 bis 8, vor der Ausbildung der Durchgangsöffnungen 254 in denselben. Entsprechend werden die Verstärkungselemente 214 hier nicht diskutiert und/oder illustriert im Detail.
Die Speichen 216 werden nun in größerem Detail besprochen. Die Speichen 216 sind identisch zu den Speichen 16 der ersten Ausführungsform, außer dass jede der Speichen 216 einen modifizierten Außenendbereich 260 aufweist. Im Speziellen umfasst der Außenendbereich 260 einer jeden Speiche 216 einen vergrößerten Kopf 261, der an dem freien Ende desselben angeordnet ist, wie oben beschrieben. Auf diese Weise sind die Speichen 216 einführbar durch die Zugangsöffnung 225 in die Befestigungsöffnungen 228a und 228b und die Durchgangsöffnung 254, bis die vergrößerten Köpfe 261 sicher innerhalb der Felge 212 sitzen, wie in den 18 und 19 gezeigt. Die Speichen 216 sind relativ herkömmlich. Entsprechend werden die Speichen 216 hier nicht in größerem Detail diskutiert.
Die Felge 212 dieser zweiten Ausführungsform ist vorzugsweise in einer Art und Weise konstruiert, die identisch zur Felge 12 der ersten Ausführungsform ist, außer dass die Durchgangsöffnung 254 der Verstärkungselemente 214 als Öffnungen ohne Gewinde ausgebildet sind. In anderen Worten der Schritt oder die Schritte zur Bearbeitung der Speichenbefestigungsöffnungen (das heißt der Durchgangsöffnungen 54 und der Befestigungsöffnung 228a und 228b) um die mit einem Gewinde versehenen Speichenaufnahmeöffnungen herzustellen nach der ersten Ausführungsform, werden bei dieser zweiten Ausführungsform weggelassen. Natürlich ergibt sich für den Fachmann aus der Offenbarung, dass die Befestigungsöffnung 228a und 228b die Durchgangsöffnung 254 identisch zueinander konstruiert sein könnten, wenn notwendig und/oder gewünscht. Bei einer derartigen Anordnung sollten die Befestigungsöffnungen 228a und 228b und die Durchgangsöffnung 254 ausreichend groß sein, so dass die Speichen 216 relativ geneigt zur mittleren Ebene der Felge 212 sein können, so dass die Felge 212 sich zur gegenüberliegenden Enden der Nabe 20 erstreckt. Natürlich hängt die letztendliche Orientierung der Speichen bei einer derartig modifizierten Felge von der verwendeten Nabe ab.
Die Richtungsbegriffe, wie hier verwendet „radial, axial oder peripher, in Umfangsrichtung" wie auch all die anderen Richtungsbegriffe beziehen sich auf diejenigen Richtungen einer kreisförmigen Fahrradfelge 12, die sich um eine zentrale Achse X erstreckt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Entsprechend sind diese Begriffe, wie hier verwendet zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu interpretieren relativ zu der mittleren Achse X im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung.
Die Winkelbegriffe, wie z. B. „im Wesentlichen", „ungefähr" und „annähernd" wie hier verwendet, beschreiben einen ausreichenden Wert an Abweichung zu dem modifizierten Terminus, so dass das Endresultat nicht wesentlich geändert ist. Diese Begriffe sollten ausgelegt werden als eine Abweichung von zumindest +/– 5% einschließlich bezüglich des modifizierten Terminus, wenn diese Abweichung nicht die Bedeutung des Wortes negiert, welches modifiziert wird.
Während nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu illustrieren, ist es für den Fachmann aus der Offenbarung offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche beschreiben zu verlassen. Darüber hinaus dienen die vorhergehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Illustration und nicht der Begrenzung der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalent definiert.

Claims

Fahrradfelge (12) umfassend: einen ringförmigen Reifenanbringabschnitt (24), welcher angepasst ist, einen Reifen (18) daran montiert zu haben; einen ringförmigen Speichenanbringabschnitt (26), fest gekoppelt mit dem Reifenanbringabschnitt (24), um einen ringförmigen Hohlraum (A) auszubilden, wobei der Speichenanbringabschnitt (26) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Anbringöffnungen (28a, 28b) umfasst, wobei jede Anbringöffnung (28a, 28b) eine zentrale Achse (C) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von getrennten Verstärkungselementen (14) fest an eine externe Fläche des Speichenanbringabschnitts (26) bei den Anbringöffnungen (28a, 28b) gekoppelt ist, um die Dicke des Speichenanbringabschnitts (26) der Felge (12) bei den Anbringöffnungen (28a, 28b) effektiv zu erhöhen, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) außerhalb des Hohlraums (A) angeordnet ist und eine Durchgangsöffnung (54) aufweist, welche mit einer der Anbringöffnungen (28a, 28b) ausgerichtet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß Anspruch 1, wobei jede der Durchgangsöfnungen (54) im Wesentlichen koinzident mit einer jeweiligen der Anbringöffnungen (28a, 28b) ist, wenn diese entlang der zentralen Achse (C) mit der jeweiligen der Anbringöffnungen (28a, 28b) betrachtet wird.
Fahrradfelge (12) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) eine bezüglich des Ausmaßes maximale Überlappung aufweist, welche den ringförmigen Speichenanbringabschnitt (26) überlappt, welcher zumindest so groß ist, wie das maximale transversale Ausmaß einer jeweiligen der Anbringöffnun gen (28a, 28b), gemessen von einer äußeren peripheren Kante des Verstärkungselements (14), zu der jeweiligen der Anbringöffnungen (28a, 28b).
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) eine felgenzugewandte Fläche (56a) aufweist, welche mit einer Kontur der äußeren Fläche (48) des Speichenanbringabschnitts (26) korrespondiert.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) an den Speichenanbringabschnitt (26) geschweißt ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) um eine äußere Peripherie davon herum geschweißt ist, welche von einer jeweiligen der Anbringöffnungen (28a, 28b) beabstandet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) auf den Speichenanbringabschnitt (26) gelötet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) um eine äußere Peripherie davon herum gelötet ist, welche von einer jeweiligen der Anbringöffnungen (28a, 28b) beabstandet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede der Anbringöffnungen (28a, 28b) des Speichenanbringabschnitts (26) ein Gewinde umfasst und die Durchgangsöffnung (54) von jedem der Verstärkungselemente (14) ein Gewinde umfasst.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede der Anbringöffnungen (28a, 28b) des Speichenanbringabschnitts (26) kein Gewinde umfasst und die Durchgangsöffnung (54) von jedem der Verstärkungselemente (14) kein Gewinde umfasst.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Speichenanbringabschnitt (26) ein Paar ringförmiger Seitensektionen (30) umfasst, welche sich radial nach außen von einer inneren ringförmigen Sektion (42) erstrecken, um eine erste, im Wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt auszubilden, wenn diese in einer transversen Querschnittsrichtung betrachtet wird; und der Reifenanbringabschnitt (24) ein Paar ringförmiger Reifenstützsektionen (30) umfasst und eine ringförmige Brückensektion (32), welche sich zwischen den Reifenstützsektionen (30) erstreckt, um eine zweite, im Wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt auszubilden, wenn diese in der transversen Querschnittsrichtung betrachtet wird, um den ringförmigen Hohlraum (A) zusammen mit dem Speichenanbringabschnitt (26) auszubilden.
Fahrradfelge (12) gemäß Anspruch 11, wobei die ringförmige Brückensektion (32) frei von Öffnungen ist, außer für eine einzige Ventilaussparung (34), die darin ausgebildet ist; und der Speichenanbringabschnitt (26) eine Ventilöffnung (44) umfasst, welche mit der einzigen Ventilaussparung (34) der ringförmigen Brückensektion (32) ausgerichtet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die ringförmigen Seitensektionen (30) und die innere ringförmige Sektion (42) des Speichenanbringabschnitts (26) und die inneren Reifenstützsektionen (30) und die ringförmige Brückensektion (32) des Reifenanbringabschnitts (24) integral zusammen als ein einstückiges, einheitliches Element ausgebildet sind, welches von den Verstärkungselementen (14) getrennt ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Anbringöffnungen (28a, 28b) in einer inneren ringförmigen Sektion (42) des Speichenanbringabschnitts (26) ausgebildet sind, wobei der Speichenanbringabschnitt (26) eine innere radiale Peripherie der Felge (12) ausbildet, so dass die zentralen Achsen (C) der Anbringöffnungen (28a, 28b) sich in einer im Wesentlichen radialen Richtung der Felge (12) erstrecken.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) eine symmetrische Gestalt relativ zu einer Mittelebene (P) der Felge (12) aufweist, und jedes der Verstärkungselemente (14) eine symmetrische Gestalt relativ zu einer Mittelradialebene davon aufweist, welche senkrecht zur Mittelebene (P) ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) ein maximales Gesamtumfangausmaß umfasst, welches zumindest so groß ist, wie ein maximales Gesamtaxialausmaß davon.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei jedes der Verstärkungselemente (14) einen Basisabschnitt (50) mit einer ersten Dicke umfasst und einem zentralen Vorsprungabschnitt (52), sich radial nach innen erstreckend von dem Basisabschnitt (50), wobei der Vorsprungabschnitt (52) eine zweite Dicke umfasst, welche zumindest zweimal so groß ist, wie die erste Dicke, und wobei die Durchgangsöffnung (54) jedes Verstärkungselements (14) in dem Vorsprungabschnitt (52) ausgebildet ist.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Basisabschnitt (50) von jedem der Verstärkungselemente (14) eine verjüngte Sektion umfasst, sich um die äußere Peripherie davon herum erstreckend.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Speichenanbringabschnitt (26) der Felge (12) eine im Wesentlichen einheitliche radiale Dicke in einem ringförmigen Bereich umfasst, bei welchem die Verstärkungselemente (14) befestigt sind.
Fahrradfelge (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Speichenanbringabschnitt (26) und der Reifenanbringabschnitt (24) zusammen integral als konisches, einheitliches Element ausgebildet sind, welches von den Verstärkungselementen (14) getrennt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Fahrradfelge (12), umfassend: Ausbilden einer ringförmigen Felge (12), welche einen ringförmigen Reifenanbringabschnitt (24) umfasst und einen ringförmigen Speichenanbringabschnitt (26), welcher fest mit dem ringförmigen Reifenanbringabschnitt (24) gekoppelt ist, um einen ringförmigen Hohlraum (A) auszubilden, gekennzeichnet durch festes Koppeln einer Vielzahl von Verstärkungselementen (14) an eine äußere Fläche des Speichenanbringabschnitts (26), so dass die Verstärkungselemente (14) außerhalb des ringförmigen Hohlraums (A) in einer in Umfangsrichtung beabstandeten Anordnung angeordnet sind, um die Dicke des Speichenanbringabschnitts (26) effektiv zu erhöhen; und Ausbilden einer Vielzahl von Anbringöffnungen (28a, 28b), wobei sich eine der Anbringöffnungen (28a, 28b) durch eines der Verstärkungselemente (14) und durch den Speichenanbringabschnitt (26) der Felge (12) erstreckt.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Ausbilden der Anbringöffnungen (28a, 28b) nach dem festen Koppeln der Verstärkungselemente (14) an den Speichenanbringabschnitt (26) geschieht.
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, des Weiteren umfassend: Ausbilden von Innengewinden in den Anbringöffnungen (28a, 28b).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das feste Koppeln der Verstärkungselemente (14) an den ringförmigen Speichenanbringabschnitt (26) mittels Schweißens und/oder Lötens erreicht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei das Ausbilden der ringförmigen Felge (12) ein Ausbilden des Speichenanbringabschnitts (26) umfasst mit einem Paar ringförmiger Seitensektionen (30), sich radial nach außen von einer inneren ringförmigen Sektion (42) erstreckend, um eine erste im Wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt auszubilden, wenn diese in einer transversen Querschnittsrichtung betrachtet wird, und das Ausbilden der ringförmigen Felge (12) ein Ausbilden des Reifenanbringabschnitts (24) umfasst mit einem Paar ringförmiger Reifenstützsektionen (30) und einer ringförmigen Brückensektion (32), welche sich zwischen den Reifenstützsektionen (30) erstreckt, um eine zweite im Wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt auszubilden, wenn diese in der transversen Querschnittsrichtung betrachtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei die ringförmigen Seitensektionen (30) und die innere ringförmige Sektion (42) des Speichenanbringabschnitts (26) und die ringförmigen Reifenstützsektionen (30) und die ringförmige Brückensektion (32) des Reifenanbringabschnitts (24) zusammen integral als ein konisches, einheitliches Element während des Ausbilden der ringförmigen Felge (12) ausgebildet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 25 bis 26, wobei die Vielzahl von Anbringöffnungen (28a, 28b) in der inneren ringförmigen Sektion (42) des Speichenanbringabschnitts (26) ausgebildet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, des Weiteren umfassend: Ausbilden einer einzigen Ventilaussparung (34) in der ringförmigen Brückensektion (32) ohne Ausbilden jeglicher anderer Öffnungen in der ringförmigen Brückensektion (32); und Ausbilden einer einzigen Ventilöffnung (44) in dem Speichenanbringabschnitt (26), welche mit der einzigen Ventilaussparung (34) der ringförmigen Brückensektion (32) ausgerichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 27 oder 28, des Weiteren umfassend: Ausbilden einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Zugriffsöffnungen (225) in der ringförmigen Brückensektion (232), welche konfiguriert sind, um im Wesentlichen in einer radialen Richtung mit der Vielzahl der Anbringöffnungen (228a, 228b) ausgerichtet zu sein.