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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Fahrradfelgen. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Felge eines unitären Fahrradlaufrades.
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2. Technischer
Hintergrund
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Fahrrad
fahren wird gerade zunehmend populär, sowohl als Form der Erholung
als auch als Transportmittel. Außerdem hat sich Fahrradfahren
zu einem sehr populären
Wettkampfsport entwickelt, und zwar sowohl für Freizeitsportler als auch
für professionelle
Fahrer. Unabhängig
davon, ob das Fahrrad für
Erholungs-, Transport- oder Wettkampfzwecke verwendet wird, führt die
Fahrradindustrie laufend eine Verbesserung der verschiedenen Bauteilen von
diesem durch. Ein spezielles Fahrradbauteil, das in den vergangenen
Jahren umfassend neu gestaltet wurde, ist das Laufrad des Fahrrades.
Bei Fahrradlaufrädern
erfolgt laufend eine Neugestaltung, um sie leichter und in der Gestaltung
aerodynamischer zu machen, sowie auch damit sie leicht herzustellen
und zu montieren sind.
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Im
Moment sind viele unterschiedliche Typen von Fahrradlaufrädern auf
dem Markt erhältlich.
Die einfachsten Fahrradlaufräder
weisen eine Nabe, eine Mehrzahl von Speichen und eine ringförmige Felge auf.
Die Nabe ist an einem Teil des Rahmens des Fahrrades für eine Relativdrehung
angebracht. Die Speichen erstrecken sich von der Nabe zur ringförmigen Felge
nach außen.
Die ringförmige
Felge weist eine Vertiefung auf, um einen Luftreifen zu tragen. Typischerweise
waren die Speichen des Fahrradlaufrades dünne Metalldrahtspeichen. Die
Enden der Nabe sind mit einem Flansch versehen, der verwendet wird,
um die Speichen mit diesem zu verbinden. Insbesondere sind Löcher in
den Nabenflanschen vorgesehen. Die Drahtspeichen sind für gewöhnlich an
ihrem inneren Ende gebogen und sind mit einem nagelkopfförmig ausgebildeten
Flansch versehen. Das innere Ende ist in einem der Löcher in
einem der Nabenflansche gehaltert. Die äußeren Enden der Speichen sind
typischerweise mit Gewinden versehen, die mit Speichennippel in
Eingriff kommen, welche die äußeren Enden
der Drahtspeichen an der Felge befestigen. Insbesondere weisen die
Speichennippel Flansche auf, welche mit der Innenfläche der
Felge in Eingriff sind.
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Mit
einer auf diese Weise aufgebauten Speiche wird der Nippel in ein
in der Felge ausgebildetes Nippelloch eingesetzt und die Speiche
wird durch das Loch des Nabenflansches eingeführt, wobei der Flansch des
inneren Endes der Speiche mit dem Loch des Nabenflansches in Eingriff
kommt. Die Außengewinde
an den äußeren Enden
der Speichen werden in die Innengewinde der Speichennippel eingeschraubt,
die in die Öffnungen
der Felge eingesetzt sind.
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In
jüngster
Zeit wurden viele neue Fahrradgestaltungen verbesserter Festigkeit
sowie aerodynamischerer Gestaltung, oder solche von geringerem Gewicht
entwickelt. Jedoch weisen diese Fahrradgestaltungen des Standes
der Technik viele Nachteile auf. Ein Hauptproblem bei diesen Gestaltungen
des Standes der Technik besteht darin, dass die meisten dieser neuen
Gestaltungen sehr teuer sind. Daher sind diese teuren Gestaltungen
auf professionelle Fahrer beschränkt.
Viele der neueren Fahrradlaufräder
sind unitäre
Fahrradlaufräder.
Diese unitären Fahrradlaufräder wurden
gestaltet, damit sie sehr haltbar sind. Jedoch können sie sehr schwer sein. Außerdem sind
viele dieser unitären
Gestaltungen zu starr und sorgen nicht für eine sehr komfortable Fahrt.
Diese unitären
Fahrradlaufräder
sind auch typischerweise sehr teuer. Demgemäß weisen diese unitären Fahrradlaufräder des
Standes der Technik viele Nachteile auf.
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US 452 046 A zeigt
ein Fahrradlaufrad mit Paaren von Speichen, die mit einer Nabe und
einer Felge verbunden sind, wobei die Felge zwei Flansche aufweist,
um die jeweiligen Speichen aufnehmen. Diese Felgen sind sehr schwer
und starr.
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In
Anbetracht des zuvor Beschriebenen besteht ein Bedarf nach einer
Fahrradfelge, welche die zuvor erwähnten Probleme des Standes
der Technik überwindet.
Diese Erfindung zielt auf diesen Mangel des Standes der Technik
sowie weitere Mängel
ab, wie für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervorgeht.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Fahrradfelge bereitzustellen,
die über
verbesserte Festigkeit verfügt.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Fahrradfelge bereitzustellen,
die über
eine sehr geringes Gewicht aufweisende Gestaltung verfügt.
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Die
zuvor beschriebenen Ziele können
weiter dadurch erreicht werden, dass eine Fahrradfelge für ein Fahrrad
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 der Erfindung bereitgestellt wird.
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Der
ringförmige
Felgenabschnitt weist eine Außenumfangsfläche auf,
welche eine Vertiefung bildet, die ausgebildet ist, um einen Reifen
aufzunehmen, und eine Innenumfangsfläche, die mit ersten und zweiten äußeren Enden
von ersten und zweiten Speichenabschnitten verbunden ist. Die Rippenabschnitte
erstrecken sich von der Innenumfangsfläche des ringförmigen Felgenabschnittes
zwischen mindestens einigen der benachbarten Paare der ersten und
zweiten Speichenabschnitte, welche um den ersten Abstand voneinander
getrennt sind. Jeder der Rippenabschnitte weist eine sich zwischen
seinen Enden erstreckende Umfangsabmessung und eine Radialabmessung
auf. Die Länge
der Radialabmessung eines jeden der Rippenabschnitte nimmt im Verlauf
eines jeden der Rippenabschnitte von den Enden zu einem mittleren
Rippenabschnitt hin zu.
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Der
ringförmige
Felgenabschnitt weist eine Innenumfangsfläche, die mit den äußeren Enden
der ersten Speichenabschnitte verbunden ist, und eine Außenumfangsfläche auf,
die ausgebildet ist, um einen Reifen aufzunehmen.
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Die
zuvor beschriebenen Ziele können
weiter auch dadurch erzielt werden, dass eine Fahrradfelge bereitgestellt
wird, welche einen ringförmigen Felgenabschnitt
und eine Mehrzahl von Rippenabschnitten aufweist. Der ringförmige Felgenabschnitt weist
auf: eine Außenumfangsfläche, welche
eine Vertiefung bildet, die ausgebildet ist, um einen Reifen aufzunehmen,
erste und zweite ringförmige
Seitenflächen,
die mit der äußeren ringförmigen Fläche verbunden
sind, und eine Innenumfangsfläche,
die mit den äußeren Enden
der Speichenabschnitte verbunden ist. Die Rippenabschnitte erstrecken
sich von der Innenumfangsfläche
des ringförmigen
Felgenabschnittes zwischen mindestens einigen der benachbarten Paare
von Speichenabschnitten. Jeder der Rippenabschnitte weist eine sich
zwischen seinen Enden erstreckende Abmessung, eine Radialabmessung
und eine axiale Dicke auf. Die Länge
der Radialabmessung eines jeden der Rippenabschnitte nimmt in im
Verlauf eines jeden der Rippenabschnitte von den Enden zu einem
mittleren Rippenabschnitt hin zu.
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Die
zuvor beschriebenen Ziele können
weiter auch dadurch erzielt werden, dass eine Fahrradfelge bereitgestellt
wird, welche aufweist: eine äußere ringförmige Fläche; erste
und zweite ringförmige Seitenflächen, eine
Innenumfangsfläche,
eine Mehrzahl von Speichenbefestigungspunkten und eine Mehrzahl
von Rippenabschnitten. Die äußere ringförmige Fläche ist
ausgebildet, um einen Reifen aufzunehmen. Die ersten und zweiten
ringförmigen
Seitenflächen
sind mit der äußeren ringförmigen Fläche verbunden
und befinden sich radial innerhalb von der äußeren ringförmigen Fläche. Die Innenumfangsfläche befindet
sich radial innerhalb von den ersten und zweiten ringförmigen Seitenflächen und
verbindet die ersten und zweiten ringförmigen Seitenflächen miteinander.
Die Außenumfangsfläche, die
ersten und zweiten ringförmigen
Seitenflächen
und die Innenumfangsfläche
bilden einen ringförmigen
Körperabschnitt.
Die Speichenbefestigungspunkte sind an min destens einer von den
Innen- und Seitenflächen ausgebildet.
Die Rippenabschnitte erstrecken sich von der Innenumfangsfläche zwischen
mindestens einigen der benachbarten Paare von Speichenbefestigungspunkten.
Jeder der Rippenabschnitte weist eine sich zwischen den Enden erstreckende
Umfangsabmessung und eine radiale Abmessung auf. Die Länge der
radialen Abmessung eines jeden der Rippenabschnitte nimmt in im
Verlauf eines jeden der Rippenabschnitte von den Enden zu einem
mittleren Rippenabschnitt hin zu.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung
gehen für
Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, welche
in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend
sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, welche einen
Teil dieser ursprünglichen
Offenbarung bilden; in den Zeichnungen sind:
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1 eine
erste Seitenansicht eines unitären
Fahrradlaufrades mit einem Nabenabschnitt, zwölf Speichenabschnitten und
einem Felgenabschnitt in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
zweite Seitenansicht des in 1 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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3 eine
Seitenansicht von der Kante des in den 1 und 2 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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4 ein
Querschnitt des in den 1 bis 3 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades, und zwar entlang Schnittlinie 4-4 von 1;
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5 ein
partieller Querschnitt eines ersten Teiles des Felgenabschnittes
des in den 1 bis 4 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades, und zwar entlang Schnittlinie 5-5 von 1;
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6 ein
partieller Querschnitt eines zweiten Teiles des Felgenabschnittes
des in den 1 bis 4 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades, und zwar entlang Schnittlinie 6-6 in 1;
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7 eine
vergrößerte Ansicht
von oben der Innenumfangsfläche
des Felgenabschnittes des unitären
Fahrradlaufrades, welche die Öffnung
für den Ventilschaft
in Übereinstimmung
mit der Erfindung zeigt;
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8 ein
partieller Querschnitt eines ersten Teils des Nabenabschnittes des
in den 1 bis 4 dargestellten unitären Fahrradlaufrades,
und zwar entlang Schnittlinie 8-8 von 2;
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9 ein
partieller Querschnitt eines zweiten Teils des Nabenabschnittes
des in den 1 bis 4 dargestellten
unitären
Fahrradlaufrades, und zwar entlang Schnittlinie 9-9 von 2;
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10 eine
Seitenansicht eines Fahrradlaufrades in Übereinstimmung mit einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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11 eine
Seitenansicht von der Kante des in 10 dargestellten
Fahrradlaufrades in Übereinstimmung
mit der Erfindung;
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12 ein
Querschnitt des in den 10 und 11 dargestellten
Fahrradlaufrades entlang Schnittlinie 12-12 von 10,
wobei der Nabenabschnitt und die Speichen aus Darstellungsgründen entfernt
sind;
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13 ein
partieller Querschnitt eines ersten Teiles des Felgenabschnittes
des in den 10 bis 12 dargestellten
Fahrradlaufrades, entlang Schnittlinie 13-13 von 10; und
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14 ein
partieller Querschnitt eines zweiten Teiles des Felgenabschnittes
des in den 10 bis 13 dargestellten
Fahrradlaufrades, entlang Schnittlinie 14-14 von 10.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zu
Anfang Bezug nehmend auf die 1 bis 2 ist
ein unitäres
Fahrradlaufrad 12 in Übereinstimmung
mit der Erfindung dargestellt. Das Fahrradlaufrad 12 kann
entweder als Vorderrad oder als Hinterrad des Fahrrades verwendet
werden. Demgemäß geht für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Beschreibung betreffend
die Konstruktion des Laufrades 12 sowohl für ein Vorderrad
als auch für
ein Hinterrad Anwendung findet.
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Das
Fahrradlaufrad 12 weist einen mittigen Nabenabschnitt 20,
eine Mehrzahl von sich nach außen
erstreckenden Speichenabschnitten 22a, 22b und
einen ringförmigen
Felgenabschnitt 24 auf, mit dem ein Luftreifen 26 in
herkömmlicher
Weise verbunden ist. Die Speichenabschnitte 22a, 22b sind
so aufgebaut, dass sie in radialer Richtung biegsam sind, um für eine komfortable
Fahrt zu sorgen. Anders gesagt, sind die Speichenabschnitte 22a, 22b so
aufgebaut, dass sie für
eine stoßabsorbierende Funktion
sorgen. Diese stoßabsorbierende
Funktion wird durch eine Verwendung von Magnesium für das Laufrad 12 verbessert.
Die Form der Speichenabschnitte 22a und 22b absorbiert
die vom Boden kommenden Vibrationen bei der Verwendung im Fahrrad. Der
Felgenabschnitt ist mit Rippenabschnitten 28 versehen,
um die Festigkeit des Felgenabschnittes 24 zu vergrößern, wie
später
noch erläutert
wird.
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In
der hier dargestellten Ausführungsform weist
das Fahrradlaufrad 12 auf: zwölf Speichenabschnitte 22a, 22b,
die sich in radialer Richtung zwischen dem mittigen Nabenabschnitt 20 und
dem ringförmigen
Felgenabschnitt 24 erstrecken, und sechs Rippenabschnitte 28.
Selbstverständlich
geht für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass das Fahrradlaufrad 12 eine
geringere oder eine größere Anzahl
von Speichenabschnitten 22a, 22b als dargestellt
aufweisen kann.
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In
der am meisten bevorzugten Ausführungsform
ist das Fahrradlaufrad 12 ein einstückiges unitäres Laufrad. Der Ausdruck "unitäres Element oder
Laufrad" wie hier zur
Formulierung der Beschreibung und der Patentansprüche der
Erfindung verwendet, bedeutet, dass bei einem Laufrad der mittige
Nabenabschnitt 20, seine Speichenabschnitte 22a, 22b und
sein ringförmiger
Felgenabschnitt 24 aus einem oder mehreren Teilen ausgebildet
ist, die miteinander als einziges, nicht trennbares Element verbunden
sind. Mit anderen Worten kann ein "unitäres
Element oder Laufrad" aus
mehreren Stücken aufgebaut
sein, die miteinander verbunden sind, derart, dass das Laufrad zerbrochen,
zerschnitten oder zerstört
werden muss, um die Teile zu trennen. Andererseits bezeichnet der
Ausdruck "einstückiges unitäres Element
oder Laufrad", wie
hier zur Formulierung der Beschreibung und der Patentansprüche der
Erfindung verwendet, ein Laufrad, bei dem der mittige Nabenabschnitt 20,
die Speichenabschnitte 22a, 22b und sein ringförmiger Felgenabschnitt 24 als
ein einziges zusammenhängendes
Material ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist ein "einstückiges unitäres Element
oder Laufrad" nicht
aus zwei oder mehr Teilen, die permanent miteinander verbunden sind, hergestellt.
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Vorzugsweise
wird das einstückige
unitäre Fahrradlaufrad 12 der
Erfindung mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt. Das bevorzugte
Material für
das Fahrradlaufrad 12 der Erfindung ist Magnesium (Mg).
Selbstverständlich
geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass, je nach Anforderung
und/oder Wunsch, andere geeignete geringes Gewicht aufweisende Materialien,
wie beispielsweise Aluminium, Titan oder ein hochfestes Kompositmaterial
verwendet werden kann. Aluminium führt zu einem schwereren Laufrad,
hingegen führt
Titan oder ein hochfestes Kompositmaterial zu einem teueren Laufrad.
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Der
Nabenabschnitt 20 weist einen rohrförmigen Körperteil 20 mit sechs
Speichenbefestigungspunkten 32 auf. Der rohrförmige Körperteil 30 weist
eine axiale Bohrung 34 auf, die ausgebildet ist, um eine
Nabenbaugruppe 36 (3) in herkömmlicher
Weise aufzunehmen. Andere Typen von Nabenbaugruppen können mit
dem rohrförmigen
Körperteil 30 über Bolzen
verbunden sein, die durch Montagelöcher 38 hindurch gesteckt
sind. Wie aus den 2 und 9 zu ersehen,
ist das Gewicht des Nabenabschnittes 20 durch fünf Vertiefungen 40 verringert,
die sich zwischen den Befestigungslöchern 38 befinden. Mit
anderen Worten verringern die Aussparungen 40 die Menge
des zur Ausbildung des Nabenabschnittes 20 verwendeten
Materials, um dessen Gewicht zu minimieren.
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Die
Anzahl und Form der Speichenbefestigungspunkte 32 hängt von
der Anzahl der Speichen und deren Formen ab. Demgemäß geht für Fachleute aus
dieser Beschreibung klar hervor, dass andere Typen und Formen von
Naben in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können.
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Wie
aus den 1 bis 3 zu ersehen,
bilden die Speichenabschnitte 22a und 22b sechs
Sätze von
zwei Speichen aus, die vorzugsweise zueinander identisch sind. Mit
anderen Worten sind alle sechs Speichenabschnitte 22a identisch
zueinander und alle sechs Speichenabschnitte 22b sind identisch
zueinander. Selbstverständlich
geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass das Fahrradlaufrad 12 eine
geringere oder größere Anzahl
von Speichenabschnitten 22a, 22b als dargestellt
haben kann. Je geringer die Anzahl der verwendeten Speichenabschnitte 22a, 22b,
desto besser, da dies das Gewicht des Laufrades 12 verringert
und das Aussehen des Laufrades 12 verbessert.
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Wie
aus den 1, 2 und 4 zu
ersehen, weist jeder der Speichenabschnitte 22a ein mit
dem Speichenabschnitt 20 verbundenes inneres Ende 50a,
ein mit dem Felgenabschnitt 24 verbundenes äußeres Ende 52a und
einen mittleren Speichenteil 54a auf, der sich zwischen
den inneren und äußeren Enden 50a bzw. 52a befindet.
In ähnlicher
Weise weist jeder der Speichenabschnitte 22b ein mit dem Nabenabschnitt 20 verbundenes
inneres Ende 50b, ein mit dem Felgenabschnitt 24 verbundenes äußeres Ende 52b und
einen mittleren Speichenteil 54b auf, der sich zwischen
den inneren und äußeren Enden 50b bzw. 52b befindet.
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Die
inneren Enden 50a und 50b von benachbarten Speichenabschnitten 22a und 22b sind
integral an einem der Speichenbefestigungspunkte 32 des
Nabenabschnittes 20 ausgebildet. Die äußeren Enden 52a und 52b dieser
Speichenabschnitte 22a und 22b divergieren von
den Speichenbefestigungspunkten 32 des Nabenabschnittes 20 zum
Felgenabschnitt 24 hin radial nach außen. Die Dicke der inneren
Enden 50a, 50b und der äußeren Enden 52a, 52b nimmt
mit deren Annäherung
an den Nabenabschnitt 20 bzw. den Felgenabschnitt 24 allmählich zu. Mit
anderen Worten sind die inneren Enden 50a, 50b und
die äußeren Enden 52a, 52b dicker
als die mittleren Speichenteile 54a und 54b.
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Selbstverständlich ist
es für
Fachleute offensichtlich, dass, je nach Anforderung und/oder Wunsch,
der Querschnitt der Speichenabschnitte 22a und 22b über deren
gesamte Länge
im Wesentlichen einheitlich sein kann. Außerdem ist es für Fachleute
klar, dass, je nach Anforderung und/oder Wunsch, eine Vielzahl unterschiedlicher
Querschnittformen verwendet werden kann. Beispielsweise können in Übereinstimmung
mit der Erfindung Speichenabschnitte mit elliptischem Querschnitt
verwendet werden.
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Die
mittleren Speichenteile 54a und 54b sind konfiguriert,
um die radiale Steifigkeit des Laufrades 12 zu verringern.
Anders gesagt, sind die mittleren Speichenteile 54a und 54b konfiguriert,
um eine stoßabsorbierende
Funktion bereitzustellen. Diese stoßabsorbierende Funktion wird
durch eine Verwendung von Magnesium für das Laufrad 12 verbessert. Durch
die Form der Speichenabschnitte 22a und 22b werden
die vom Erdboden kommenden Vibrationen während der Verwendung im Fahrrad
absorbiert. Die Speichenabschnitte 22a haben eine von den
Speichenabschnitten 22b abweichende radiale Steifigkeit,
bedingt durch ihre unterschiedlichen Konfigurationen. Die Speichenabschnitte 22a sind
vorzugsweise steifer als die Speichenabschnitte 22b, insofern als
die Speichenabschnitte 22b stärker als die Speichenabschnitte 22a gebogen
werden und die gebogenen Segmente der Speichenabschnitte 22a näher an der
Achse 0 des Laufrades 12 liegen.
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Die
mittleren Speichenteile 54a und 54b der Speichenabschnitte 22a und 22b weisen
mindestens drei unterschiedliche Segmente zwischen ihren jeweiligen
inneren Enden 50a und 50b und ihren äußeren Enden 52a, 52b auf,
derart, dass die Speichenabschnitte 22a und 22b gebogen
oder gekrümmt sind.
Insbesondere weist der mittlere Speichenteil 54a eines
jeden der Speichenabschnitte 22a ein erstes oder inneres
Segment 60a benachbart zum inneren Ende 50a, ein
zweites oder mittleres Segment 62a, und ein drittes oder äußeres Segment 64a benachbart
zum äußeren Ende 52a auf.
Vorzugsweise weisen diese Segmente 60a, 62a und 64a sich
im Wesentlichen radial erstreckende Mittellinien auf, die gekrümmt sind.
Die Mittellinien der ersten und dritten Segmente 60a und 64a weisen
große
Krümmungsradien
relativ zur Mittellinie des zweiten Segmentes 62a auf,
derart, dass ein gekrümmter
oder winkliger Punkt durch das zweite Segment 62a gebildet
wird. Beispielsweise hat die Mittellinie des ersten Segmentes 60a einen
Krümmungsradius
von ungefähr
400 mm, die Mittellinie des zweiten Segmentes 62a hat einen
Krümmungsradius
von ungefähr
55 mm und der Mittelpunkt des dritten Segmentes 64a hat
einen Krümmungsradius
von ungefähr
1200 mm.
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In ähnlicher
Weise weist der mittlere Speichenteil 54b eines jeden der
Speichenabschnitte 22b ein erstes oder inneres Segment 60b benachbart zum
inneren Ende 50b, ein zweites oder mittleres Segment 62b und
ein drittes oder äußeres Segment 64b benachbart
zum äußeren Ende 52b auf.
Die Mittellinien der ersten und dritten Segmente 60b und 64b weisen
große
Krümmungsradien
relativ zur Mittellinie des zweiten Segmentes 62b auf,
derart, dass ein gekrümmter
oder winkliger Punkt durch das zweite Segment 62b gebildet
wird. Beispielsweise hat die Mittellinie des ersten Segmentes 60b einen
Krümmungsradius
von ungefähr
435 mm, die Mittellinie des zweiten Segmentes 62b hat einen
Krümmungsradius
von ungefähr
80 mm und der Mittelpunkt des dritten Segmentes 64b hat
einen Krümmungsradius von
ungefähr
1200 mm.
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Wie
aus den 2 und 3 zu ersehen, sind
die ersten Segmente 60a und 60b der Speichenabschnitte 22a und 22b im
Wesentlichen gerade Segmente (größere Krümmungsradien),
die parallel zueinander sind. Da das zweite Segment 62a des Speichenabschnittes 22a einen
kleineren Krümmungsradius
als das zweite Segment 62b des Speichenabschnittes 22b hat,
sind die Speichenabschnitte 22a stärker gekrümmt als die Speichenabschnitte 22b.
Außerdem
befindet sich die Krümmung
der Speichenabschnitte 22a weiter entfernt von der Mittelachse
0 des Nabenabschnittes 20 als die Krümmung des Speichenabschnittes 22b.
Wenn eine radial verlaufende Linie von der Mittelachse 0 des Nabenabschnittes 20 zu
einem der äußeren Enden 52a oder 52b gezogen
wird, befindet sich der zugehörige mittlere
Speichenabschnitt 54a oder 54b auf der einen Seite
der Radiallinie. Demgemäß sorgt
diese gekrümmte
Form der Speichenabschnitte 22a und 22b für einen
Stoßabsorptionseffekt
des Felgenabschnittes 24. Selbstverständlich können die Formen der Speichenabschnitte 22a und/oder 22b,
je nach Anforderung und/oder Wunsch, modifiziert werden, um die
Vorteile der Erfindung in Anbetracht dieser Offenbarung zu erzielen.
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In
der dargestellten Ausführungsform
haben die mittleren Speichenabschnitte 54a und 54b der Speichenabschnitte 22a und 22b einen
langgestreckten Querschnitt, beispielsweise einen Rechteckquerschnitt,
dessen axiale Länge
größer ist
als die in Umfangsrichtung verlaufende Breite. Die mittleren Speichenabschnitte 54a und 54b der
Speichenabschnitte 22a und 22b sind sich verjüngend ausgebildet,
wie aus 4 zu ersehen. Insbesondere sind die
mittleren Speichenteile 54a und 54b der Speichenabschnitte 22a und 22b am
Nabenabschnitt 20 am breitesten und am Felgenabschnitt 24 am schmalsten.
Demgemäß können sich
die Speichenabschnitte 22a und 22b in Umfangsrichtung
biegen, um zu ermöglichen,
dass sich der Felgenabschnitt 24 in radialer Richtung nach
innen biegt, um Stöße zu absorbieren.
Mit anderen Worten sind die Speichenabschnitte 22a und 22b so
konfiguriert, dass sie in Axialrichtung steifer sind als in Umfangsrichtung.
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Wie
am besten aus den 1 und 2 zu ersehen,
ist der Felgenabschnitt 24 so gestaltet, dass sich ein
Luftreifen 26 an diesem in herkömmlicher Weise befestigen lässt. Wie
aus den 3 bis 6 zu ersehen,
weist der Felgenabschnitt 24 einen U-förmigen
Querschnitt mit einer Innenumfangsfläche 70, einem Paar
von ringförmigen
Seitenflächen 72 und
einer Außenumfangsfläche 74 auf.
Der Felgenabschnitt 24 weist auch ein Loch 78 für einen Ventilschaft
auf, wie aus 7 zu ersehen. Die Innenumfangsfläche 70 ist
mit den äußeren Enden 52a und 52b der
Speichenabschnitte 22a und 22b verbunden. Die
Außenumfangsfläche 74 bildet
eine Vertiefung, um einen Luftreifen 26 in herkömmlicher
Weise aufzunehmen. Selbstverständlich
kann der Felgenabschnitt 24 je nach Wunsch eine Vielzahl
von Formen aufweisen.
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Mittig
angeordnete Rippenabschnitte 28 befinden sich zwischen
benachbarten Speichenabschnitten 22a und 22b,
welche sich von dem gleichen Speichenbefestigungspunkt 32 des
Nabenabschnittes 20 erstrecken. Ein kleinerer, mittig angeordneter Rippenabschnitt 76 befindet
sich zwischen benachbarten Speichenabschnitten 22a und 22b,
die sich von unterschiedlichen Speichenbefestigungspunkten 32 des
Nabenabschnittes 20 erstrecken. Jeder Rippenabschnitt 28 erstreckt
sich von der Innenumfangsfläche 70 des
Felgenabschnittes 24 in radialer Richtung nach innen. Jeder
der Rippenabschnitte 28 weist eine Umfangsabmessung, die
sich zwischen den äußeren Enden 52a und 52b von
benachbarten, sich von dem gleichen Speichenbefestigungspunkt 32 des
Nabenabschnittes 20 erstreckenden Speichenabschnittes 22a und 22b erstrecken,
eine radiale Abmessung und eine axiale Dicke auf. Die Länge der
radialen Abmessung eines jeden der Rippenabschnitte 28 nimmt
im Verlauf eines jeden der Rippenabschnitte 28 von den äußeren Enden 52a und 52b der
benachbarten Speichenabschnitte 22a und 22b zum
mittleren Segment hin zu. Vorzugsweise weist das mittlere Segment
eines jeden der Rippenabschnitte 28 eine radiale Höhe auf,
die ungefähr
gleich groß oder
größer ist
als die maximale Radialhöhe
des Felgenabschnittes 24 zuzüglich mehr als der Hälfte der
maximalen Radialhöhe
des Felgenabschnittes 24.
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Der
Rippenabschnitt 28 wurde gestaltet, um die Festigkeit des
Felgenabschnittes 24 zwischen den Speichen 22a und 22b zu
maximieren, derart, dass er die auf ihn einwirkenden Zugkräfte und
-belastungen aushalten kann. Insbesondere ist das Laufrad 12 der
Erfindung gestaltet, um die Verwendung von Speichen zu minimieren.
Jedoch wird, je geringer die Anzahl der verwendeten Speichen ist, ein
Bereich erzeugt, welcher leicht gebogen werden kann. Um die Belastungen
in diesem Gebiet zu verringern, werden die Rippenabschnitte 28 verwendet. Die
Rippenabschnitte 28 befinden sich an der Mittelebene des
Felgenabschnittes 24 zwischen den Seitenflächen. Die
axiale Dicke der Felgenabschnitte 28 ist im Wesentlichen
dünner
als die Breite des Felgenabschnittes 24 zwischen den Seitenabschnitten,
so dass das Gewicht des Felgenabschnittes 24 minimiert
wird.
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Fahrradlaufrad 112
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 10 bis 14, wird
ein Fahrradlaufrad 112 in Übereinstimmung mit der zweiten
Ausführungsform
dargestellt. Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform
und der ersten Ausführungsform
besteht darin, dass das Laufrad 112 kein einstückiges unitäres Element
ist, wie dies bei Laufrad 12 der Fall ist, und keine stoßabsorbierenden
Speichen aufweist. Vielmehr ist das Laufrad 112 aus mehreren
voneinander trennbaren Teilen aufgebaut, die voneinander getrennt
werden können,
ohne die Teile zu zerschneiden, zu zerbrechen oder anderweitig zu
beschädigen.
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Wie
aus 10 zu ersehen, weist das Fahrradlaufrad 112 einen
mittigen Nabenabschnitt 120, eine Mehrzahl von sich nach
außen
erstreckenden Speichenabschnitten 122 und einen ringförmigen Felgenabschnitt 124 auf,
mit dem ein Luftreifen 126 in herkömmlicher Weise verbunden ist.
Der Felgenabschnitt 124 ist mit Rippenabschnitten 128 versehen,
um die Festigkeit des Felgenabschnittes 124 in im Wesentlichen
der gleichen Weise, wie zuvor erläutert, zu vergrößern.
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In
Anbetracht der Ähnlichkeiten
zwischen dem Laufrad 112 dieser Ausführungsform und dem Laufrad 12 der
vorhergehenden Ausführungsform der
Erfindung, wird das Laufrad 112 hier nicht detailliert
erläutert
oder dargestellt. Vielmehr findet die vorhergehende Beschreibung
der ersten Ausführungsform
der Erfindung auf diese Ausführungsform
in einem Ausmaß Anwendung,
dass sich kein Widerspruch zu den Zeichnungen und/oder der Beschreibung
von dieser ergibt.
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Wie
aus den 11 bis 14 zu
ersehen, weist der Felgenabschnitt 124 einen U-förmigen Querschnitt mit einer
Innenumfangsfläche 170,
einem Paar von ringförmigen
Seitenflächen 172 und
einer Außenumfangsfläche 174 auf.
Der Felgenabschnitt 124 weist auch ein Loch 178 für einen
Ventilschaft auf. Der Felgenabschnitt 124 weist auch eine Mehrzahl
von Löchern 179 auf,
welche zur Befestigung von Speichenabschnitten 122 dienen.
Die Innenumfangsfläche 170 ist
mit den äußeren Enden der
Speichenabschnitte 122 verbunden.
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Die
Speichenabschnitte 122 sind mit Abständen in Umfangsrichtung um
den Felgenabschnitt 24 herum angeordnet, wobei sich abwechselnde
Abstände
zwischen benachbarten Speichenabschnitten 122 befinden.
Mittig angeordnete Rippenabschnitte 128 befinden sich zwischen
benachbarten Speichenabschnitten 122, die mit einem größeren Abstand voneinander
entfernt sind. Ein kleinerer mittig angeordneter Rippenabschnitt 176 befindet
sich zwischen benachbarten Speichenabschnitten 122, die
mit geringerem Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder Rippenabschnitt 128 erstreckt
sich von der Innenumfangsfläche 170 des
Felgenabschnittes 124 in radialer Richtung nach innen.
Jeder der Rippenabschnitte 128 weist eine Umfangsabmessung,
die sich zwischen den äußeren Enden
der benachbarten Speichenabschnitte 122 erstrecken, eine
Radialabmessung und eine axiale Dicke auf. Die Länge der Radialabmessung eines
jeden der Rippenabschnitte 128 nimmt im Verlauf eines jeden
der Rippenabschnitte 128 von den äußeren Enden der benachbarten
Speichenabschnitte 122 zu einem mittleren Segment hin zu.
Vorzugsweise weist das mittlere Segment eines jeden der Rippenabschnitte 128 eine
radiale Höhe
auf, die ungefähr
gleich groß oder
größer ist
als die maximale Radialhöhe
des Felgenabschnittes 124 zuzüglich mehr als der Hälfte der
maximalen Radialhöhe
des Felgenabschnittes 124.
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Der
Rippenabschnitt 128 wurde gestaltet, um die Festigkeit
des Felgenabschnittes 124 zwischen den Speichen 122 zu
maximieren, derart, dass er die auf ihn einwirkenden Zugkräfte und
-belastungen aushalten kann. Insbesondere ist das Laufrad 112 der
Erfindung gestaltet, um die Verwendung von Speichen zu minimieren.
Jedoch wird, je geringer die Anzahl der verwendeten Speichen ist,
ein Bereich erzeugt, welcher leicht gebogen werden kann. Um die Belastungen
in diesem Gebiet zu verringern, werden die Rippenabschnitte 128 verwendet.
Die Rippenabschnitte 128 befinden sich an der Mittelebene
des Felgenabschnittes 124 zwischen den Seitenflächen. Die
axiale Dicke der Felgenabschnitte 128 ist im Wesentlichen
dünner
als die Breite des Felgenabschnittes 124 zwischen den Seitenabschnitten,
so dass das Gewicht des Felgenabschnittes 124 minimiert
wird.
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Auch
wenn hier lediglich zwei Ausführungsformen
ausgewählt
wurden, um diese Erfindung zu erläutern, wird für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
vorgenommen werden können,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist. Weiter dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen
der Erfindung lediglich zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck
einer Einschränkung der
Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente
definiert ist.
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Zusammenfassend
weist ein Fahrradlaufrad im Wesentlichen eine Nabe, eine Mehrzahl
von Speichen, die sich von der Nabe nach außen erstrecken, und eine ringförmige Felge
auf, die mit den äußeren Enden
der Speichen verbunden ist, um einen Reifen zu tragen. Die ringförmige Felge
weist einen Speichenbefestigungsabschnitt mit einer Mehrzahl von Öffnungen
auf, welche die äußeren Enden
der Speichen aufnehmen. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform
ist das Fahrradlaufrad ein einstückiges
unitäres
Laufrad. Vorzugsweise wird das einstückige unitäre Laufrad der Erfindung mittels
eines Druckgussverfahrens hergestellt. Das bevorzugte Material für das Fahrradlaufrad
der Erfindung ist Magnesium (Mg). Ein mittig angeordneter Rippenabschnitt
befindet sich zwischen benachbarten Speichenabschnitten, um den
Felgenabschnitt zwischen Speichen zu verstärken. Rippenabschnitte erstrecken
sich von der Innenumfangsfläche
des Felgenabschnitts in radialer Richtung nach innen. Vorzugsweise
weist das mittlere Segment eines jeden der Rippenabschnitte eine
radiale Höhe
auf, die ungefähr so
groß wie
die Basisfelgenhöhe
zuzüglich
mehr als die Hälfte
der Basisfelgenhöhe
ist. Die Formen der Speichenabschnitte sind gestaltet, um vom Boden kommende
Vibrationen während
des Gebrauchs im Fahrrad zu absorbieren. Diese stoßabsorbierende Funktion
wird durch eine Verwendung von Magnesium für das Laufrad verbessert.