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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine beleuchtete Felge für ein Fahrradrad
und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Felge.
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Es
ist bekannt, dass Fahrradräder
durch einen peripheren Aufsatz oder eine periphere Felge, eine mittige
Nabe und eine Vielzahl von Speichern gebildet sind, die die Nabe
mit der Felge verbinden.
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Felgen
sind im Allgemeinen aus zwei Seitenwänden gebildet, die durch eine
kreisförmige
innere Wand oder einen unteren Steg an einem Ende angeschlossen
beziehungsweise verbunden sind und durch eine kreisförmige äußere Wand
oder einen oberen Steg an einem Zwischenpunkt angeschlossen beziehungsweise
verbunden sind, um einen im Wesentlichen nach oben gerichteten A-förmigen Querschnitt
zu erhalten. Die kreisförmigen äußeren Abschnitte
der Seitenwände,
die typischerweise mit einem äußeren Rahmen
ausgestattet sind, bilden einen Kanal zur Kopplung mit dem Reifen,
wohingegen die kreisförmigen
inneren Abschnitte der Seitenwände
zusammen mit dem unteren Steg und dem oberen Steg eine Kammer für die Anbringung
der Speichen bilden.
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In
dem unteren Steg oder in den inneren Seitenwänden sind einige Aufnahmen
für das
Anbringen der Speichen ausgebildet. Die Aufnahmen bestehen im Allgemeinen
aus Öffnungen
oder glatten Löchern oder
mit Gewinde versehenen Löchern,
in Abhängigkeit
von dem Verfahren, das für
das Anbringen der Speichen verwendet wird.
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Felgen
dieses Typs werden durch Strangpressen einer Stange aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
Die Stange wird als ein Kreis geformt, typischerweise durch Kalendrierung,
und ihre oberen Enden werden durch Schweißen verbunden.
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Auf
dem Gebiet der Fahrräder,
insbesondere auf dem Gebiet der Rennräder, ist die Forschung darauf
ausgerichtet, Lösungen
zu finden, die zu einer noch größeren Gewichtsreduzierung
des Rades führen,
ohne dass dabei jedoch seine strukturelle Stärke, die statische und dynamische
Stabilität
verringert werden. Darüber
hinaus ist die Forschung auch darauf ausgerichtet, Lösungen zu
finden, die einfache und weniger kostenintensive Verarbeitungen
und ästhetisch
ansprechende und originelle Formen ermöglichen.
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Es
ist bekannt, dass die größeren Spannungen
in der Felge in den Speichenabringungszonen liegen und dass diese
Spannungen progressiv abnehmen, wenn man sich von solchen Zonen
wegbewegt. In Anbetracht des voranstehend Gesagten ist darüber hinaus
auch bekannt, dass, um ein Gewicht mit einem reduzierten Gewicht
herzustellen, es erforderlich ist, eine Felge mit einer größeren Dicke,
bei der die Spannungen, das heißt,
in den Speichenabrngungszonen, größer sind, und mit einer geringeren Dicke
zu haben, bei der die Spannungen, das heißt, in den Zonen zwischen den
Speichenabringungszonen und den Infraspeichenzonen niedriger sind.
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Eine
erste bekannte Lösung
für solche
Felgen wird in dem Dokument
US
452.649 beschrieben, eine zweite Lösung wird in der Patentanmeldung PCT
WO93/09963 beschrieben,
eine dritte Lösung wird
in dem Europäischen
Patent
EP 715.001 beschrieben,
eine vierte Lösung
wird in dem Europäischen
Patent
EP 1.084.868 beschrieben,
und eine fünfte
Lösung
wird in der Patentanmeldung
JP
62 275801 beschrieben.
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Insbesondere
die Patentanmeldung PCT
WO93/09963 erhält die zwei
unterschiedlichen Dicken der Felge (in den Speichenabringungszonen und
in den Infraspeichenzonen) ausgehend von einer Felge, die einen
unteren Steg mit der gewünschten minimalen
Dicke aufweist und durch Verdicken der Speichenabringungszonen mit
einem auf Ziehen basierenden mechanischen Prozess. Im Gegensatz dazu
erhalten die Europäischen
Patente
EP 715.001 und
EP 1.084.8 die zwei Dicken
ausgehend von einer Felge, die eine Dicke des unteren Stegs aufweist,
die im Wesentlichen der Dicke entspricht, die in den Speichenabringungszonen
erwünscht
ist, und durch anschließendes
Entfernen (durch chemische Verarbeitung in dem Patent
EP 715.001 und durch mechanische Verarbeitung
in dem Patent
1.084.868 )
von Material in den Infraspeichenzonen des unteren Stegs.
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Die
Felge, die in dem Dokument
JP
62 275801 dargestellt wird, wird stattdessen ausgehend von
einem zylindrischen Kernelement erhalten, um das eine Vielzahl von
zylindrischen Drähte
angeordnet wird, wobei jeder dieser Drähte Abschnitte mit reduzierten
Durchmessern, die dann in Intervallen eines vorgegebenen Abstandes
ausgebildet sind, aufweist, wobei ein elastischer Schlauch um die
Vielzahl von Drähten
herum vorhanden ist, wobei der Schlauch auf diese Weise beabstandete
Zonen mit zwei unterschiedlichen externen Durchmessern aufweist.
Die Felge wird anschließend
dadurch erhalten, dass ein Prepreg auf die äußere Umfangsfläche des elastischen
Schlauches gewickelt wird, das durch Imprägnieren von Verstärkungsfasern
mit einem Harz hergestellt wird, so dass die Felge beabstandete
Zonen mit zwei unterschiedlichen Dicken aufweist, die jeweils die
Speichenanbringungszonen und die Infraspeichenzonen bilden.
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Bei
all den bekannten Lösungen
weisen die Abweichungen bei der Dicke zwischen den Speichenanbringungszonen
und den Infraspeichenzonen eine Übergangszone
mit einer im Wesentlichen krummlinigen Stufung und unterschiedlichen
Krümmungsradien,
die im Bereich von einem Minimum von wenigen Millimetern in dem
Dokument
EP 715.001 bis
zu einem Maximum von 100 mm in dem Dokument
EP 1.084.868 liegen, auf. Wie dies
in dem Dokument
EP 1.084.868 erläutert ist,
ist die Stufung einer solchen Übergangszone „erforderlich", da die Spannungen,
die durch die Speichen in der Felge verursacht werden, in der Felge
selbst mit allmählichen
Stufungen und „plötzlichen" Abweichungen bei der
Dicke verteilt werden und zu Konzentrationen von Spannungen in der
Felge und dementsprechend dazu führen
würden,
dass diese aufgrund von Überbelastung
zerbricht.
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Darüber hinaus
ist eine solche Erfordernis eine den Personen mit der gewöhnlichen
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik bekannte Erkenntnis, die sich
der Tatsache gut bewusst sind, dass, um Spannungen zu verteilen,
es erforderlich ist, weiche und allmähliche Abweichungen bereitzustellen.
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Ein
Nachteil der bekannten Lösungen
besteht darin, dass die krummlinige Stufung der Abweichung bei der
Dicke kein konsistentes Entfernen von Material zulässt, was
demzufolge zu einer nicht völlig zufrieden
stellenden Reduzierung des Gewichts führt. Darüber hinaus definiert solch
eine krummlinige Stufung auch die Form, die der Abweichung bei der
Dicke verliehen werden muss.
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Nach
tiefgründigen
Studien und vielen Labortests gelangte der Anmelder zu großer Überraschung
zu der Feststellung, dass die Spannungen der Speichen gut in der
Felge auch mit sehr plötzlichen
Abweichungen bei der Dicke und mit sehr kleinen Übergangs zonen verteilt werden
können
und dass das Gewicht der Felge mehr als in den bekannten Lösungen reduziert
werden kann, ohne jedoch die strukturelle Stärke und die statische und dynamische
Stabilität
des Rades einzubüßen. Darüber hinaus
ermöglichen
sehr plötzliche
Abweichungen bei der Dicke, dass unterschiedliche Verarbeitungstechniken
verwendet werden können,
und sie gestatten eine große
Wahlfreiheit bezüglich
der „Form", die solchen Abweichungen
bei der Dicke verliehen werden soll, und dies darüber hinaus
mit zweifellosen ästhetischen
Vorteilen.
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Es
ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Felge für ein Fahrradrad
bereitzustellen, die aus einem ringförmigen Profil ausgebildet ist,
deren Schnitt einen unteren Steg und Seitenwände umfasst, wobei der untere
Steg oder die Seitenwände
entlang der ringförmigen
Ausdehnung Speichenanbringungszonen, in denen Aufnahmen für das Anbringen
von Speichen angeordnet sind und die eine vorgegebene Dicke aufweisen,
und Infraspeichenzonen, die zwischen den Speichenanbringungszonen
platziert sind und eine geringere Dicke als die Dicke der Speichenanbringungszonen
aufweisen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eines von der Zunahme
der Dicke zwischen einer Infraspeichenzone und der angrenzenden
Speichenanbringungszone oder der Abnahme der Dicke zwischen einer
Speichenanbringungszone und der angrenzenden Infraspeichenzone eine
sehr scharfe Stufung und eine scharfe Ecke aufweist, wobei die scharfe
Ecke eine Verbindungszone mit einem Krümmungsradius aufweist, der
0,4 mm entspricht oder geringer ist.
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
weisen sowohl die Zunahme der Dicke zwischen der Infraspeichenzone
und der angrenzenden Speichenanbringungszone als auch die Verringerung
der Dicke zwischen der Speichenanbringungszone und der angrenzenden
Infraspeichenzone eine sehr scharfe Stufung und eine scharfe Ecke
auf.
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Mit
anderen Worten bedeutet dies, dass die Übergangszone zwischen den zwei
Dicken vorteilhafterweise auf das Minimum reduziert und im Wesentlichen
eliminiert wird.
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Die
scharfe Ecke ist vorzugsweise durch zwei Segmente gebildet, die
einander kreuzen, wobei das erste Segment im Wesentlichen krummlinig ist
und dem Krümmungsradius
der Felge folgt und das zweite Segment geradlinig ist und die zwischen sich
einen im Wesentlichen rechten Winkel bilden. Darüber hinaus kreuzen die zwei
Segmente einander mit einem Krümmungsradius,
der vorzugsweise 0,2 mm entspricht oder geringer ist.
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Eine
zweite Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbilden von
Zonen einer verringerten Dicke in dem unteren Steg oder in den Seitenwänden einer
Felge eines Fahrradrades, die ein ringförmiges Profil aufweist, wie
dies in Anspruch 24 definiert ist.
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Das
Drehwerkzeug, das in dem Verfahren verwendet wird, weist vorzugsweise
eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und bildet Zunahmen und
Verringerungen der Dicken des unteren Steges mit rechtwinkligen
Ecken aus.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sollten anhand der Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsformen
offensichtlich werden, die in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
gegeben wird, in denen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Segmentes der Felge der Erfindung für Räder mit einem inneren Schlauch
darstellt;
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1A illustriert
ein vergrößertes Detail,
das in 1 dargestellt ist;
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1B und 1C illustrieren
das vergrößerte Detail,
das in 1A dargestellt ist, in Übereinstimmung
mit unterschiedlichen Ausführungsformen der
Felge der Erfindung;
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2 illustriert
einen Querschnitt der Felge der Erfindung in Übereinstimmung mit der Ebene II°-II° von 1;
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3 illustriert
einen Längsschnitt
eines Teils der Felge einer Variante der Erfindung für schlauchlose
Räder;
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4 illustriert
eine sich von der Ausführungsform
von 1 unterscheidende Ausführungsform;
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5 illustriert
eine weitere sich von der Ausführungsform
von 1 unterscheidende Ausführungsform;
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6 illustriert
eine Ansicht von unterhalb des Segmentes der Felge, die in 1 dargestellt
ist;
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7 illustriert
eine sich von der Ausführungsform
von 6 unterscheidende Ausführungsform;
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8 illustriert
eine weitere sich von der Ausführungsform
von 6 unterscheidende Ausführungsform;
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9 illustriert
eine Seitenansicht eines Rades, das die Felge der Erfindung verwendet;
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10 illustriert
eine Seitenansicht eines weiteren Typs von Rad, das die Felge der
Erfindung verwendet;
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11 bis 13 illustrieren
auf schematische Weise einige Schritte eines Verfahrens zum Herstellen
der Felge in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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14 und 15 illustrieren
zwei unterschiedliche Typen von Werkzeug, die verwendet werden,
um unterschiedliche Typen einer Felge in Übereinstimmung mit dem Verfahren
der Erfindung, das in den 11 bis 13 illustriert
ist, zu erhalten.
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Die
Felge der Erfindung wird durch Strangpressen einer Stange aus einer
Aluminiumlegierung hergestellt. Die Stange wird typischerweise durch Kalendrierung
als ein Kreis geformt, und seine oberen Enden werden durch Schweißen miteinander verbunden.
Die Felge, die in ihrer Gesamtheit durch 1 gekennzeichnet
ist, ist in den 9 und 10 dargestellt,
wo sie auf zwei Fahrradräder
W, W' mit unterschiedlichen
Speichenanordnungen angewendet wird. Die Fahrradräder W, W', sind, wie dies
bereits erwähnt
worden ist, durch einen peripheren Zenit mit einem ringförmigen Profil
oder der Felge 1, einer mittigen Nabe 18, 18' und einer Vielzahl
von Speichen 19, 19' gebildet,
die die Nabe 18, 18' mit der
Felge 1 verbinden. 1 illustriert
darüber
hinaus ein Segment einer solchen Felge 1 in einem Längsquerschnitt,
wohingegen 2 einen Querschnitt davon illustriert.
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Die
Felge 1 ist, wie dies eindeutiger in der Querschnittsdarstellung
von 2 gesehen werden kann, aus zwei Seitenwänden 4, 5,
die an einem Ende durch eine kreisförmige innere Wand 2 verbunden
sind, die als unterer Steg bekannt ist, und die an einem Zwischenpunkt
durch eine kreisförmige äußere Wand 3 verbunden
sind, auch als oberer Steg bekannt, gebildet, und sie weist einen
im Wesentlichen nach oben gerichteten A-förmigen
Querschnitt auf. Die kreisförmigen äußeren Abschnitte
der Seitenwände 4, 5 sind
mit einem äußeren Rahmen 4a, 5a ausgestattet,
der einen Kanal zum Koppeln mit dem Reifen bildet, wohingegen die
kreisförmigen
inneren Abschnitte der Seitenwände 4, 5 mit
dem unteren Steg 2 und dem oberen Steg 3 eine
Kammer 15 für das
Anbringen der Speichen ausbilden.
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Die
Lösung,
die hier dargestellt ist, bezieht sich auf eine Felge mit einem
unteren Steg 2 und einem oberen Steg 3, was allgemeinhin
als „Doppelsteg" bezeichnet wird,
was jedoch beschrieben wird, kann auch auf Felgen mit einem offenen
Querschnitt, das heißt,
ohne oberen Steg, mit einer im Wesentlichen U-Form angewendet werden.
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Der
Querschnitt der Felge 1 weist, wie dies bereits erwähnt worden
ist, eine einzelne Speichenanbringungskammer 15 auf, es
können
jedoch auch zwei oder mehr Kammern in unterschiedlichen Ausführungen
bereitgestellt werden, die durch eine oder mehrere Trennwände erhalten
werden, die sich parallel oder quer zu dem oberen Steg verlaufend
erstrecken. Jede Wand (oberer Steg, unterer Steg, Seitenwände und
Trennwände)
können
darüber
hinaus auf unterschiedliche Art und Weise geformt sein, wodurch
ein Querschnitt der Felge erhalten wird, der im Wesentlichen komplex
ist.
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Der
untere Steg 2 weist entlang der ringförmigen Ausdehnung der Felge 1 Speichenanbringungszonen 9 einer
gleichbleibenden Dicke S2, die ungefähr 1,8 mm entspricht, auf,
wo Durchgangslöcher 6 für das Anbringen
der Speichen ausgebildet sind. Um das Anbringen der Speichen zu
erleichtern, ist an dem oberen Steg 3 ein Durchgangsloch 7 mit einem
Durchmesser ausgebildet, der größer ist
als der Durchmesser des Loches 6 des unteren Steges 2 und
radial zu diesem ausgerichtet ist. Solch eine Konstruktion erleichtert
die Montagevorgänge
für die Speichen
während
der Herstellung des Rades. Das Loch 7 des oberen Stegs 3 ermöglicht tatsächlich das Einführen einer
Schraubenmutter oder eines Verriegelungsstutzens, der mit dem mit
Gewinde versehenen Kopf der Speichen in Eingriff gebracht wird,
die radial von der Mitte der Felge in das Loch 6 des unteren
Steges 2 eingesetzt werden. Die Größe des Loches 7 ermöglicht darüber hinaus
das Einführen
des Kopfes eines Einfädelungswerkzeuges,
das die Schraubenmutter oder den Stutzen in den Kopf der Speiche
schraubt. Der untere Steg 2 weist ebenfalls entlang der
ringförmigen
Ausdehnung der Felge 1 und platziert zwischen den Speichenanbringungszonen 9,
Infraspeichenzonen 8 einer im Wesentlichen gleich bleibende
Dicke S1 auf, die geringer ist als die Dicke S2 der Speichenanbringungszonen 9 und
die ungefähr
0,8 mm entspricht. Die geringere Dicke der Infraspeichenzonen 8 in
Bezug auf die Dicke der Speichenanbringungszonen 9 ermöglicht,
dass das Gewicht der Felge 1 und demzufolge das Gewicht des
Rades W auf das Minimum reduziert wird. Die Reduzierung der Dicke
mindert jedoch nicht die strukturelle Stärke, die statische Stabilität und die
dynamische Stabilität
der Räder,
da diese Reduzierung außerhalb
der Zonen gebildet wird, wo die Spannungen größer sind, das heißt, in den
Speichenanbringungszonen 9. Diese Zonen weisen in der Tat
eine Dicke S2 auf, die ausreichend ist, um die strukturelle Stärke in Richtung
der Spannungen zu sichern, die durch die Speichen in der Felge verursacht
werden.
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Die
Dicken S1 und S2 in der dargestellten Ausführungsform sind im Wesentlichen
einheitlich entlang der ringförmigen
Ausdehnung der Felge, für andere
Ausführungsformen
kann jedoch eine Abweichung davon vorgesehen werden, um Flächen mit
einem leicht konkaven oder konvexen krummlinigen Profil zu bilden.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung weist die Zunahme der Dicke zwischen der Infraspeichenzone 8 und
der Speichenanbringungszone 9, besser dargestellt in dem
vergrößerten Detail
von 1A, eine sehr scharfe Stufung auf und weist eine
scharfe Ecke 14 auf. Auf die gleiche Weise weist die Verringerung
der Dicke zwischen der Speichenanbringungszone 9 und der
Infraspeichenzone 8 ebenfalls eine sehr scharfe Stufung
auf und weist eine scharfe Ecke 11 auf. Für solch
eine Verringerung der Dicke wurde das vergrößerte Detail nicht dargestellt,
da es die die Zunahme der Dicke widerspiegelt, die in 1A dargestellt
ist.
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Genauer
gesagt bedeutet dies, dass die Zunahme der Dicke durch eine unterbrochene
Linie gebildet wird, die aus einem ersten krummlinigen Abschnitt 12 mit
einem Krümmungsradius,
der im Wesentlichen dem Krümmungsradius
des unteren Steges 2 der Felge 1 entspricht, oder,
in einer alternative Lösung,
aus einem geradlinigen Abschnitt, der im Wesentlichen berührend mit
der inneren Fläche 8a der
Infraspeichenzone 4 ist, einem zweiten geradlinigen Abschnitt 13 im
Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Abschnitt 12 und einer
im Wesentlichen rechtwinkligen oder scharfen Ecke 14 besteht.
Die Zunahme der Dicke und die Abnahme der Dicke weisen dementsprechend
im Wesentlichen eine „abgestufte" Form auf und sind
dementsprechend sehr scharf, wodurch im Wesentlichen die Übergangszone
zwischen den zwei unterschiedlichen Dicken beseitigt wird. Der Winkel,
der zwischen den zwei Abschnitten 12 und 13 gebildet
wird, muss nicht notwendigerweise 90° groß sein, sondern er kann leicht
größer oder
kleiner als 90° groß sein.
Darüber
hinaus können
der erste Abschnitt 12 und der zweite Abschnitt 13 eine
leichte Wölbung
oder eine Ausbuchtung aufweisen, oder eine beliebige Kombination
zwischen einer geradlinigen, konkaven oder konvexen Form haben.
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Wie
dies anhand von 1A gesehen werden kann, kreuzen
sich der erste Abschnitt 12 und der zweite Abschnitt 13 perfekterweise,
wodurch eine ideale scharfe Ecke 14 ausgebildet wird.
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Wie
dies jedoch bekannt ist, ermöglichen Verarbeitungstechniken,
welche auch immer verwendet werden, nicht, dass perfekt ideale Kreuzungszonen
erhalten werden.
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Eine
erste mögliche
Konfiguration, die mit den zum gegenwärtigen Zeitpunkt bekannten
Verarbeitungstechniken erhalten werden kann, ist in dem vergrößerten Detail
von 1 dargestellt, wo die Kreuzungszone oder die scharfe
Ecke 34 zwischen dem ersten Abschnitt 32 und dem
zweiten Abschnitt 33 einen Krümmungsradius von 0,4 mm aufweist.
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Eine
zweite Konfiguration ist in dem vergrößerten Detail von 1B dargestellt,
in dem die Kreuzungszone oder die scharfe Ecke 24 zwischen dem
ersten Abschnitt 22 und dem zweiten Abschnitt 23 einen
Krümmungsradius
von 0,2 mm aufweist.
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Durch
die gesamte Anmeldung hindurch bedeutet „scharfe Ecke" nicht bloß eine ideale
Kreuzung zwischen dem ersten Abschnitt 12, 22, 32 und dem
zweiten Abschnitt 13, 23, 33 sondern
eine Kreuzungszone, die vorzugsweise einen Krümmungsradius aufweist, der
0,4 mm entspricht oder geringer als dieser ist, und die sogar noch
starker bevorzugt einen Krümmungsradius
aufweist, der 0,2 mm entspricht oder geringer als dieser ist.
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Das,
was hier festgestellt worden ist, gilt selbstverständlich auch
für die
Verringerung der Dicke zwischen der Speichenanbringungszonen 9 und der
Infraspeichenzonen 8.
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Die 1B und 1C illustrieren
ebenfalls Varianten in Bezug auf die Dicken der Speichenanbringungszonen 9 und
den Infraspeichenzonen 8. In 1B wird
eine Felge dargestellt, die einen unteren Steg mit einer Dicke S4
in der Speichenanbringungszone von 2,9 mm und einer Dicke S3 in
der Infraspeichenzone von 1,2 mm aufweist, wohingegen in 1C eine
Felge dargestellt wird, die einen unteren Steg mit einer Dicke S6
in der Speichenanbringungszone von 2,3 mm und einer Dicke S5 in
der Infraspeichenzone von 1 mm aufweist.
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In 3 wird
ein Segment einer Variante der Felge der Erfindung dargestellt,
wobei der obere Steg 43 keine Löcher aufweist und die Felge
so geeignet dafür
macht, in schlauchlosen Rädern
verwendet zu werden. In der Tat ermöglicht das Nicht-Vorhandensein von
Löchern
in dem oberen Steg, so wie dies bekannt ist, dass eine luftdichte
röhrenförmige Kammer
zwischen dem Reifen und dem oberen Steg 43 erzeugt werden
kann, in die Druckluft gepumpt wird. Bei dieser Lösung können, obgleich
hier die Löcher 6 in
dem unteren Steg glatt sind, auch mit einem Gewinde versehen werden.
Der untere Steg 42 weist eine Zunahme der Dicke zwischen
der Infraspeichenzone 8 und der Speichenanbringungszone 9 mit
einer sehr scharfen Stufung und mit einer scharfen Ecke 14 des
Typs auf, der in 1 dargestellt ist. Der untere
Steg weist darüber
hinaus auch eine Verringerung der Dicke zwischen der Speichenanbringungszone 9 und
der Infraspeichenzone 8 auf, die eine krummlinige allmähliche Stufung
aufweist, die sich über
einen wesentlichen Abschnitt 45 entlang der ringförmigen Ausdehnung
der Felge 1 erstreckt.
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4 zeigt
ein Segment einer weiteren abweichenden Ausführungsform der Felge für Räder mit
einem inneren Schlauch, die sich von der unterscheidet, die in 3 beschrieben
und dargestellt ist, bei der die Verringerung der Dicke 50 zwischen
der Speichenanbringungszone 9 und der Infraspeichenzone 8 eine
geradlinige allmähliche
Stu fung aufweist, die sich über
einen wesentlichen Abschnitt 53 entlang der ringförmigen Ausdehnung
der Felge 1 erstreckt.
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In
Bezug auf die 3 und 4 ist es
offensichtlich, dass auch miteinander kombinierte Konfigurationen
bereitgestellt werden können,
bei denen die Zunahme der Dicke eine krummlinige allmähliche Stufung
oder eine geradlinige allmähliche
Stufung aufweist und die Verringerung der Dicke eine sehr scharfe
Stufung und eine scharfe Ecke aufweist.
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In 5 ist
ein Segment der Felge einer weiteren abweichenden Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, bei der eine alternative Ausführungsform der
Zunahme der Dicke von der Infraspeichenzone 8 zu der Speichenanbringungszone 9 und
von der Verringerung der Dicke von der Speichenanbringungszone 9 bis
zu der Infraspeichenzone 8 dargestellt ist. Die Zunahme
der Dicke wird in diesem Fall durch eine unterbrochene Linie gebildet,
die aus einem ersten geradlinigen Abschnitt 62 im Wesentlichen
berührend
mit der inneren Fläche 8a der
Infraspeichenzone 8, einem zweiten geradlinigen Abschnitt 63,
im Wesentlichen bei 60° in
Bezug auf den ersten Abschnitt 62 und einem spitzen Hinterschneidungswinkel
oder einer scharfen Ecke von ungefähr 60° besteht.
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Es
ist offenkundig, dass 60° lediglich
einer der vielen möglichen
Werte des Hinterschneidungswinkel ist und dass dieser größere oder
kleinere Werte annehmen kann. Darüber hinaus weist die scharfe Ecke 64 einen
Krümmungsradius
auf, der vorzugsweise 0,4 mm entspricht oder geringer als dieser
ist, und sie weist sogar noch starker bevorzugt einen Krümmungsradius
aufweist, der 0,2 mm entspricht oder geringer als dieser ist.
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6 illustriert
eine Ansicht vom Inneren des Segmentes der Felge 1, die
in 1 dargestellt ist, die die „Form" oder die Stufung entlang der Breite
L des unteren Steges 2 betont, von der Zunahme der Dicke
zwischen der Infraspeichenzone 9 und der Speichenanbringungszone 9 und
von der Verringerung der Dicke zwischen der Speichenanbringungszone 9 und
der Infraspeichenzone 8. Solche Stufungen 14 und 11 sind
in Bezug auf das Speichenanbringungsloch 6 symmetrisch
und erstrecken sich entlang geradliniger Abschnitte im Wesentlichen
senkrecht zu den Seitenflächen 4, 5 der
Felge 1. In unterschiedlichen Ausführungsformen, die nicht dargestellt
sind, können
solche ge radlinigen Abschnitte um den gleichen Winkel oder um unterschiedliche
Winkel in Bezug auf die Seitenflächen 4 und 5 geneigt sein,
um bestimmte ästhetische
oder funktionale Anforderungen zu erfüllen.
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In 7 wird
das Segment der Felge der Erfindung dargestellt, bei dem die Stufungen
der Abweichungen bei der Dicke 70 und 71 entlang
der Breite L des unteren Steges 2 in Bezug auf das Loch 6 symmetrisch
sind und aus einem Umfangsbogen mit einer Ausbuchtung, die dem Loch 6 selbst
zugewandt ist, gebildet ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform,
die nicht dargestellt ist, können
die kreisförmigen
Bögen näher zueinander
bewegt werden, so lange, bis ein einzelner Kreis um das Loch 6 herum
gebildet ist.
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In 8 ist
das Segment der Felge der Erfindung dargestellt, bei dem die Stufungen
der Abweichungen bei der Dicke 80 und 81 entlang
der Breite L des unteren Steges 2 in Bezug auf das Loch 6 symmetrisch
sind und aus Umfangsbögen
mit einer Ausbuchtung, die den Infraspeichenzonen 8 selbst
zugewandt ist, gebildet ist.
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Es
ist offensichtlich, dass die Stufungen 14, 11; 70, 71 und 80, 81 der
Abweichungen bei der Dicke Formen aufweisen können, die von denen, die die
illustriert werden, abweichen. So sind sie möglicherweise nicht symmetrisch,
oder in einem anderen Fall können
die krummlinigen Abschnitte auch elliptisch parabolisch oder anderweitig
durch eine beliebige Kombination aus geradlinigen und krummlinigen Abschnitten
geformt sein.
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In
den Beispielen, die beschrieben werden, erstrecken sich die Abweichungen
bei der Dicke mit sehr scharfen Stufungen und mit einer scharfen
Ecke über
die gesamte Breite L des unteren Steges 2. In anderen Ausführungsformen
können
sich solche Abweichungen über
einen Teil der Breite L des unteren Stegs 2 erstrecken,
wohingegen der verbleibende Teil eine krummlinige oder geradlinige
Stufung aufweisen könnte,
wie dies in den 3 und 4 dargestellt
ist.
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In 9 ist
ein Rad W dargestellt, das die Felge 1 der Erfindung in Übereinstimmung
mit den Eigenschaften verwendet, die in Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben
und illustriert worden sind. Das Rad W hat sechzehn Speichen 19,
die gleichmäßig entlang der
kreisförmigen
Ausdehnung des unteren Steges 2 verteilet sind und an den
jeweiligen Speichenanbringungszonen 9 daran befestigt sind.
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In 10 ist
ein weiteres Rad W' dargestellt, das
eine Felge 1 verwendet, die in Übereinstimmung mit der Erfindung
hergestellt worden ist, bei dem sieben Speichenanbringungszonen 9' für 21 Speichen 19' gebildet sind,
die in Dreiergruppen angeordnet sind, wodurch sieben Tripletts aus
Speichen gebildet werden. Die Zunahme der Dicke zwischen der Infraspeichenzone 8' und der Speichenanbringungszone 9' und die Verringerung
der Dicke zwischen der Speichenanbringungszone 9' und der Infraspeichenzone 8' ist des Typs,
der in Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben
und illustriert worden ist.
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In
Bezug auf die 11, 12 und 13 wird
ein erstes Verfahren zum Herstellen einer Felge in Übereinstimmung
mit der Erfindung beschrieben. Solch ein Verfahren sieht im Wesentlichen
die Verwendung einer Technik zum Entfernen von Material mittels
der Verwendung von Maschinenwerkzeugen, die entsprechend einer oder
mehreren sich bewegenden Achsen angetrieben werden, vor.
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Die
Felge, an der das Entfernen durchgeführt wird, kann aus jeglichem
beliebigen Material bestehen, wie beispielsweise aus Aluminium und
seinen Legierungen oder aus zusammengesetzten Materialien, die aus
Strukturfasen bestehen, die in einer Matrix aus Polymermaterial,
wie beispielsweise Kohlefaser eingebettet sind.
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In 11 ist
ein Abschnitt der Felge 100, die in Übereinstimmung mit einer der
bekannten Verfahren erhalten wird, dargestellt, bei der der untere
Steg 102 eine im Wesentlichen gleich bleibende Dicke S2 aufweist,
die der gewünschten
letztendlichen Dicke für
die Speichenanbringungszonen entspricht. In der Felge 100 sind
die Speichenanbringungslöcher 106 hervorgehoben,
die beispielsweise mittels Bohrung ausgebildet werden. Die Löcher 106 können auch nach
den Schritten des Verfahrens geformt werden, das beschrieben wird.
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Das
beschriebene Verfahren sieht die Verwendung eines Drehwerkzeuges
U1 vor, das vergrößert in 14 dargestellt
ist, das aus einem Endfräswerkzeug
mit einem zylindrischen Kopf T1, der mit Schneidkanten ausgestattet
ist, gebildet ist, vor. Solch ein Kopf T1 weist ein scharfes Kantenprofil
auf, wobei mit der scharfen Kante ein industriell erzielbarer Winkel
mit einem Radius, das heißt,
der einen Krümmungsradius
in dem Bereich von 0,4 mm oder größer und noch starker bevorzugt
in der Größenordnung
von 0,2 mm aufweist, gemeint ist.
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Um
die Erläuterung
einfacher zu gestalten, ist der Arbeitskopf des Maschinenwerkzeuges,
an dem das Fräswerkzeug
montiert ist, in der Beschreibung des Verfahrens nicht vorhanden.
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Das
Dreh-Fräswerkzeug
U1 wird, wie dies in 11 dargestellt ist, mit seiner
Drehachse X1 in einer im Wesentlichen radialen Position auf der
Ebene platziert, die durch die Felge 100 gebildet wird.
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Wie
dies anhand von 12 gesehen werden kann, wird
das Fräswerkzeug
U1 in die radiale Richtung entlang der Achse X in Richtung der Felge 100 bewegt,
wodurch das Material des unteren Steges 102 bis zu einer
Tiefe entfernt wird, die dem Wert, der durch die Differenz hinsichtlich
der Dicken S2 und S1 erhalten wird, entspricht. Das Fräswerkzeug
U1 wird auf diese Weise entlang eines Umfangsbogens von der Ausgangsposition
von 12 bis zu der Endposition von 13 bewegt,
wodurch das Material durch die Schneidkanten, die an der Seitenfläche des
Kopfes T1 angeordnet sind, von dem unteren Steg 102 entfernt
wird. Anschließend
wird das Fräswerkzeug
U1 in Richtung der Mitte der Felge 100 zurückgezogen
und in Richtung einer sich anschließenden Infraspeichenposition
für das
anschließende
Entfernen von Material entlang des unteren Stegs 102 gedreht.
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Es
ist offensichtlich, dass in einer Variante des Verfahrens es vorgesehen
sein kann, dass die Felge 100 in Bezug auf das Dreh-Fräswerkzeug
U1 bewegt wird.
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Mittels
des soeben beschriebenen Verfahrens werden Abweichungen bei der
Dicke in dem unteren Steg erhalten, der die Form aufweist, die in 1 dargestellt
ist. Wenn darüber
hinaus der Durchmesser D des Fräswerkzeuges
U1 größer ist als
die Breite L des unteren Steges 102, wird in einem einzigen
Schritt eine Felge mit Abweichungen bei der Dicke entlang der Breite
L des unteren Stegs erhalten, die darüber hinaus eine Form wie die
aufweist, die in 8 illustriert ist.
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Durch
Steuern der voranschreitenden Tiefe des Werkzeuges entlang der Achse
X in Richtung des unteren Steges 102 ist es möglich, Felgen
mit unterschiedlichen Kombinationen von Dicken S1, S2; S3, S4 und
S5, S6 herzustellen, wie dies in Bezug auf die 1A, 1B und 1C beschrieben
worden ist.
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Wenn
man wünscht,
eine andere Form der Abweichungen bei der Dicke entlang der Breite
L des unteren Steges 2 zu erhalten, wie beispielsweise
die, in den 6 und 7 dargestellt
ist, wird es erforderlich sein, das Fräswerkzeug U1 entsprechend weiteren
Achsen durch Verwendung von bekannten Techniken des Interpolieren
der Achsen zu bewegen.
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Um
beispielsweise die Stufungen 14 und 11 von 6 zu
erhalten, muss das Fräswerkzeug
U1 ebenfalls senkrecht zu der Ebene der Felge bewegt werden. In
Bezug auf die Position, die in 12 dargestellt
ist, muss das Fräswerkzeug
U1 in der Tat mit einer abwechselnden Bewegung in die Richtung senkrecht
zu dem Blatt bewegt werden. Wenn man wünscht, die Stufungen 70 und 71 zu
erhalten, die in 7 dargestellt sind, muss das
Fräswerkzeug
U1 von der Position, die in 12 dargestellt
ist, gleichzeitig entlang der Achse senkrecht zu der Ebene der Felge
und entlang eines Umfangsbogens auf der Ebene der Felge mit sich
abwechselnden Stufungen bewegt werden, wodurch eine gekrümmte dazwischen
angeordnete Bahn erhalten wird.
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Durch
Verwendung eines Fräswerkzeuges U1
mit einem abgeschrägten
kegelstumpfförmigen Kopf
T2 des Typs, der in 15 dargestellt ist, ist es möglich, eine
Felge mit Abweichungen bei der Dicke mit Hinterschneidung des Typs
zu erhalten, der in 5 dargestellt ist. Um die Hinterschneidung
zu erhalten, wird das Fräswerkzeug
U2 zu Beginn mit seiner Achse X2 parallel zu der Ebene der Felge
jedoch in seitlicher und äußerer Position
angeordnet. Anschließend
wird das Fräswerkzeug
U2 in Richtung der Felge übertragen,
wobei seine Achse parallel zu der Ebene der Felge beibehalten wird
und das Material mit den Flächen
der Schneidseite des Kopfes T2 entfernt wird. Anschließend wird
das Fräswerkzeug U2
entlang einem Umfangsbogen von der Ausgangsposition zu der Endposition
durch Entfernen des Materials von dem unteren Steg über die
Schneidkanten bewegt, die an der Seitenfläche des Kopfes T2 platziert
sind. Anschließend
wird das Fräswerkzeug
U2 seitlich in Bezug auf die Ebene der Felge herausgenommen, wodurch
die gewünschte
Hinterschneidung ausgebildet wird.
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Es
ist offensichtlich, dass Abweichungen bei der Dicke wie jene, die
für den
unteren Steg beschrieben worden sind, auch an den Seitenwänden der
Felge erhalten werden können,
alles was dafür
erforderlich ist, ist, dass die Werkzeuge T1 und T2 auf Ebenen bewegt
werden, die senkrecht zu solchen Wänden sind.
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Ein
zweites Herstellungsverfahren, das zum Herstellen der Felge der
Erfindung in einer ihrer vorgesehenen Ausführungsformen verwendet werden kann,
erfordert die Verwendung der Technik der Elektronenentladungsbearbeitung.
In solch einem Fall werden, beginnend mit einer Felge 100 des
Typs, der in 11 beschrieben und illustriert
ist, sich anschließende
Vorgänge
des Entfernens von Material in den Infraspeichenzonen durch Elektronenentladungsbearbeitung
durchgeführt,
wodurch, wie dies bekannt ist, es möglich ist, eine hohe Präzision zu
erhalten.
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Es
können
auch andere Verfahren verwendet werden, um die beschriebenen Geometrien
zu erhalten, wobei auch die Technologie und das Material berücksichtigt
werden, die zum Herstellen der Felge selbst verwendet werden.
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Sollte
die Felge insbesondere durch Formgießen erhalten werden, könnte es
sich als nützlich erweisen,
die gewünschten
Abschnitte und Profile direkt durch Einwirken auf die Form der Gussform
herzustellen. In dem Fall von Felgen, die beispielsweise mit Schichten
aus Kohlefaser hergestellt werden, kann es vorgesehen sein, dass
die Speichenanbringungszonen durch die Anwendung einer Anzahl von Schichten
aus Kohlefasern in solchen Zonen, die größer ist als die Anzahl in den
Infraspeichenzonen, erhalten werden, und dass die Gussform ebenfalls
eine Form aufweist, die den scharfen Kantenprofilen entsprechen
und mit ihnen übereinstimmen,
die erhalten werden sollen.
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Auf
eine ähnliche
Weise kann das gewünschte
Ergebnis erhalten werden, wenn ein Spritzgießverfahren angewendet wird,
in diesem Fall ermöglicht
die Form der Gussform mit scharfen Kantenprofilen, dass die gewünschten
Formen erhalten werden, wenn das eingespritzte Material die Ausbuchtung
mit den Ecken ausfüllt,
die durch sie gebildet werden.