DE9410257U1

DE9410257U1 - Hub, especially hub made of fiber composite materials for the assembly of spokes with a straight head

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Publication number: DE9410257U1
Application number: DE9410257U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2004-06-30

Description

BeschreibungDescription

Nabe insbesondere Nabe aus Faserverbundwerkstoffen
für die Montage von Speichen mit geradem KopfHub, especially hub made of fiber composite materials
for mounting spokes with straight head

In den letzten Jahren kamen immer mehr Speichen mit geradem Kopf zur Anwendung. Dazu waren neue Naben- Konfigurationen erforderlich.In recent years, more and more spokes with straight heads have been used. This required new hub configurations.

Ebenfalls in den letzten Jahren kamen im Fahrradberreich die Faserverstärkten Kunststoffe insbesondere Kohlefaserverstärkte Epoxidharze zur Anwendung.In recent years, fiber-reinforced plastics, particularly carbon fiber-reinforced epoxy resins, have also been used in the bicycle sector.

Die Befestigung von Speichen mit gebogenem d.h. gekröpftem Kopf in Kunststoffen ist nur möglich, wenn deutliche Abstriche hinsichtlich der Speichenzugkraft akzeptiert werden, da die Lochleibungsfestigkeiten von Faserverbundwerkstoffen sehr begrenzt sind. Eine Lösung wäre es, im Bereich der Krafteinleitung metallische Werkstoffe zu verwenden. Dies würde jedoch den konstruktiven Aufwand erhöhen.The fastening of spokes with a bent, i.e. cranked, head in plastics is only possible if significant reductions in the spoke tensile force are accepted, since the hole bearing strength of fiber composite materials is very limited. One solution would be to use metallic materials in the area of force introduction. However, this would increase the design effort.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, auch bei sehr hohen Speichenzugkräften die Verwendung von Faserverbundwerkstoffen für die Herstellung von Naben mit möglichst niedrigem Strukturgewicht zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the use of fiber composite materials for the production of hubs with the lowest possible structural weight, even with very high spoke tensile forces.

Zum einen wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, daß anstelle von Speichen mit gebogenem Kopf solche mit geradem Kopf verwendet werden. Dadurch wird die Problematik der zu geringen Lochleibungsfestigkeiten von Faserverbundwerkstoffen umgangen, da bei geradem Speichenkopf die Krafteinleitung in die Nabe über Flächenpressung erfolgt, was eine weitaus werkstoffgerechtere Art darstellt und somit eine höhere Speichenzugkraft zuläßt. Dies kann erfindungsgemäß auch dadurch erreicht werden indem die Speichennippei nicht bei der Felge sondern bei der Nabe angeordnet sind. Auch bei dieser Ausführung müssen Speichen mit geradem Kopf verwendet werden, da die Befestigung von Speichen mit gebogenem Kopf in der Felge konstruktive Schwierigkeiten bereiten würde.On the one hand, the object of the invention is achieved by using spokes with straight heads instead of spokes with curved heads. This avoids the problem of the insufficient hole bearing strength of fiber composite materials, since with a straight spoke head the force is introduced into the hub via surface pressure, which is a much more material-appropriate method and thus allows a higher spoke tensile force. This can also be achieved according to the invention by arranging the spoke nipples not at the rim but at the hub. In this design, spokes with straight heads must also be used, since fastening spokes with curved heads in the rim would cause structural difficulties.

Zum andern wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nabenkörper im Bereich der Speichenbefestigung einen rohrförmigen, zylindrischen oder kegeligen Querschnitt aufweist, an dessen Innenseite die Köpfe von ungekröpften Speichen zur Anlage kommen und hier die Speichenzugkraft über Flächenpressung in den Nabenkörper eingeleitet wird, in diesem Bereich lassen sich konstruktiv sehr einfach Löcher, Bohrungen, Durchbrüche etc. zum Einführen, Einhängen oder anderen Montagearten vorsehen, in diesem Bereich kann durch eine fasergerechte Konstruktion eine optimale Anpassung an die Beanspruchung erreicht werden. So können an dieser Stelle durch einfache fertigungstechnische Maßnahmen z.B. einen umlaufenden Faserverlauf d.h. durch einen Ring aus Endlosfasem die Speichenzugkräfte, die den Nabenkörper auseinanderziehen möchten, aufgenommen werden.On the other hand, the object is achieved according to the invention in that the hub body has a tubular, cylindrical or conical cross-section in the area of the spoke attachment, on the inside of which the heads of uncranked spokes come into contact and here the spoke tensile force is introduced into the hub body via surface pressure, in this area holes, bores, openings etc. can be provided very easily in terms of construction for insertion, hanging or other types of assembly, in this area an optimal adaptation to the load can be achieved by a fiber-appropriate design. In this way, the spoke tensile forces that would pull the hub body apart can be absorbed at this point by simple manufacturing measures, e.g. a circumferential fiber path, i.e. by a ring of continuous fibers.

Die Figuren 1, 4a, 4b und 11 zeigen eine gestalterisch ansprechende Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorderradnabe. Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung einer Hinterradnabe im Halbschnitt. Bei dieser Ausführung sind Speichen und Nippel um 180° gedreht im Laufrad eingebaut, so daß die Nippel von der Nabe aufgenommen werden müssen. Die äußere Form einer erfindungsgemäßen Nabe bzw. eines erfindungsgemäßen Nabenkörpers kann ein prismatisches Rohr, ein tailliertes Rohr (Fig. 1, 4a, 4b, 11), ein sich verjüngendes Rohr (Fig. 5a, 5b), ein Kegel (Fig. 5a, 5b), ein Doppelkegel, eine Form ähnlich einer Sanduhr (Fig. 1, 4a, 4b, 11) oder ähnliches oder eine Kombination aus diesen sein (Fig. 7, 8). An den Stirnseiten können Schlitze bzw. Nuten für die Speichen bzw. Nippel angebracht sein (Fig. 1, 4b, 10). Es können aber auch lediglich Löcher für Speichen oder Nippe! im Mantel des Nabenkörpers angebracht sein, insbesondere wenn der Nabenkörper einen großen Durchmesser hat (Fig. 5a, 5b, 6, 11). Die äußere Begrenzung eines Querschnitts durch einen erfindungsgemäßen Nabenkörper kann rund sein. Dies ist jedoch nicht Bedingung. Aus konstruktiven Gründen, z.B. bei gekreuzten Speichen, kann der Mantel des Nabenkörpers auch z.B. gewellt sein (Fig. 3), bzw. die innere Struktur kann den Sitzen der Speichenköpfe bzw. den Sitzen der Nippel angepaßt sein (Fig. 9, 10).Figures 1, 4a, 4b and 11 show a design-attractive version of a front wheel hub according to the invention. Figure 2 shows the design of a rear wheel hub according to the invention in half section. In this design, spokes and nipples are installed in the wheel rotated by 180°, so that the nipples must be accommodated by the hub. The external shape of a hub according to the invention or a hub body according to the invention can be a prismatic tube, a waisted tube (Fig. 1, 4a, 4b, 11), a tapered tube (Fig. 5a, 5b), a cone (Fig. 5a, 5b), a double cone, a shape similar to an hourglass (Fig. 1, 4a, 4b, 11) or similar or a combination of these (Fig. 7, 8). Slots or grooves for the spokes or nipples can be provided on the front sides (Fig. 1, 4b, 10). However, holes for spokes or nipples can also be provided in the casing of the hub body, especially if the hub body has a large diameter (Fig. 5a, 5b, 6, 11). The outer boundary of a cross-section through a hub body according to the invention can be round. However, this is not a requirement. For design reasons, e.g. in the case of crossed spokes, the casing of the hub body can also be corrugated (Fig. 3), or the inner structure can be adapted to the seats of the spoke heads or the seats of the nipples (Fig. 9, 10).

Claims

Expectations:

1. Hub according to claim 1, characterized in that the hub body has a similarity to the shape of an hourglass (Fig. 1, 4a, 4b, 11).

2. Hub according to claim 1, characterized in that the hub body has a shape such as would be created if two hourglass halves of different sizes were joined together (Fig. 6).

3. Hub according to claim 1, characterized in that the hub body has the shape of a symmetrical or asymmetrical double cone.

4. Hub according to claim 1, characterized in that a ring is provided above the hub body in the area of the introduction of the spoke tensile forces, which ring absorbs the spoke tensile forces.

5. Hub according to claim 4, characterized in that one or more rings per hub side can not only be mounted outside the hub structure but can be integrated under the surface in the hub structure (Fig. 12).

6. Hub according to claim 4 to 5, characterized in that one or more or all rings made of fiber composite materials can preferably be made of rovings.

7. Hub according to claims 1 to 6, characterized in that in an area between the hub center and the spokes, a fiber orientation running around the hub body can be present.

8. Hub according to claims 1 to 7, characterized in that the hub body has bores and/or openings for mounting or fastening spokes with straight heads.

9. Hub according to claims 1 to 8, characterized in that the hub body has holes and/or openings for mounting or fastening nipples. This would be the case, for example, if the spoke head and nipples were installed rotated by 180°; i.e. if the spoke head were to be fastened in the rim.

10. Hub according to claims 1 to 9, characterized in that both nipples and spokes with a straight head can be attached to the same hub body in such a way that only an adapter part is required between the spoke with a straight head and the hub body. Such an adapter part can, for example, be a nipple drilled to the diameter of the spokes used.

11. Hub according to claims 1 to 10, characterized in that on the inside of the hub body the seats for the spoke heads or the nipples are not parallel to the tangents of the circle on which the spoke seats lie, such that the imaginary extension of the longitudinal axis of the spoke does not run through the axis of rotation of the hub (Fig. 9, 10).