EP0611343A1 - Spoked wheel, wheel rim and spoke nipple for spoked wheels, as well as process for producing spoked wheel rims - Google Patents

Spoked wheel, wheel rim and spoke nipple for spoked wheels, as well as process for producing spoked wheel rims

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Publication number
EP0611343A1
EP0611343A1 EP92922204A EP92922204A EP0611343A1 EP 0611343 A1 EP0611343 A1 EP 0611343A1 EP 92922204 A EP92922204 A EP 92922204A EP 92922204 A EP92922204 A EP 92922204A EP 0611343 A1 EP0611343 A1 EP 0611343A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rim
nipple
thread
spoke
holes
Prior art date
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Ceased
Application number
EP92922204A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Kleinhoff
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0611343A1 publication Critical patent/EP0611343A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00—Rims
    • B60B21/06—Rims characterised by means for attaching spokes, i.e. spoke seats
    • B60B21/062—Rims characterised by means for attaching spokes, i.e. spoke seats for bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00—Rims
    • B60B21/02—Rims characterised by transverse section
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00—Rims
    • B60B21/02—Rims characterised by transverse section
    • B60B21/026—Rims characterised by transverse section the shape of rim well
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/30—Increase in
    • B60B2900/311—Rigidity or stiffness

Definitions

  • the invention relates to a spoke wheel according to the preamble of claim 1, rims according to the preamble of claim 8, manufacturing method according to the preamble of claim 11, nipples according to the preamble of claim 14 and a frosted spoke wheel according to the preamble of claim 16.
  • spoked wheels that have been in use for decades - hereinafter referred to as "conventional" - all have a spoke-rim connection in such a way that the spokes on their radially outer end (all position information relate to the completely assembled wheel, unless expressly stated otherwise) ) has an external thread which engages in the internal thread of a nipple, which in turn is supported with a collar at its radially outer end against a round rim hole, the diameter of which is only slightly larger than that of the nipple neck and smaller than the collar diameter.
  • this connection technology it is essential that the nipple holes penetrate the rim completely so that the nipples can be inserted into the rim holes from radially outside to radially inside.
  • This mounting direction of the nipples has the disadvantage that when one of the nipples has been overtightened or a spoke at its thread start has been torn off so that the rest of the spokes can no longer be unscrewed from the nipple, only the entire tires, i.e. pneumatic tires, inner tube and rim protection - tape must be removed to replace the nipple and then reapplied.
  • This procedure is very complex, which leads to the fact that the spoke-nipple-rim connection, at least in bicycles, must be designed for everyday use with considerable safety reserves with the associated disadvantages such as reduced wheel deflection in the spoke rim, higher weight and higher air resistance.
  • a spoke wheel is known from the magazine "Motorrad", issue 19, 1987, pages 7 to 14, where the spoke-rim connections are shifted axially outward into the rim flanges. In order not to let the rim flanges get too thick, this connection cannot be set; instead, unchanged nipples allowing the spoke tension are used as the hub-spoke connection. The cross-section of the spokes runs through this spoked wheel, which requires very stiff rims to avoid buckling. In addition, a large hub flange diameter is required so that the nipples attacking there leave enough space for a turning tool. - In contrast to heavy motorcycles, both requirements are generally not met with lighter bikes, especially bicycles.
  • the solutions of the 1st group show keyhole-like nipple holes in the rim, the conventional nipples being inserted radially inwards through an enlarged opening and then being shifted in the circumferential direction into a narrower area of the nipple hole and there, in the side view, due to the spoke cantilever position Find a stable location.
  • the nipples are suspended in the rim in an articulated manner, only a little more than half of the nipple collar being supported by the inner rim flange, which results in load peaks on the rim and nipple.
  • the center of the pressure surface is no longer in the center of the spoke in this solution group, so that the rim initiates a torque in the nipple, which passes it on to the screwed-in spoke.
  • This torque not only complicates the nipple turning required for spoke tensioning, but also increases the risk of breakage in the thread base of the spoke.
  • each wheel has as many additional components as spokes, namely the articulated intermediate links, as a rule 36, compared to the conventional solution.
  • all of these additional components have to be used in a movement that is complicated to coordinate, which is a fully automated large series ⁇ manufacturing hindered.
  • the object of the invention is to provide a spoke-rim connection for a spoke wheel that allows a spoke change without tire removal and is at least free from the mentioned disadvantage of contamination. Compared to the conventional solution, it should preferably not require any additional components and should not impair the strength. Insofar as new components such as nipples or rims are required for the connection technology to be created, their specification is of course part of the task.
  • the essence of the invention is that the previously common connection between the nipple and the rim, which consists of a nipple collar and a smooth rim hole, the nipple collar having a larger outside diameter than the rim holes having an inside diameter, is replaced by a further pair of threads.
  • the solution according to the invention cannot be concluded.
  • the average specialist does not come up with the intermediate step conceivable from the retrospective, namely to remove the adjustability from the spoke-nipple connection and to shift it to the nipple-rim connection, a connection technique in which an external nipple thread interacts with an internal rim thread, which means power transmission and Adjustability is guaranteed, but the connection nipple / spoke is designed so that a collar is compressed on the spoke - similar to the connection at its radially inner end to the hub flange - which collars against the tapering of the nipple hole at its radially inner (installation position in relation to complete joined spoke wheel) supports the end.
  • the second obstacle is overcome even more perfectly by combining it with the further invention not to produce the rim holes at risk of tearing out as previously by punching or drilling, that is to say with loss of material, but rather - at least essentially - by plastic deformation. This results in a thickening in the area of the nipple holes. This leads to a load-oriented course of the metallurgical structure boundaries.
  • the increase in strength achieved by cold working has a particularly strong effect on aluminum rims.
  • the rim-spoke connection according to the invention acts like a conventional one with an increased thread pitch, but increased friction, so that impairment of the self-locking can be avoided.
  • the rim is designed as a hollow rim with an inner and an outer flange, then preferably the nipple holes only penetrate the inner flange, a further disadvantage of the usual rim-nipple-spoke connection is overcome, which is that the inevitable breakthrough of the rim well represents a leak, so that such spoke wheels could only be driven with a hose.
  • the radially outer rim flange is uninterrupted, both a rim tape and a tube can be dispensed with. This reduces the wheel weight and, moreover, it is known from truck and car tires that they have a lower rolling resistance in a tubeless design.
  • the hole or thread axis must be precisely aligned with the spokes on the finished spoked wheel, because the nipples have almost no possibility of automatically adjusting their inclination with respect to the rim.
  • the problem therein that the rim manufacturer may not immediately get the hub manufacturer to commit to a single or possibly a small number of versions of the hub flange can be avoided by inserting an additional joint between the nipple and the rim, as claimed in claim 2.
  • the outer flange of the rim is curved radially outward in its axially central region.
  • Such a curvature of the axially central region of the outer rim flange of a hollow-chamber rim is possible in the preferred uninterrupted design of the outer rim flange, according to which a rim tape covering nipple holes is superfluous.
  • the space thus freed up is used in this development by the rim without the tire assembly and disassembly being made more difficult.
  • the curvature radially outward can be driven particularly far if the spoke wheel is fitted with tubeless tires, because then additional installation space with a tube wall thickness (approx. 0.7 to 1.0 mm) is gained.
  • the moment of inertia and thus rigidity and strength are significantly increased without any appreciable increase in the circumferential length of the sweeping cross section.
  • This can be used to reduce the rim wall thickness or to increase the rigidity and strength of the rim. Regardless of whether the aim is to increase strength and stiffness or to reduce weight, the relationship between weight on the one hand and strength and stiffness on the other hand of the rim is improved.
  • the curvature of the outer flange radially outwards results in a cross section of the hollow chamber which comes closer to a circular cross section than in the case of previously known rims.
  • such rims also show a higher torsional rigidity in relation to the construction weight.
  • This fact can be used for a or a larger spoke crossing in the front view, as a result of which the resistance of the spoke wheel according to the invention to cross-impacts can be improved; So far this has not been possible with light rims, because a spoke crossover in the front view basically results in a torsional buckling for the rim.
  • the curvature of the outer rim flange increases the available setting range for the spoke length.
  • the setting range is the same as or larger than (than) in the currently common connection technology by means of nipples which are inserted into the rim from the radially outside.
  • the curvature of the radially outer rim flange radially outward it is proposed that the tire feet have a substantially axially extending tire seat in a manner known per se ⁇ sit on the rim.
  • the tubeless tires also make it possible to keep each tire seat area of the rim narrower than the associated tire base, because the tire seat areas need to be only slightly wider than the clear width between the cores after tire installation to avoid carcass crushing underneath the tire cores; with a tube, however, the seat surfaces must be so wide that the sensitive tube is not in a sharp S-shaped curve at the transition point between the tire toe and the rim.
  • a further enlargement of the curvature of the radially outer rim flange to the radially outward is possible if each low bed undercuts the adjacent tire seat surface.
  • the axially outer end of a deep bed can lie further axially outwards than the axially inner end of the associated tire seat surface.
  • the central area in which the rim can be curved radially outwards is enlarged by this feature and thus the maximum possible bulge itself.
  • Only the radially outer end of the transition surface between the deep bed and the seat surface should be designed so that it extends radially outwards extended to make it easier for the tire foot to slide onto the seat. It is advisable to make sliding even easier by lubricating drop center and rim seat surfaces, including the surface in between, with a viscous lubricant, such as paraffin or petroleum jelly, before fitting the tire.
  • a viscous lubricant such as paraffin or petroleum jelly
  • Fig. 2 in enlarged half section a nipple according to the invention with a radially outer spoke end
  • FIG. 3 shows a rim cross section according to the invention
  • 4 shows a variant of FIG. 3 for a spoke wheel with spokes crossed in front view
  • Fig. 5 is an illustration of the torsional buckling case with spokes crossed in front view.
  • Fig. 6 shows a cross section through an inventive spoke wheel including tires
  • Fig. 7 shows a cross section through a rim according to the invention
  • FIG. 1 shows a hollow chamber rim 1 made of aluminum with nipple holes 2 in which nipples 3 are arranged.
  • the nipples 3 are hollow over their entire length and have a continuous internal thread 4 in this opening, as is known in the prior art.
  • the nipples 3 have a torque introduction point 5 on the outside in the radially lower region, which, as is also known in the prior art, is designed here as a square.
  • the torque introduction point can, however, also be designed as a hexagon, which would be advantageous in particular for smaller wheel diameters with a large number of spokes.
  • Spokes 6 are anchored in the nipples 3 by means of an external thread 7 which interacts with the nipple internal threads 4.
  • the spoke preload can be set by turning the torque introduction point 5.
  • FIG. 1 shows the design of the rim 1 as a hollow chamber rim with an inner flange 10 and an outer flange 11.
  • the wall thickness design refers to an aluminum rim;
  • the inner flange 10 is expediently dimensioned somewhat stronger than the outer flange 11, that is to say preferably by 10 to 25%.
  • the tubeless tire has an inner core made of a particularly impermeable rubber, preferably butyl rubber.
  • FIG. 3 shows a cross section through a hollow chamber rim 1 according to the invention.
  • the spokes (6) have an external thread (7) at the radially outer end and engage in the matching internal nipple thread (4).
  • the outer rim flange 11 is continuous and therefore does not require a rim tape cover. According to a further development, the outer rim flange 11 is curved radially outwards in its axially central region. So far, the rim beds have been arched the other way around to create the necessary space for the tire assembly.
  • the space previously occupied by the rim tape and preferably also by the tube is added to the rim.
  • a certain reduction in the size of the assembly room can be accepted, since the tire toes slide better against the metallic rim than against the previously required sweeping tape made of rubber or textile.
  • Figure 4 shows another variant of the invention, where the nipple holes 2 are arranged in two spaced rows. This results in a greater inclination of the spokes (6) in the front view with the hub flange spacing unchanged. The spokes (6) crossed in this way lead to a higher transverse rigidity and transverse strength of the spoke wheel.
  • FIG. 5 illustrates the buckling provoked in this way:
  • the rim 1 which is subjected to pressure in the circumferential direction, spontaneously buckles to the side and thereby twists.
  • the figure 3a on the left shows the target position and the figure 3b on the right shows the bent position. Due to an increased torsional rigidity of the rim 1, this buckling is shifted to greater compressive stresses of the rim 1 or to a greater distance between the two rows of nipple holes 2. As a result, this feature, which is known per se from heavy rims, can also be applied to light rims 1.
  • FIG. 6 shows a cross section through a spoke wheel according to the invention.
  • nipple holes 2 with an internal thread 9 are arranged, which only penetrate the radially inner rim flange 10.
  • the outer rim flange 11 is continuous and therefore does not require a rim tape cover.
  • nipples 3 are supported with an external thread 8 matching the internal threads 9.
  • the nipples 3 are hollow along their entire length and have a continuous internal thread (4).
  • the tensioned spokes 6 engage with the external thread 7 matching the internal nipple thread (4).
  • Nipple internal thread (4) and external nipple thread 8 differ in their pitch; a deviation only in the amount of the slope, i.e. with the same slope orientation, has the advantage that the nipples can be kept particularly slim because there is a high reduction between the nipple rotation and the spoke span. So small thread diameters are enough to achieve the necessary self-locking. Furthermore, the spokes can be adjusted very precisely. In contrast, a deviation between the inner (4) and.-Outer thread 8 in the orientation has the advantage that the spokes 6 can be tightened quickly with a few nipple rotations. However, the diameter of the external nipple thread - and thus of course the internal thread of the rim - must be increased in order to build up a sufficient friction torque to prevent the spoke from turning automatically.
  • the nipples 3 have a torque introduction point, in this case a square 5, in a manner known per se.
  • the tool for setting the spoke tension should act.
  • the peculiarity in this figure lies in the fact that the radially outer rim flange 11 is curved radially outward in its axially central region and that there is a deep rim bed 16 to the left and right of it, so that tire mounting on known, essentially axial extending tire seating surfaces 15 is possible.
  • the tire seat surfaces 15 are straight with an inclination to the axial of 10 °.
  • the transition surface 19 is inclined so that the axially outer edge 16.1 of each deep bed 16 lies further axially outward than the axially inner edge 15.1 of the associated tire seat surface 15, that is to say the seat surfaces 15 are partially undercut , but the tire seat surfaces 15 are also kept narrower than the tire feet 17.
  • the latter can only be recommended with tubeless tires, as shown here, because otherwise the tube would experience too sharp kinks and could prematurely leak in the kinks.
  • the dimension 15.2 between the axially inner boundaries 15.1 of the tire seat surfaces 15 is 2 to 12%, here 9%, smaller than the dimension 18.2 between the axially inner boundaries 18.1 of the bead cores 18 in the fully assembled on the rim 1 Status.
  • FIG. 7 shows an enlarged, to scale (approx. 1: 6.4) cross section through a hollow chamber rim 1 according to the invention.
  • the nipple holes 2 are arranged in thickenings 12.
  • the outer rim flange 11 is curved radially outward in its axially central region.
  • the well-known central deep bed is divided into two axially outer deep wells, whereby additional space for the outer rim flange 11 was created in the axial center.
  • the curvature of the outer rim flange 11 radially outwards leads to the increases in bending rigidity, torsional rigidity and bending strength mentioned.
  • this design leads to a large spoke length tolerance dimension 6.1, which is to be measured from the radially outer end of the internal rim thread 9 to the inner contour of the outer rim flange 11 along the spoke screwing direction.
  • the increase in spoke length tolerance can be seen from the comparison of the inner radius r in the center of the outer rim flange 11 about the wheel axis in the longitudinal plane of the wheel with the minimum outer radius R of the outer rim flange 11 - that is to say in the deep beds 16 -;
  • the central inner radius r is larger than the drop center diameter R, and preferably — as shown here — about the wall thickness dimension w of the outer rim flange 11 in its center.
  • the rim flanges 20 are designed in a known height and shape. At the radially outer end 20.1 they have a gentle, axially inward thickening. As pages 20 and 21, a list of reference numerals is part of the description.
  • the rim-spoke connection according to the invention with a second thread pair makes it possible to replace the nipples without having to dismantle the tires, which allows a narrower spoke dimensioning.
  • this rim-spoke connection allows tubeless tires on spoke wheels without dirt nests. With the preferred embodiment shown in accordance with Claim 4, this is moreover possible without additional components and without sacrificing strength.
  • the invention relates in particular to bicycles.
  • a development of the invention teaches the curvature of the outer flange of a hollow chamber rim to the outside. This improves the relationship between its own weight and stiffness and strength. This is also possible in combination with rim seat surfaces 15 known per se and thereby the required deep bed, which is divided into two deep beds 16 lying axially on the outside. This also increases the spoke length tolerance dimension 6.1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

L'invention concerne une roue à rayons qui présente une jante (1) avec un grand nombre de trous (2) pour écrous, dans chacun desquels (2) vient s'insérer un écrou (3). Les écrous (3) présentent un filetage intérieur (4) et un emplacement pour produire un couple qui permette de faire tourner l'écrou pour régler la tension initiale individuelle des rayons. La roue présente également un grand nombre de rayons (6) comportant à leur extrémité extérieure dans le sens radial un filetage extérieur (7) qui coopère avec le filetage intérieur (4) des écrous (3). Pour permettre un échange des rayons sans démontage du pneumatique, il est proposé que l'assujettissement de l'écrou (3) par rapport à la jante (1) s'effectue par une autre paire de filetages (8/9). Cette autre paire de filetages (8/9) sera constituée, de préférence, par un filetage extérieur (8) sur les écrous (3) et un filetage intérieur (9) coopérant avec le premier dans les trous d'écrous (2) de la jante (1), ces deux paires de filetage (8/9, 4/7) différant en ce qui concerne la valeur et/ou l'orientation de leur pas. L'invention permet en particulier le montage de pneumatiques sans chambre sur les bicyclettes avec un nombre de pièces réduit et un meilleur rapport poids/résistance.The invention relates to a spoked wheel which has a rim (1) with a large number of nut holes (2) into each of which (2) a nut (3) is inserted. The nipples (3) have an internal thread (4) and a place to produce a torque which allows the nipple to be turned to adjust the initial tension of the individual spokes. The wheel also has a large number of spokes (6) having at their outer end in the radial direction an outer thread (7) which cooperates with the inner thread (4) of the nuts (3). To allow the spokes to be exchanged without removing the tire, it is proposed that the securing of the nut (3) relative to the rim (1) is effected by another pair of threads (8/9). This other pair of threads (8/9) will preferably consist of an external thread (8) on the nuts (3) and an internal thread (9) cooperating with the first in the nut holes (2) of the rim (1), these two pairs of threads (8/9, 4/7) differing with regard to the value and/or the orientation of their pitch. The invention allows in particular the mounting of tubeless tires on bicycles with a reduced number of parts and a better weight/strength ratio.

Description

Beschreibung: Description:
Speichenrad, Felge und Nippel für Speichenrad und Verfahren zur Herstellung von Felgen für ein SpeichenradSpoked wheel, rim and nipple for spoked wheel and method for manufacturing rims for a spoked wheel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Speichenrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, Felgen nach dem Oberbegriff des Anspruches 8, Herstellungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 11, Nippel nach dem Oberbegriff des Anspruches 14 und ein bereiftes Speichenrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 16.The invention relates to a spoke wheel according to the preamble of claim 1, rims according to the preamble of claim 8, manufacturing method according to the preamble of claim 11, nipples according to the preamble of claim 14 and a frosted spoke wheel according to the preamble of claim 16.
Die seit Jahrzehnten gebräuchlichen - nachfolgend als "konventionell" bezeichneten - Speichenräder weisen alle eine Speichen-Felgen-Verbindung der Art auf, daß die Speichen auf ihrem radial äußeren Ende (alle Positionsangaben beziehen sich, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, auf das komplett gefügte Rad) ein Außengewinde aufweist, welches in das Innengewinde eines Nippels eingreift, der sich wiederum mit einem Kragen an seinem radial äußeren Ende gegenüber einem runden Felgenloch abstützt, dessen Durchmesser nur wenig größer als der des Nippelhalses und kleiner als der Kragen¬ durchmesser ist. Bei dieser Verbindungstechnik ist es unumgänglich, daß die Nippellöcher die Felge vollständig durchdringen, um die Nippel von radial außen nach radial innen in die Felgenlöcher einbringen zu können.The spoked wheels that have been in use for decades - hereinafter referred to as "conventional" - all have a spoke-rim connection in such a way that the spokes on their radially outer end (all position information relate to the completely assembled wheel, unless expressly stated otherwise) ) has an external thread which engages in the internal thread of a nipple, which in turn is supported with a collar at its radially outer end against a round rim hole, the diameter of which is only slightly larger than that of the nipple neck and smaller than the collar diameter. With this connection technology, it is essential that the nipple holes penetrate the rim completely so that the nipples can be inserted into the rim holes from radially outside to radially inside.
Diese Montagerichtung der Nippel hat den Nachteil, daß dann, wenn einer der Nippel überdreht worden ist oder eine Speiche an ihrem Gewindeanfang abgerissen ist, sodaß der Speichenrest nicht mehr aus dem Nippel herausgedreht werden kann, erst die gesamte Bereifung, also Luftreifen, Schlauch und Felgenschutz- band entfernt werden müssen, um den Nippel zu ersetzen und anschließend wieder aufgebracht werden müssen. Diese Prozedur ist sehr aufwendig, was dazu führt, daß die Speichen-Nippel- Felgen-Verbindung zumindest bei Fahrrädern für alltäglichen Gebrauch mit erheblichen Sicherheitsreserven ausgelegt werden muß mit den einhergehenden Nachteilen wie verringerter Radeinfederung im Speichenkranz, höherem Gewicht und höherem Luf widerstand.This mounting direction of the nipples has the disadvantage that when one of the nipples has been overtightened or a spoke at its thread start has been torn off so that the rest of the spokes can no longer be unscrewed from the nipple, only the entire tires, i.e. pneumatic tires, inner tube and rim protection - tape must be removed to replace the nipple and then reapplied. This procedure is very complex, which leads to the fact that the spoke-nipple-rim connection, at least in bicycles, must be designed for everyday use with considerable safety reserves with the associated disadvantages such as reduced wheel deflection in the spoke rim, higher weight and higher air resistance.
Ein gewisser Ausgleich dieser Nachteile ist zwar in der Form bekannt, daß die Speichen zwischen radial äußerem (dick ausgeführtem) Gewinde und der radial inneren Befestigungs¬ stelle eingeschnürt werden, jedoch verteuert diese örtliche Durchmesserverringerung die Speiche auf etwa das Vierfache.A certain compensation for these disadvantages is known in the form that the spokes are constricted between the radially outer (thick) thread and the radially inner fastening point, but this local reduction in diameter makes the spoke about four times more expensive.
Aus der Zeitschrift "Motorrad", Heft 19, 1987, Seiten 7 bis 14, ist ein Speichenrad bekannt, wo die Speichen-Felgen- Verbindungen nach axial außen in die Felgenhörner verlagert sind. Um die Felgenhörner nicht zu dick werden zu lassen, ist diese Verbindung nicht einstellbar; statt dessen sind an sich unveränderte, die Speichenspannung erlaubende Nippel als Naben-Speichen-Verbindung eingesetzt. Die Speichen verlaufen im Querschnitt durch dieses Speichenrad stark gekreuzt, was sehr steife Felgen zur Vermeidung von Einknickungen erfordert. Außerdem ist ein großer Nabenflanschdurchmesser erforderlich, damit die dort angreifenden Nippel genügend Platz für ein Verdrehwerkzeug lassen. - Im Gegensatz zu schweren Motorrädern sind beide Voraussetzungen bei leichteren Rädern, insbesondere Fahrrädern, in der Regel nicht erfüllt.A spoke wheel is known from the magazine "Motorrad", issue 19, 1987, pages 7 to 14, where the spoke-rim connections are shifted axially outward into the rim flanges. In order not to let the rim flanges get too thick, this connection cannot be set; instead, unchanged nipples allowing the spoke tension are used as the hub-spoke connection. The cross-section of the spokes runs through this spoked wheel, which requires very stiff rims to avoid buckling. In addition, a large hub flange diameter is required so that the nipples attacking there leave enough space for a turning tool. - In contrast to heavy motorcycles, both requirements are generally not met with lighter bikes, especially bicycles.
Nächstliegender Stand der Technik ist die US-PS 2,937,905 vom 24.05.1960. Obwohl es dort (nur) darum geht, ein Speichenrad so zu gestalten, daß es mit einem schlauchlosen Luftreifen gefahren werden kann, ermöglichen einige der dortigen Vorschläge auch einen Speichenwechsel ohne Reifendemontage. Dort wird als Felge eine Hohlkammerfelge vorausgesetzt. Von dieser wird nur der innere Flansch (13 in Figuren 1, 4 und 6) von Löchern zur Nippelverankerung durchsetzt, während deren äußerer Flansch (12 in gleichen Figuren) ununterbrochen ausgeführt ist. Die Nippel können also nicht mehr von radial außen in die Felge eingeführt werden. Die Vielzahl von Vorschlägen zur Überwindung dieses aus der Felgengestaltung folgenden Problemes lassen sich in zwei Gruppen gliedern:The closest prior art is US Pat. No. 2,937,905 dated May 24, 1960. Although it is (only) about designing a spoke wheel in such a way that it can be driven with a tubeless pneumatic tire, some of the suggestions there also allow a spoke change without tire removal. There a hollow chamber rim is required as a rim. Of this, only the inner flange (13 in Figures 1, 4 and 6) is penetrated by holes for anchoring the nipples, while the outer flange (12 in the same figures) is continuous. The nipples can therefore no longer be inserted from the radially outside into the rim. The multitude of suggestions for overcoming this problem resulting from the rim design can be divided into two groups:
Die Lösungen der 1. Gruppe zeigen schlüsselloch-artige Nippel¬ löcher in der Felge, wobei die konventionellen Nippel durch eine erweiterte Öffnung nach radial innen eingeführt und dann in Umfangsrichtung in einen engeren Bereich des Nippelloches verschoben werden und dort durch die Speichenschragstellung in der Seitenansicht eine stabile Lage finden. Die Nippel sind gelenkartig in der Felge aufgehängt, wobei nur wenig mehr als die Hälfte des Nippelkragens vom inneren Felgenflansch unter¬ stützt wird, was Belastungsspitzen an Felge und Nippel ergibt. Neben der damit einhergehenden Erhöhung der Bruchgefahr an Felge und Nippel befindet sich bei dieser Lösungsgruppe der Mittelpunkt der Druckfläche nicht mehr in der Speichenmitte, sodaß die Felge ein Drehmoment in den Nippel einleitet, was dieser auf die eingeschraubte Speiche weiterreicht. Dieses Drehmoment führt nicht nur zu einer Erschwerung des zum Speichenspannen erforderlichen Nippeldrehens, sondern erhöht auch die Bruchgefahr im Gewindegrund der Speiche.The solutions of the 1st group show keyhole-like nipple holes in the rim, the conventional nipples being inserted radially inwards through an enlarged opening and then being shifted in the circumferential direction into a narrower area of the nipple hole and there, in the side view, due to the spoke cantilever position Find a stable location. The nipples are suspended in the rim in an articulated manner, only a little more than half of the nipple collar being supported by the inner rim flange, which results in load peaks on the rim and nipple. In addition to the associated increase in the risk of breakage on the rim and nipple, the center of the pressure surface is no longer in the center of the spoke in this solution group, so that the rim initiates a torque in the nipple, which passes it on to the screwed-in spoke. This torque not only complicates the nipple turning required for spoke tensioning, but also increases the risk of breakage in the thread base of the spoke.
Die Lösungen der zweiten Gruppe vermeiden diesen Festigkeits¬ nachteil indem die konventionellen Nippel nicht direkt an der Felge sondern mittels je eines unrunden Zwischengliedes angreifen, welches in ein unrundes Loch eingeführt wird und nach einer Drehung um etwa 90° ein Herausrutschen nach radial innen formschlüssig unterbindet. Jeder Nippel wird von radial außen in ein unrundes Zwischenglied eingeführt und danach werden die Nippel-Zwischenglied Paare in die Felge eingesetzt. Das Zwischenglied und der Nippel bilden durch die Balligkeit ihrer Kontakflächen ein Gelenk aus, sodaß sich die Speiche ihre Neigung weitgehend zwangfrei selbst suchen kann.The solutions of the second group avoid this disadvantage in strength by the conventional nipples not engaging directly on the rim but by means of an out-of-round intermediate member, which is inserted into an out-of-round hole and after a rotation of about 90 ° prevents slipping out radially inwards in a form-fitting manner. Each nipple is inserted from the radially outside into a non-circular intermediate link and then the nipple intermediate link pairs are inserted into the rim. The intermediate member and the nipple form a joint through the crowning of their contact surfaces, so that the spoke can search for its inclination largely without constraint itself.
Auch diese Lösung verschlechtert das Verhältnis zwischen Gewicht und Steifigkeit des Speichenrades, weil sich in den Kontaktflächen zwischen Gelenk-Zwischenglied und Felge Wände überlappen müssen. Weiterhin weist bei dieser Lösung jedes Rad gegenüber der konventionellen Lösung so viele zusätzliche Bauteile wie Speichen auf, nämlich die Gelenk-Zwischenglieder, in der Regel also 36. Überdies müssen all diese zusätzlichen Bauteile in einer kompliziert zu koordinierenden Bewegung eingesetzt werden, was eine vollautomatische Großserien¬ fertigung behindert.This solution also worsens the relationship between the weight and stiffness of the spoke wheel because walls must overlap in the contact surfaces between the intermediate link and the rim. Furthermore, in this solution, each wheel has as many additional components as spokes, namely the articulated intermediate links, as a rule 36, compared to the conventional solution. In addition, all of these additional components have to be used in a movement that is complicated to coordinate, which is a fully automated large series ¬ manufacturing hindered.
Beide Lösungen verdrecken leicht, weil sie nach radial außen weisende Täler in der Felge beinhalten, aus denen fliehkraft¬ bedingt Schmutzwasser nicht während der Fahrt entweichen kann.Both solutions get dirty easily because they contain valleys in the rim pointing radially outwards, from which dirty water cannot escape during the journey due to centrifugal force.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Speichen-Felgen-Verbindung für ein Speichenrad zu schaffen, die einen Speichenwechsel ohne Reifendemontage erlaubt und zumindest frei vom genannten Nachteil der Verschmutzung ist. Vorzugsweise soll sie gegenüber der konventionellen Lösung keine zusätzlichen Bauteile erfordern und die Festigkeit nicht beeinträchtigen. Insoweit für die zu schaffende Verbindungstechnik neue Komponenten wie Nippel oder Felgen erforderlich sind, gehört deren Angabe selbstverständlich mit zur Aufgabenstellung.The object of the invention is to provide a spoke-rim connection for a spoke wheel that allows a spoke change without tire removal and is at least free from the mentioned disadvantage of contamination. Compared to the conventional solution, it should preferably not require any additional components and should not impair the strength. Insofar as new components such as nipples or rims are required for the connection technology to be created, their specification is of course part of the task.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen lehren die Ansprüche 2 bis 14. Die Erfindung erfordert neue Felgen, wie sie im Anspruch 15 und dessen Weiterbildungen in den Ansprüchen 17 bis 22 beschrieben sind, die vorzugsweise gemäß den Verfahrensansprüchen 23 bis 25 hergestellt werden. Für bevorzugte Varianten der Erfindung, insbesondere solche nach Anspruch 4, empfiehlt sich eine Felgenausführung unter anderem entsprechend Anspruch 16 und es sind neuartige Nippel gemäß Anspruch 26 erforderlich mit der bevorzugten Weiter¬ bildung nach Anspruch 27.The object is achieved by the characterizing features of claim 1. Expedient further developments teach claims 2 to 14. The invention requires new rims as described in claim 15 and its further developments in claims 17 to 22, which are preferably produced according to method claims 23 to 25. For preferred variants of the invention, in particular those according to claim 4, a rim design is recommended, inter alia according to claim 16, and novel nipples according to claim 26 are necessary with the preferred further development according to claim 27.
Kern der Erfindung ist der, daß die bislang gebräuchliche Verbindung zwischen Nippel und Felge, die aus einem Nippel¬ kragen und einem glatten Felgenloch besteht, wobei der Nippelkragen einen größeren Außendurchmesser als die Felgenlöcher einen Innendurchmesser aufweisen, ersetzt wird durch eine weitere Gewindepaarung.The essence of the invention is that the previously common connection between the nipple and the rim, which consists of a nipple collar and a smooth rim hole, the nipple collar having a larger outside diameter than the rim holes having an inside diameter, is replaced by a further pair of threads.
Dem Auffinden dieser unkomplizierten Lösung standen zwei Gesichtspunkte entgegen:There were two aspects to finding this uncomplicated solution:
Erstens hielt man eine zweite Gewindepaarung in der Felgen- Nippel-Speichenverbindung für überflüssig, weil bereits eine Gewindepaarung die nötige Einstellbarkeit der Speichen¬ vorspannung ermöglicht, somit die zweite Gewindepaarung also nur unnötiges Geld kostet. Nach Abstraktion dieses Argumentes läßt sich dies so ausdrücken, daß zwar sowohl eine kraft¬ übertragende Verbindung Felge/Nippel als auch eine Nippel/Speiche erforderlich ist, aber nur eine beider Verbindungen darüberhinausgehend auch eine Einstellbarkeit aufweisen muß.Firstly, a second thread pairing in the rim-nipple-spoke connection was considered superfluous, because a thread pairing already enables the necessary adjustability of the spoke preload, so the second thread pairing therefore only costs unnecessary money. After abstraction of this argument, this can be expressed in such a way that both a force-transmitting connection rim / nipple and a nipple / spoke are required, but only one of the two connections must also have adjustability.
Aber selbst mit dieser Abstraktion, die erst aus der Rückschau auf die Erfindung möglich ist, kann nicht auf die erfindungsgemäße Lösung geschlossen werden. Anscheinend kommt der Durchschnittsfachmann auch nicht auf den aus der Rückschau denkbaren Zwischenschritt, nämlich die Einstellbarkeit von der Verbindung Speiche-Nippel wegzunehmen und auf die Verbindung Nippel-Felge zu verlagern, eine Verbindungstechnik also, bei der ein Nippelaußengewinde mit einem Felgeninnengewinde zusammenwirkt, was Kraftübertragung und Einstellbarkeit gewährleistet, jedoch die Verbindung Nippel/Speiche so ausgeführt ist, daß an der Speiche - ähnlich der Verbindung an ihrem radial inneren Ende zum Nabenflansch - ein Kragen angestaucht wird, der sich gegenüber einer Verjüngung des Nippelloches an seinem radial inneren (Einbauposition bezogen auf komplett gefügtes Speichenrad) Ende abstützt.But even with this abstraction, which is only possible when looking back at the invention, the solution according to the invention cannot be concluded. Apparently, the average specialist does not come up with the intermediate step conceivable from the retrospective, namely to remove the adjustability from the spoke-nipple connection and to shift it to the nipple-rim connection, a connection technique in which an external nipple thread interacts with an internal rim thread, which means power transmission and Adjustability is guaranteed, but the connection nipple / spoke is designed so that a collar is compressed on the spoke - similar to the connection at its radially inner end to the hub flange - which collars against the tapering of the nipple hole at its radially inner (installation position in relation to complete joined spoke wheel) supports the end.
Die Verjüngung würde in den Nippel nach Einführung der Speiche gestaucht werden müssen; dann aber kann die Speiche nicht mehr durch den Nabenflansch gezogen werden. Hieraus folgt, daß selbst wenn noch jemand auf diese Verlagerung der Funktion "Einstellbarkeit" kommt, er normalerweise diese Lösung schnell wieder verwerfen würde, weil sie eine andere notwendige Funktion, nämlich die Einziehbarkeit der Speichen durch den Nabenflansch, nicht mehr erfüllt.The taper would have to be pushed into the nipple after insertion of the spoke; but then the spoke can no longer be pulled through the hub flange. From this it follows that even if someone comes up with this shift in the "adjustability" function, they would normally quickly reject this solution because it no longer fulfills another necessary function, namely the retractability of the spokes through the hub flange.
Als zweites Hindernis erschien, daß aufgrund der Dünn¬ wandigkeit der Felge keine ausreichende Gewindelänge möglich sei; es wurde also eine unzureichende Festigkeit des Felgeninnengewindes befürchtet. Dies Argument galt umso mehr, als daß bei Aluminiumfelgen schon bei der bekannten Nippellochausführung ohne schwächendes Gewinde eine Verstärkung durch tassenähnliche Verstärkungen aus Stahlblech üblich ist. Der Erfinder überwand das Vorurteil, daß nur eine Gewindepaarung in der Felgen-Nippel-Speichen-Verbindung sinnvoll ist und erkannte, daß aufgrund des mindestens doppelt so großen Durchmessers des Nippelaußengewindes gegenüber dem Nippelinnengewinde eine entsprechend kürzere Gewindelänge ausreichen muß.The second obstacle appeared to be that a sufficient thread length was not possible due to the thin wall of the rim; inadequate strength of the internal rim thread was feared. This argument was all the more true that with aluminum rims, reinforcement by cup-like reinforcements made of sheet steel is common even in the known nipple hole design without a weakening thread. The inventor overcame the prejudice that only a pair of threads in the rim-nipple-spoke connection makes sense and recognized that due to the at least twice the diameter of the external nipple thread, a correspondingly shorter thread length must suffice compared to the nipple internal thread.
Das zweite Hindernis wird noch perfekter überwunden durch Kombination mit der weiteren Erfindung, die ausrißgefährdeten Felgenlöcher nicht wie bislang durch Stanzen oder Bohren, also unter Materialverlust, herzustellen sondern - zumindest im wesentlichen - durch plastische Verformung. Hierdurch ergibt sich im Bereich der Nippellöcher eine Verdickung. Dies führt zu einem belastungsgerechteren Verlauf der metallurgischen Gefügegrenzen. Die durch Kaltverformung erzielte Festigkeitserhöhung wirkt sich bei Aluminiumfelgen besonders stark aus.The second obstacle is overcome even more perfectly by combining it with the further invention not to produce the rim holes at risk of tearing out as previously by punching or drilling, that is to say with loss of material, but rather - at least essentially - by plastic deformation. This results in a thickening in the area of the nipple holes. This leads to a load-oriented course of the metallurgical structure boundaries. The increase in strength achieved by cold working has a particularly strong effect on aluminum rims.
Für die bevorzugte Ausführung der Haupt-Erfindung (Gewindepaarung zur Abstützung der Nippel gegenüber der Felge) gemäß Anspruch 4 ergibt sich neben den beiden genannten, die Belastbarkeit erhöhenden Aspekten dieser Nippellochausbildung zudem der Vorteil einer größeren Länge der Innengewinde der Felge, also eine Erniedrigung der Belastung pro Gewindegang.For the preferred embodiment of the main invention (thread pairing to support the nipples relative to the rim) according to claim 4, in addition to the two aspects of this nipple hole design which increase the load capacity, there is also the advantage of a greater length of the internal thread of the rim, that is to say a reduction in the load per thread.
Um eine günstige Lastaufteilung auf die Gewindegänge der Felge zu erzielen, empfiehlt es sich, bei Fertigung der Nippel aus steiferem Material als der Felge, am radial inneren Ende des Nippelaußengewindes eine Entlastungskerbe vorzusehen. Auf diese Weise wird der erste tragende Gewindegang entlastet. Die Summe der für einen ausreichend großen Einstellbereich de Speichenvorspannung erforderlichen Gewindelängen, die zu den aus Festigkeitsgründen erforderlichen Gewindelängen an zumindest einem der jeweiligen zu verschraubenden Teile hinzuzufügen ist, ist minimal, wenn die beiden Nippelgewinde entgegengesetzt orientiert sind. Weiterhin wird mit dieser Maßnahme die Anzahl der erforderlichen Nippelumdrehungen beim Speichenspannen minimiert. In dieser Beziehung wirkt die erfindungsgemäße Felgen-Speichen-Verbindung wie eine konventionelle mit erhöhter Gewindesteigung, jedoch erhöhter Reibung, sodaß eine Beeinträchtigung der Selbsthemmung vermieden werden kann.In order to achieve a favorable load distribution on the threads of the rim, it is advisable to provide a relief notch at the radially inner end of the external nipple thread when manufacturing the nipples from stiffer material than the rim. In this way, the first load-bearing thread is relieved. The sum of the thread lengths required for a sufficiently large setting range of the spoke preload, which is to be added to the thread lengths required for strength reasons on at least one of the respective parts to be screwed together, is minimal if the two nipple threads are oriented in opposite directions. Furthermore, this measure minimizes the number of nipple revolutions required when clamping the spoke. In this regard, the rim-spoke connection according to the invention acts like a conventional one with an increased thread pitch, but increased friction, so that impairment of the self-locking can be avoided.
Wird die Felge als Hohlkammerfelge mit einem inneren und einem äußeren Flansch ausgeführt, so durchsetzen vorzugsweise die Nippellδcher nur den inneren Flansch, so wird ein weiterer Nachteil der üblichen Felgen-Nippel-Speichen-Verbindung überwunden, der darin liegt, daß der unvermeidliche Durchbruch des Felgenbettes eine Undichtigkeitsstelle darstellt, sodaß solche Speichenräder nur mit Schlauch gefahren werden konnten. Dadurch, daß gemäß der Weiterbildung der Erfindung der radial äußere Felgenflansch ununterbrochen ist, kann sowohl auf ein Felgenband als auch einen Schlauch verzichtet werden. Hierdurch wird das Radgewicht verringert und überdies ist von LKW- und PKW-Reifen her bekannt, daß sie in schlauchloser Ausführung einen geringeren Rollwiderstand aufweisen.If the rim is designed as a hollow rim with an inner and an outer flange, then preferably the nipple holes only penetrate the inner flange, a further disadvantage of the usual rim-nipple-spoke connection is overcome, which is that the inevitable breakthrough of the rim well represents a leak, so that such spoke wheels could only be driven with a hose. Because, according to the development of the invention, the radially outer rim flange is uninterrupted, both a rim tape and a tube can be dispensed with. This reduces the wheel weight and, moreover, it is known from truck and car tires that they have a lower rolling resistance in a tubeless design.
Bei Anfertigung von Felgen gemäß Anspruch 15, wie sie zur Realisierung der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 erforderlich sind, insbesondere beim Ausbilden der Löcher und beim Rollen der Innengewinde darin, ist auf eine genaue Ausrichtung der Loch- bzw. Gewindeachse auf den Speichen¬ verlauf am fertigen Speichenrad zu achten, weil die Nippel dabei nahezu keine Möglichkeit mehr haben, sich gegenüber der Felge selbsttätig in ihrer Neigung einzustellen. Das darin liegende Problem, daß der Felgenhersteller eventuel nicht sofort die Nabenhersteller dazu bringt, sich auf eine einzige oder allenfalls eine geringe Vielzahl von Ausführunge des Nabenflansches festzulegen, läßt sich durch Zwischenfügen eines zusätzlichen Gelenkgliedes zwischen Nippel und Felge umgehen, wie Anspruch 2 lehrt. Allerdings würde dies Kosten und Systemgewicht in die Höhe treiben, weshalb Varianten gemä Anspruch 3 günstiger erscheinen; die Lösungen gemäß Anspruch setzen voraus, daß jeder Felge eine genaue Speichenanordnung zugeordnet wird, die neben der Speichenanzahl durch die Speichenkreuzungszahl, Nabenflanschhöhe und Nabenflansch- abstand determiniert ist. Dieses zusätzliche logistische Merkmal in der Radherstellung sollte kaum eine Rolle spielen, da das Einspeichen heutzutage ohnehin kaum noch vom Fahrrad¬ händler vorgenommen wird sondern in Großserienproduktion erfolgt.When manufacturing rims according to claim 15, as are necessary for realizing the development of the invention according to claim 4, in particular when forming the holes and when rolling the internal thread therein, the hole or thread axis must be precisely aligned with the spokes on the finished spoked wheel, because the nipples have almost no possibility of automatically adjusting their inclination with respect to the rim. The problem therein that the rim manufacturer may not immediately get the hub manufacturer to commit to a single or possibly a small number of versions of the hub flange can be avoided by inserting an additional joint between the nipple and the rim, as claimed in claim 2. However, this would drive up costs and system weight, which is why variants according to claim 3 appear cheaper; the solutions according to claim assume that each rim is assigned an exact spoke arrangement which, in addition to the number of spokes, is determined by the number of spoke crossings, the hub flange height and the hub flange distance. This additional logistical feature should hardly play a role in the manufacture of bicycles, since nowadays storage is hardly carried out by the bicycle dealer anyway, but instead takes place in large-scale production.
Zur Verbesserung des Verhältnisses zwischen Felgengewicht und Felgensteifigkeit und Felgenfestigkeit bei Verwendung einer Hohlkammerfelge wird weiterhin vorgeschlagen, daß der äußere Flansch der Felge in seinem axial mittleren Bereich nach radial außen gewölbt ist.To improve the relationship between rim weight and rim rigidity and rim strength when using a hollow chamber rim, it is further proposed that the outer flange of the rim is curved radially outward in its axially central region.
Eine solche Wölbung des axial mittleren Bereiches des äußeren Felgenflansches einer Hohlkammerfelge ist möglich bei der bevorzugten ununterbrochenen Ausführung des äußeren Felgen¬ flansches, wonach ein Nippellöcher abdeckendes Felgenband überflüssig ist. Der dadurch frei werdende Bauraum wird bei dieser Weiterbildung von der Felge ausgenutzt, ohne daß die Reifenmontage und -demontage erschwert wird. Die Wölbung nach radial außen kann besonders weit getrieben werden, wenn das Speichenrad schlauchlos bereift wird, weil dann zusätzlicher Bauraum in Höhe einer Schlauchwandstärke (ca. 0,7 bis 1,0 mm) gewonnen wird. Durch die Wölbung des äußeren Felgenflansches nach radial außen, also entgegengesetzt zur bekannten Technik, wird ohne nennenswerten Zuwachs der Umfangslänge des Fegenquerschnittes das Flächenträgheitsmoment und damit Steifigkeit und Festigkeit wesentlich erhöht. Dies kann dazu genutzt werden, um die Felgenwandstärke zu reduzieren, oder, um Steifigkeit und Festigkeit der Felge zu erhöhen. Egal, ob auf eine Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit oder eine Senkung des Gewichtes abgezielt wird, in jedem Falle wird das Verhältnis zwischen Gewicht einerseits und Festigkeit und Steifigkeit andererseits der Felge verbessert.Such a curvature of the axially central region of the outer rim flange of a hollow-chamber rim is possible in the preferred uninterrupted design of the outer rim flange, according to which a rim tape covering nipple holes is superfluous. The space thus freed up is used in this development by the rim without the tire assembly and disassembly being made more difficult. The curvature radially outward can be driven particularly far if the spoke wheel is fitted with tubeless tires, because then additional installation space with a tube wall thickness (approx. 0.7 to 1.0 mm) is gained. Due to the curvature of the outer rim flange radially outwards, that is, in contrast to the known technology, the moment of inertia and thus rigidity and strength are significantly increased without any appreciable increase in the circumferential length of the sweeping cross section. This can be used to reduce the rim wall thickness or to increase the rigidity and strength of the rim. Regardless of whether the aim is to increase strength and stiffness or to reduce weight, the relationship between weight on the one hand and strength and stiffness on the other hand of the rim is improved.
Des weiteren ergibt sich durch die Wölbung des äußeren Flansches nach radial außen ein Querschnitt der Hohlkammer, der einem kreisförmigen Querschnitt näher kommt als bei vorbekannten Felgen. Dadurch zeigen solche Felgen auch eine höhere Torsionssteifigkeit im Verhältnis zum Baugewicht. Dieser Umstand kann zu einer bzw. zu einer größeren Speichen¬ kreuzung in der Vorderansicht genutzt werden, wodurch die Widerstandsfähigkeit des weiterbildungsgemäßen Speichenrades gegenüber Querschlägen verbessert werden kann; dies ist bei leichten Felgen bislang nicht möglich, da sich durch eine Speichenkreuzung in Vorderansicht grundsätzlich ein Torsionsknickfall für die Felge ergibt.Furthermore, the curvature of the outer flange radially outwards results in a cross section of the hollow chamber which comes closer to a circular cross section than in the case of previously known rims. As a result, such rims also show a higher torsional rigidity in relation to the construction weight. This fact can be used for a or a larger spoke crossing in the front view, as a result of which the resistance of the spoke wheel according to the invention to cross-impacts can be improved; So far this has not been possible with light rims, because a spoke crossover in the front view basically results in a torsional buckling for the rim.
Des weiteren vergrößert die Auswölbung des äußeren Felgen¬ flansches den zur Verfügung stehenden Einstellbereich der Speichenlänge. Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 11 bzw. Anspruch 20 ist der Einstellbereich genauso groß oder größer wie (als) bei der der zur Zeit üblichen Verbindungstechnik mittels Nippeln, die von radial außen in die Felge eingeführt werden. Um in Verbindung mit genannter Weiterbildung, der Wölbung des radial äußeren Felgenflansches nach radial außen, noch einen besonders präzisen Sitz des Reifens auf der Felge zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise die Reifen¬ füße auf sich im wesentlichen axial erstreckenden Reifensitz¬ flächen der Felge sitzen. Durch diese Sitzflächen kann ein zur Radnabe genauerer konzentrischer Reifensitz erzielt werden als allein durch Einhängen des Reifenwulstes unter ein hakenförmig ausgebildetes Felgenhorn. Dabei ist vorbekannt, daß zur Überwindung des Felgenhornes bei der Reifenmontage ein als Tiefbett bezeichneter Freiraum erforderlich ist; erfahrungs¬ gemäß muß der Wulstkern um rund ein Drittel der Radial¬ erstreckung des Felgenhornes im Tiefbett versenkbar sein.Furthermore, the curvature of the outer rim flange increases the available setting range for the spoke length. In an embodiment according to claim 11 or claim 20, the setting range is the same as or larger than (than) in the currently common connection technology by means of nipples which are inserted into the rim from the radially outside. In order to achieve a particularly precise fit of the tire on the rim in conjunction with the aforementioned development, the curvature of the radially outer rim flange radially outward, it is proposed that the tire feet have a substantially axially extending tire seat in a manner known per se ¬ sit on the rim. With these seats, a more precise concentric tire seat to the wheel hub can be achieved than simply by hanging the tire bead under a hook-shaped rim flange. It is previously known that a space called a drop center is required to overcome the rim flange when mounting the tires; Experience has shown that the bead core must be able to be sunk in the drop center by around a third of the radial extent of the rim flange.
Der Widerspruch, daß einerseits ein Tiefbett als Montagehilfe erforderlich ist, andererseits eine Auswölbung des äußeren Flansches einer Hohlkammerfelge im axial mittleren Bereich nach außen festigkeitsmäßig günstig ist, wird vorzugsweise durch den Übergang auf zwei Tiefbetten statt bisher einen überwunden. Dann braucht nämlich kein Tiefbett mehr im axial mittleren Bereich der Felge angeordnet zu werden, vielmehr liegt ein Tiefbett links und eines rechts. Um eine besonders große Wölbung nach radial außen zu ermöglichen, sollte das Speichenrad schlauchlos bereift sein, weil dann die radial äußere Kontur des Felgenquerschnittes und die Übergangsstelle Felgen-Reifen stärker gekrümmt sein darf. Die schlauchlose Bereifung ermöglicht auch, jede Reifensitzfläche der Felge schmaler zu halten als den zugehörigen Reifenfuß, weil die Reifensitzflächen zur Vermeidung von Karkassquetschungen unterhalb der Reifenkerne nur wenig breiter zu sein brauchen als die lichte Weite zwischen den Kernen nach Reifenmontage; mit Schlauch müssen jedoch die Sitzflächen so breit sein, daß der empfindliche Schlauch nicht in scharfer S-förmiger Krümmung an der Übergangsstelle Reifenzehe-Felge liegt. Eine weitere Vergrößerung der Auswölbung des radial äußeren Felgenflansches nach radial außen ist möglich, wenn jedes Tiefbett die angrenzende Reifensitzfläche hinterschneidet. Hierdurch kann nämlich das axial äußere Ende eines Tiefbettes weiter axial außen liegen als das axial innere Ende der zugehörigen Reifensitzfläche. Der Mittenbereich, in dem die Felge nach radial außen gewölbt werden kann wird durch dieses Merkmel vergrößert und damit auch die maximal mögliche Auswölbung selbst. Lediglich das radial äußere Ende der Übergangsfläche zwischen Tiefbett und Sitzfläche sollte so gestaltet sein, daß es sich nach radial außen hin erweitert, um so das Aufgleiten des Reifenfußes auf die Sitzfläche zu erleichtern. Es empfiehlt sich, das Gleiten dadurch weiter zu erleichtern, daß Tiefbetten und Felgensitzflächen samt der dazwischen liegenden Fläche vor der Reifenmontage mit einem zähen Schmiermittel, zum Beispiel Paraffin oder Vaseline, eingeschmiert werden. Ein solches Schmiermittel begünstigt auch die Abdichtung zwischen Felge und Reifen während des Gleitens der Reifenfüße vom Tiefbett auf die Sitzflächen, sodaß schon geringe Luftfördermengen auch bei schlauchloser Bereifung genügen, um die Reifenfüße auf die Felgensitzflächen zu treiben.The contradiction that on the one hand a deep bed is required as an assembly aid, on the other hand a bulge of the outer flange of a hollow chamber rim in the axially central region is favorable in terms of strength, is preferably overcome by the transition to two deep beds instead of one previously. Then there is no longer any need to arrange a drop center in the axially central area of the rim, rather a drop center is on the left and one on the right. In order to allow a particularly large curvature radially outwards, the spoke wheel should be tubeless, because then the radially outer contour of the rim cross-section and the transition point rim-tire may be more curved. The tubeless tires also make it possible to keep each tire seat area of the rim narrower than the associated tire base, because the tire seat areas need to be only slightly wider than the clear width between the cores after tire installation to avoid carcass crushing underneath the tire cores; with a tube, however, the seat surfaces must be so wide that the sensitive tube is not in a sharp S-shaped curve at the transition point between the tire toe and the rim. A further enlargement of the curvature of the radially outer rim flange to the radially outward is possible if each low bed undercuts the adjacent tire seat surface. As a result, the axially outer end of a deep bed can lie further axially outwards than the axially inner end of the associated tire seat surface. The central area in which the rim can be curved radially outwards is enlarged by this feature and thus the maximum possible bulge itself. Only the radially outer end of the transition surface between the deep bed and the seat surface should be designed so that it extends radially outwards extended to make it easier for the tire foot to slide onto the seat. It is advisable to make sliding even easier by lubricating drop center and rim seat surfaces, including the surface in between, with a viscous lubricant, such as paraffin or petroleum jelly, before fitting the tire. Such a lubricant also favors the seal between the rim and the tire while the tire feet slide from the drop center onto the seat surfaces, so that even small amounts of air are sufficient, even with tubeless tires, to drive the tire feet onto the rim seat surfaces.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to seven figures. It shows
Fig. 1 einen der Übersichtlichkeit dienenden Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Speichenrad,1 is a cross-section for clarity through a spoke wheel according to the invention,
Fig. 2 im vergrößerten Halbschnitt einen erfindungsgemäßen Nippel mit radial äußerem SpeichenendeFig. 2 in enlarged half section a nipple according to the invention with a radially outer spoke end
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Felgenquerschnitt, Fig. 4 eine Variante von Fig. 3 für ein Speichenrad mit in Vorderansicht gekreuzten Speichen,3 shows a rim cross section according to the invention, 4 shows a variant of FIG. 3 for a spoke wheel with spokes crossed in front view,
Fig. 5 eine Veranschaulichung des Torsionsknickfalles bei in Vorderansicht gekreuzten Speichen.Fig. 5 is an illustration of the torsional buckling case with spokes crossed in front view.
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Speichenrad samt Reifen undFig. 6 shows a cross section through an inventive spoke wheel including tires and
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße FelgeFig. 7 shows a cross section through a rim according to the invention
Die Figur 1 zeigt eine aus Aluminium gefertigte Hohlkammerfelge 1 mit Nippellöchern 2, in denen Nippel 3 angeordnet sind. Wie die Figur 2 zeigt, sind die Nippel 3 auf ihrer gesamten Länge hohl und weisen in dieser Öffnung ein durchgehendes Innengewinde 4 auf, wie im Stand der Technik bekannt. In beiden Figuren ist dargestellt, daß die Nippel 3 außen im radial unteren Bereich eine Drehmoment-Einleitungs¬ stelle 5 aufweisen, die hier, wie ebenfalls im Stand der Technik bekannt, als Vierkant ausgebildet ist. Die Drehmomenteinleitungsstelle kann aber auch als Sechskant ausgeführt werden, was insbesondere bei kleineren Raddurchmessern mit hoher Speichenanzahl vorteilhaft wäre.FIG. 1 shows a hollow chamber rim 1 made of aluminum with nipple holes 2 in which nipples 3 are arranged. As FIG. 2 shows, the nipples 3 are hollow over their entire length and have a continuous internal thread 4 in this opening, as is known in the prior art. In both figures it is shown that the nipples 3 have a torque introduction point 5 on the outside in the radially lower region, which, as is also known in the prior art, is designed here as a square. The torque introduction point can, however, also be designed as a hexagon, which would be advantageous in particular for smaller wheel diameters with a large number of spokes.
In den Nippeln 3 sind Speichen 6 mittels je eines mit den Nippelinnengewinden 4 zusammenwirkenden Außengewindes 7 verankert. Die Speichenvorspannung kann durch drehen an der Drehmomenteinleitungsstelle 5 eingestellt werden.Spokes 6 are anchored in the nipples 3 by means of an external thread 7 which interacts with the nipple internal threads 4. The spoke preload can be set by turning the torque introduction point 5.
Die Neuerung liegt in der Verbindung zwischen Nippel 3 und Felge 1, die durch eine weitere Gewindepaarung gebildet ist. Entsprechend bevorzugter Ausbildung nach Anspruch 4 besteht die weitere Gewindepaarung aus einem Nippelaußengewinde 8, welches in beiden Figuren zu erkennen ist, und einem Innen¬ gewinde 9 in den Felgenlöchern 2, wie in Figur 1 zu erkennen. Weiterhin ist in Figur 1 die Ausbildung der Felge 1 als Hohlkammerfelge mit einem inneren Flansch 10 und einem äußeren Flansch 11 dargestellt. Die Wandstärkenbemessung bezieht sich auf eine Aluminiumfelge; zweckmäßigerweise ist der innere Flansch 10 etwas stärker bemessen als der äußere Flansch 11 , das heißt vorzugsweise um 10 bis 25 %.The innovation lies in the connection between nipple 3 and rim 1, which is formed by a further pair of threads. According to a preferred embodiment according to claim 4, the further thread pairing consists of an external nipple thread 8, which can be seen in both figures, and an internal thread 9 in the rim holes 2, as can be seen in FIG. Furthermore, FIG. 1 shows the design of the rim 1 as a hollow chamber rim with an inner flange 10 and an outer flange 11. The wall thickness design refers to an aluminum rim; The inner flange 10 is expediently dimensioned somewhat stronger than the outer flange 11, that is to say preferably by 10 to 25%.
Die Nippellöcher 2, die in ihrer ganzen Länge mit dem erwähnten Innengewinde 9 ausgestattet sind, durchsetzen nur den inneren Felgenflansch 10. Dadurch bleibt der äußere Felgenflansch 11 ununterbrochen. Dies ist möglich, weil die Nippel 3 von radial innen her kommend in die Felge 1 montiert werden können. Zusammen mit einem luftdichten Felgenstoß, der leicht durch Bestreichen des Felgenstoßes vor dem Zusammenpressen mit einem Klebstoff oder dergleichen erreicht werden kann, ergibt sich ein luftdichtes Felgenbett.The nipple holes 2, which are provided over their entire length with the mentioned internal thread 9, only penetrate the inner rim flange 10. As a result, the outer rim flange 11 remains uninterrupted. This is possible because the nipples 3 can be mounted in the rim 1 from the radial inside. Together with an airtight rim joint, which can easily be achieved by brushing the rim joint before pressing it with an adhesive or the like, the result is an airtight rim well.
Dies wiederum ermöglicht die Montage eines Luftreifens 13 ohne Schlauch und Felgenband. Der schlauchlos zu fahrende Reifen weist eine Innenseele aus einem besonders impermeabelen Kautschuk, vorzugsweise Butylkautschuk, auf.This in turn enables the assembly of a pneumatic tire 13 without a tube and rim tape. The tubeless tire has an inner core made of a particularly impermeable rubber, preferably butyl rubber.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungs¬ gemäße Hohlkammerfelge 1. Ihre in einer Verdickung 12 angeordneten Nippellöcher 2 durchsetzen ausschließlich den inneren Felgenflansch 10 und sind mit einem Innengewinde 9 ausgestattet. In diese Nippellöcher 2 greifen Nippel (3) mit einem Außengewinde (8) ein. Die Speichen (6) weisen am radial äußeren Ende ein Außengewinde (7) auf und greifen in das passende Nippelinnengewinde (4) ein. Der äußere Felgenflansch 11 ist ununterbrochen ausgeführt und benötigt deshalb keine Abdeckung durch ein Felgenband. Weiterbildungsgemäß ist der äußere Felgenflansch 11 nach radial außen gewölbt in seinem axial mittleren Bereich. Während bislang die Felgenbetten genau umgekehrt herum gewölbt sind, um den nötigen Freiraum für die Reifenmotage zu schaffen, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung der zuvor vom Felgenband und vorzugsweise auch noch der vom Schlauch beanspruchte Bauraum der Felge zugeschlagen. Überdies kann auch eine gewisse Verkleinerung des Monmtageraumes in Kauf genommen werden, da die Reifenzehen gegenüber der metallischen Felge besser rutschen als gegenüber dem bislang erforderlichen Fegenband aus Gummi oder Textil.FIG. 3 shows a cross section through a hollow chamber rim 1 according to the invention. Her nipple holes 2, which are arranged in a thickening 12, penetrate exclusively the inner rim flange 10 and are equipped with an internal thread 9. Nipples (3) with an external thread (8) engage in these nipple holes 2. The spokes (6) have an external thread (7) at the radially outer end and engage in the matching internal nipple thread (4). The outer rim flange 11 is continuous and therefore does not require a rim tape cover. According to a further development, the outer rim flange 11 is curved radially outwards in its axially central region. So far, the rim beds have been arched the other way around to create the necessary space for the tire assembly. In the solution according to the invention, the space previously occupied by the rim tape and preferably also by the tube is added to the rim. In addition, a certain reduction in the size of the assembly room can be accepted, since the tire toes slide better against the metallic rim than against the previously required sweeping tape made of rubber or textile.
Diese Auswölbung führt zu den genannten Zuwächsen an Biegesteifigkeit, Torsionssteifigkeit und Biegefestigkeit.This bulge leads to the above-mentioned increases in bending stiffness, torsional stiffness and bending strength.
Die Figur 4 zeigt eine andere Variante der Erfindung, wo die Nippellöcher 2 in zwei beabstandeteten Reihen angeordnet sind. Hierdurch wird in der Vorderansicht eine größere Schrägstellung der Speichen (6) bei unverändertem Nabenflanschabstand erreicht. Die solchermaßen gekreuzten Speichen (6) führen zu einer höheren Quersteifigkeit und Querfestigkeit des Speichenrades.Figure 4 shows another variant of the invention, where the nipple holes 2 are arranged in two spaced rows. This results in a greater inclination of the spokes (6) in the front view with the hub flange spacing unchanged. The spokes (6) crossed in this way lead to a higher transverse rigidity and transverse strength of the spoke wheel.
Die Figur 5 veranschaulicht den hierdurch provozierten Knickfall: Ab Überschreiten einer bestimmten Speichen¬ vorspannung knickt die auf Druck in Umfangsrichtung belastete Felge 1 spontan zur Seite hin aus und tordiert dabei. Die linksstehende Figur 3a zeigt die Sollage und die rechtsstehende Figur 3b die ausgeknickte Lage. Durch eine vergrößerte Torsionssteifigkeit der Felge 1 wird dieser Knickfall zu größeren Druckspannungen der Felge 1 bzw. zu größerem Abstand der beiden Reihen von Nippellöchern 2 voneinander verschoben. Dadurch kann dieses von schweren Felgen her an sich bekannte Merkmal auch bei leichten Felgen 1 angewendet werden. Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungs¬ gemäßes Speichenrad. In der aus einer Aluminiumlegierung gefertigten Hohlkammerfelge 1 sind Nippellöcher 2 mit Innengewinde 9 angeordnet, die nur den radial inneren Felgenflansch 10 durchsetzen. Der äußere Felgenflansch 11 ist ununterbrochen ausgeführt und benötigt deshalb keine Abdeckung durch ein Felgenband. In den Nippellöchern 2 stützen sich Nippel 3 mit einem zu den Innengewinden 9 passenden Außengewinde 8 ab. Wie im Stand der Technik bekannt, sind die Nippel 3 auf ihrer gesamten Länge hohl und weisen ein durchgehendes Innengewinde (4) auf. Hierin greifen die auf Zug vorgespannten Speichen 6 mit zum Nippelinnengewinde (4) passenden Außengewinde 7 an.FIG. 5 illustrates the buckling provoked in this way: When a certain spoke preload is exceeded, the rim 1, which is subjected to pressure in the circumferential direction, spontaneously buckles to the side and thereby twists. The figure 3a on the left shows the target position and the figure 3b on the right shows the bent position. Due to an increased torsional rigidity of the rim 1, this buckling is shifted to greater compressive stresses of the rim 1 or to a greater distance between the two rows of nipple holes 2. As a result, this feature, which is known per se from heavy rims, can also be applied to light rims 1. FIG. 6 shows a cross section through a spoke wheel according to the invention. In the hollow chamber rim 1 made of an aluminum alloy, nipple holes 2 with an internal thread 9 are arranged, which only penetrate the radially inner rim flange 10. The outer rim flange 11 is continuous and therefore does not require a rim tape cover. In the nipple holes 2, nipples 3 are supported with an external thread 8 matching the internal threads 9. As is known in the prior art, the nipples 3 are hollow along their entire length and have a continuous internal thread (4). Herein, the tensioned spokes 6 engage with the external thread 7 matching the internal nipple thread (4).
Nippelinnengewinde (4) und Nippelaußengewinde 8 weichen in ihrer Steigung voneinander ab; eine Abweichung nur im Steigungsbetrag, also bei gleicher SteigungsOrientierung, hat den Vorteil, daß die Nippel besonders schlank gehalten werden können, weil sich eine hohe Untersetzung zwischen Nippelumdrehung und Speichenspannweg ergibt. Also genügen kleine Gewindedurchmesser, um die nötige Selbsthemmung zu erreichen. Ferner können so die Speichen besonders exakt justiert werden. Demgegenüber hat ein Abweichen zwischen Nippelinnen- (4) und .-außengewinde 8 in der Orientierung den Vorteil, daß die Speichen 6 rasch mit wenigen Nippeldrehungen zu spannen sind. Allerdings muß der Durchmesser des Nippelaußengewindes - und damit natürlich auch des Felgeninnengewindes - vergrößert werden, um zur Verhinderung des selbsttätigen Speichenlosdrehens ein ausreichendes Reibdrehmoment aufzubauen.Nipple internal thread (4) and external nipple thread 8 differ in their pitch; a deviation only in the amount of the slope, i.e. with the same slope orientation, has the advantage that the nipples can be kept particularly slim because there is a high reduction between the nipple rotation and the spoke span. So small thread diameters are enough to achieve the necessary self-locking. Furthermore, the spokes can be adjusted very precisely. In contrast, a deviation between the inner (4) and.-Outer thread 8 in the orientation has the advantage that the spokes 6 can be tightened quickly with a few nipple rotations. However, the diameter of the external nipple thread - and thus of course the internal thread of the rim - must be increased in order to build up a sufficient friction torque to prevent the spoke from turning automatically.
Weiter radial innen weisen die Nippel 3 in an sich bekannter Weise eine Drehmomenteinleitungsstelle auf, hier einen Vierkant 5. Hier soll das Werkzeug zur Speichenspannungs- einstellung angreifen. Die Besonderheit in dieser Figur liegt darin, daß der radial äußere Felgenflansch 11 in seinem axial mittleren Bereich nach radial außen gewölbt ist und, daß sich links und rechts davon je ein Felgentiefbett 16 befindet, sodaß eine Reifenmontage auf an sich bekannte, sich im wesentlichen axial erstreckende Reifensitzflächen 15 möglich ist. Hier sind die Reifensitz¬ flächen 15 gerade ausgebildet mit einer Neigung zur Axialen von 10°. Es ist aber auch eine Wölbung der Reifensitzfläche 15 möglich. Dies trifft auch auf das hier ebenfalls gerade ausgeführte Felgenhorn 20 zu.Farther radially inward, the nipples 3 have a torque introduction point, in this case a square 5, in a manner known per se. Here, the tool for setting the spoke tension should act. The peculiarity in this figure lies in the fact that the radially outer rim flange 11 is curved radially outward in its axially central region and that there is a deep rim bed 16 to the left and right of it, so that tire mounting on known, essentially axial extending tire seating surfaces 15 is possible. Here the tire seat surfaces 15 are straight with an inclination to the axial of 10 °. However, it is also possible for the tire seat surface 15 to be curved. This also applies to the rim flange 20, which is also just executed here.
Um beide Feigentiefbetten 16 weitest möglich auseinander zu ziehen, ist nicht nur die Übergangsfläche 19 so geneigt, daß der axial äußere Rand 16.1 jedes Tiefbettes 16 weiter axial außen liegt als der axial innere Rand 15.1 der zugehörigen Reifensitzfläche 15, die Sitzflächen 15 also teilweise hinterschnitten sind, sondern es sind auch die Reifensitz¬ flächen 15 schmaler gehalten als die Reifenfüße 17. Letzteres ist nur mit schlauchloser Bereifung - wie hier gezeigt - zu empfehlen, weil ansonsten der Schlauch zu scharfe Knicke erfahren würde und in den Knicken vorzeitig undicht werden könnte. Zur Vermeidung von Karkaßquetschungen ist dabei das Maß 15.2 zwischen den axial inneren Grenzen 15.1 der Reifen¬ sitzflächen 15 um 2 bis 12 %, hier 9 %, kleiner als das Maß 18.2 zwischen den axial inneren Grenzen 18.1 der Wulstkerne 18 im auf der Felge 1 fertigmontierten Zustand.In order to pull the two fig deep beds 16 apart as much as possible, not only the transition surface 19 is inclined so that the axially outer edge 16.1 of each deep bed 16 lies further axially outward than the axially inner edge 15.1 of the associated tire seat surface 15, that is to say the seat surfaces 15 are partially undercut , but the tire seat surfaces 15 are also kept narrower than the tire feet 17. The latter can only be recommended with tubeless tires, as shown here, because otherwise the tube would experience too sharp kinks and could prematurely leak in the kinks. To avoid carcass bruises, the dimension 15.2 between the axially inner boundaries 15.1 of the tire seat surfaces 15 is 2 to 12%, here 9%, smaller than the dimension 18.2 between the axially inner boundaries 18.1 of the bead cores 18 in the fully assembled on the rim 1 Status.
Die Figur 7 zeigt einen vergrößerten, maßstabsgerechten (ca. 1:6,4) Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Hohl¬ kammerfelge 1. Die Nippellöcher 2 sind in Verdickungen 12 angeordnet. Der äußere Felgenflansch 11 ist nach radial außen gewölbt in seinem axial mittleren Bereich. Das bekannte mittige Tiefbett ist in zwei axial außen liegende Tief etten aufgeteilt, wodurch in der axialen Mitte weiterer Bauraum für den äußeren Felgenflansch 11 geschaffen wurde. Die Auswölbung des äußeren Felgenflansches 11 nach radial außen führt zu den genannten Zuwächsen an Biegesteifigkeit, Torsionssteifigkeit und Biege¬ festigkeit.FIG. 7 shows an enlarged, to scale (approx. 1: 6.4) cross section through a hollow chamber rim 1 according to the invention. The nipple holes 2 are arranged in thickenings 12. The outer rim flange 11 is curved radially outward in its axially central region. The well-known central deep bed is divided into two axially outer deep wells, whereby additional space for the outer rim flange 11 was created in the axial center. The curvature of the outer rim flange 11 radially outwards leads to the increases in bending rigidity, torsional rigidity and bending strength mentioned.
Weiterhin führt diese Ausbildung zu einem großen Speichen- längentoleranzmaß 6.1, welches vom radial äußeren Ende des Felgeninnengewindes 9 bis zur inneren Kontur des äußeren Felgenflansches 11 entlang der Speicheneinschraubrichtung zu messen ist.Furthermore, this design leads to a large spoke length tolerance dimension 6.1, which is to be measured from the radially outer end of the internal rim thread 9 to the inner contour of the outer rim flange 11 along the spoke screwing direction.
Der Zuwachs an Speichenlängentoleranz zeigt sich am Vergleich des Innenradius r in der Mitte des äußeren Felgenflansches 11 um die Radachse in der Längsebene des Rades mit dem minimalen Außenradius R des äußeren Felgenflansches 11 - also in den Tiefbetten 16 - ; der mittige Innenradius r ist im Gegensatz zum Stand der Technik größer als der Tiefbettdurchmesser R, und zwar vorzugsweise - wie hier gezeigt - etwa um das Wand¬ stärkenmaß w des äußeren Felgenflansches 11 in seiner Mitte.The increase in spoke length tolerance can be seen from the comparison of the inner radius r in the center of the outer rim flange 11 about the wheel axis in the longitudinal plane of the wheel with the minimum outer radius R of the outer rim flange 11 - that is to say in the deep beds 16 -; In contrast to the prior art, the central inner radius r is larger than the drop center diameter R, and preferably — as shown here — about the wall thickness dimension w of the outer rim flange 11 in its center.
Wie bereits zuvor ausgeführt trägt zu dieser vorteilhaften Gestaltung die sich teilweise nach radial innen hin erweiternde Formgebung der Übergangsflächen 19 zwischen Tiefbett 16 und Sitzfläche 15 bei; am radial äußeren Ende 19.1 ist die Übergangsfläche 19 jedoch in sich nach radial außen hin erweiternder Form gestaltet, um das Aufgleiten des Reifens vom Tiefbett her zu erleichtern.As already explained above, the shape of the transition surfaces 19 between the deep bed 16 and the seat surface 15, which partially widens radially towards the inside, contributes to this advantageous design; at the radially outer end 19.1, however, the transition surface 19 is designed in a shape that widens radially outward in order to facilitate the sliding of the tire from the drop center.
Die Felgenhörner 20 sind in an sich bekannter Höhe und Gestalt ausgeführt. Am radial äußeren Ende 20.1 weisen sie eine sanfte, nach axial innen gerichtete Verdickung auf. Als Seiten 20 und 21 ist eine Bezugszeichenliste Bestandtei der Beschreibung.The rim flanges 20 are designed in a known height and shape. At the radially outer end 20.1 they have a gentle, axially inward thickening. As pages 20 and 21, a list of reference numerals is part of the description.
Durch die erfindungsgemäße Felgen-Speichen-Verbindung mit zweiter Gewindepaarung ist ein Nippelaustausch ohne Reifen- demontage möglich, was eine knappere Speichendimensionierun erlaubt. Überdies erlaubt diese Felgen-Speichen-Verbindung eine Schlauchlosbereifung auf Speichenrädern ohne Schmutz¬ nester. Mit der gezeigten bevorzugten Ausführung nach Anspr 4 gelingt dies überdies ohne zusätzliche Bauteile und ohne Festigkeitseinbußen. Die Erfindung bezieht sich insbesonder auf Fahrräder.The rim-spoke connection according to the invention with a second thread pair makes it possible to replace the nipples without having to dismantle the tires, which allows a narrower spoke dimensioning. In addition, this rim-spoke connection allows tubeless tires on spoke wheels without dirt nests. With the preferred embodiment shown in accordance with Claim 4, this is moreover possible without additional components and without sacrificing strength. The invention relates in particular to bicycles.
Eine Weiterbildung der Erfindung lehrt die Wölbung des äuße Flansches einer Hohlkammerfelge nach außen. Hierdurch wird Verhältnis zwischen Eigengewicht und Steifigkeit und Festigkeit verbessert. Dies ist auch möglich in Kombination mit an sich bekannten Felgensitzflächen 15 und dadurch erforderlichem Tiefbett, welches in zwei axial außen liegen Tiefbetten 16 aufgeteilt ist. Hierdurch wird auch das Speichenlängentoleranzmaß 6.1 vergrößert. A development of the invention teaches the curvature of the outer flange of a hollow chamber rim to the outside. This improves the relationship between its own weight and stiffness and strength. This is also possible in combination with rim seat surfaces 15 known per se and thereby the required deep bed, which is divided into two deep beds 16 lying axially on the outside. This also increases the spoke length tolerance dimension 6.1.
Liste der verwendeten Bezugszeichen:List of reference symbols used:
Felgerim
Nippellöcher in 1Nipple holes in 1
Nippelnipple
Innengewinde von 3Internal thread from 3
Drehmomenteinleitungsstelle von 3Torque introduction point of 3
SpeichenSpokes
Speichenlängento1eranzmaßSpoke length tolerance dimension
Außengewinde von 6Male thread from 6
Außengewinde von 3Male thread from 3
Innengewinde von 1 radial innerer Flansch von 1 radial äußerer Flansch von 1Internal thread of 1 radially inner flange of 1 radially outer flange of 1
Verdickung im Bereich von 2Thickening in the range of 2
Reifentires
Ringkerbe in 3Ring notch in 3rd
Reifensitzfläche von 1 axial innere Grenze von 15Tire seating area of 1 axially inner limit of 15
Maß zwischen 15.1Dimension between 15.1
Tiefbetten in 1 axial äußerer Rand von 16Drop beds in 1 axially outer edge of 16
Füße von 13 'Feet of 13 '
Wulstkerne von 13 axial innere Grenze von 18Bead cores of 13 axially inner limit of 18
Maß zwischen 18.1Dimension between 18.1
Übergangsfläche von einem Tiefbett 16 zur zugehörigenTransitional area from a low bed 16 to the associated one
Reifensitzfläche 15 radial äußere Enden von 19Tire seating surface 15 radially outer ends of 19
Felgenhorn äußeres Ende von 20 r Innenradius des äußeren Felgenflansches 11 um Radachse in Längsebene des Rades R minimaler Außenradius des äußeren Felgenflansches 11Rim flange outer end of 20 r inner radius of the outer rim flange 11 about the wheel axis in the longitudinal plane of the wheel R minimal outer radius of the outer rim flange 11
- also im Tiefbett 16 - w Wandstärke des äußeren Felgenflansches 11 - So in the deep bed 16 - w wall thickness of the outer rim flange 11th

Claims

Ansprüche Expectations
1. Speichenrad,1. spoke wheel,
- welches eine Felge (1) mit einer Vielzahl von Nippellöchern (2) aufweist, in denen (2) jeweils ein Nippel (3) angreift, wobei die Nippel (3) ein Innengewinde (4) aufweisen und eine Drehmo enteinleitungsstelle, die eine Verdrehung des Nippels zur Einstellung der individuellen Speichenvorpannung erlaubt,- Which has a rim (1) with a multiplicity of nipple holes (2), in which (2) a nipple (3) engages, the nipples (3) having an internal thread (4) and a torque introduction point which prevents rotation allows the nipple to adjust the individual spoke preload,
- und welches eine Vielzahl von Speichen (6) aufweist, die am radial äußeren Ende ein Außengewinde (7) aufweisen, welches mit dem Innengewinde (4) der Nippel (3) zusammenwirkt d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß- And which has a plurality of spokes (6), which have an external thread (7) at the radially outer end, which cooperates with the internal thread (4) of the nipple (3), so that
- die Abstützung des Nippels (3) gegenüber der Felge (1) durch eine weitere Gewindepaarung (8/9) erfolgt.- The nipple (3) is supported relative to the rim (1) by a further thread pairing (8/9).
2. Speichenrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nippel (3) und Felge (1) ein zusätzliches Gelenkglied zwischengefügt ist.2. Spoked wheel according to claim 1, characterized in that between the nipple (3) and rim (1) an additional joint member is interposed.
3. Speichenrad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Nippel (3) und Felge (1) kein zusätzliches Gelenkglied zwischengefügt ist.3. Spoked wheel according to claim 1, characterized in that no additional joint member is interposed between the nipple (3) and rim (1).
4. Speichenrad nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Gewindepaarung durch ein Außengewinde (8) auf den Nippeln (3) und ein damit (8) zusammenwirkendes Innengewinde (9) in den Nippellδchern (2) der Felge (1) gebildet ist, wobei Nippelaußengewinde (8) und das an sich bekannte NippelInnengewinde (4) in ihrem Steigungsbetrag oder in ihrer SteigungsOrientierung oder in beiden voneinander abweichen. 4. Spoked wheel according to claim 3, characterized in that the further thread pairing is formed by an external thread (8) on the nipples (3) and a cooperating therewith (8) internal thread (9) in the nipple holes (2) of the rim (1), whereby the nipple external thread (8) and the known nipple internal thread (4) differ in their pitch amount or in their pitch orientation or in both.
5. Speichenrad nach Anspruch 4, bei dem das Nippelinnen¬ gewinde (4) und das Speichenaußengewinde (7) in bekannter Weise rechtssteigend sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Nippelaußengewinde (8) und das Felgeninnengewinde (9) linkssteigend sind.5. Spoked wheel according to claim 4, wherein the Nippelinnen¬ thread (4) and the spoke outer thread (7) are right-handed in a known manner, characterized in that the outer nipple thread (8) and the inner rim thread (9) are left-handed.
6. Speichenrad nach Anspruch 4, bei dem das Nippelinnen¬ gewinde (4) und das Speichenaußengewinde (7) in bekannter Weise rechtssteigend sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Nippelaußengewinde (8) und das Felgeninnengewinde (9) ebenfalls rechtssteigend, jedoch von anderem Steigungs¬ betrag sind.6. Spoked wheel according to claim 4, in which the Nippelinnen¬ thread (4) and the spoke outer thread (7) are right-handed in a known manner, characterized in that the outer nipple thread (8) and the inner rim thread (9) are also right-handed, but of a different pitch ¬ are.
7. Speichenrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Felge (1) eine Hohlkammerfelge ist, die einen inneren Flansch (10) und einen äußeren Flansch (11) aufweist, wobei die Nippellöcher (2) nur den inneren Flansch (10) durchsetzen, während der äußere (11) ununterbrochen ist.7. Spoked wheel according to one of the preceding claims, characterized in that in a manner known per se the rim (1) is a hollow chamber rim which has an inner flange (10) and an outer flange (11), the nipple holes (2) only push through the inner flange (10) while the outer (11) is continuous.
8. Speichenrad nach Anspruch 7 , welches radial außen eine Bereifung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereifung einen schlauchlos fahrbaren Reifen (13) aufweist.8. Spoked wheel according to claim 7, which has radially outside tires, characterized in that the tires have a tubelessly movable tire (13).
9. Speichenrad nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Felgenbett frei von einem Felgenband ist.9. Spoked wheel according to claim 7, characterized in that the rim base is free of a rim tape.
10. Speichenrad nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Flansch (11) der Felge (1) in seinem axial mittleren Bereich nach radial außen gewölbt ist. 10. Spoked wheel according to claim 7, characterized in that the outer flange (11) of the rim (1) is curved radially outward in its axially central region.
11. Speichenrad nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Flansch (11) der Felge (1) in der axialen Mitte so weit nach radial außen gewölbt ist, daß r > R , wobei r der innere Radius des äußeren Flansches (11) in der axialen Mitte ist und R das Minimum des äußeren Radius des äußeren Flansches (11) ist.11. Spoked wheel according to claim 10, characterized in that the outer flange (11) of the rim (1) is curved so far radially outward in the axial center that r> R, where r is the inner radius of the outer flange (11) in is the axial center and R is the minimum of the outer radius of the outer flange (11).
12. Speichenrad nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl links als auch rechts von der axial mittigen Auswölbung jeweils ein Felgentiefbett (16) angeordnet ist.12. Spoked wheel according to claim 10 or 11, characterized in that a rim deep bed (16) is arranged both left and right of the axially central bulge.
13. Speichenrad zumindest nach den Ansprüchen 12 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Reifensitzflächen (15) der Felge (1) schmaler sind als die Reifenfüße (17), jedoch mindestens so breit sind, daß die axial innere Grenze (18.1) der Wulstkerne (18) axial außerhalb von der axial inneren (15.1) der Sitzflächen (15) liegt.13. Spoked wheel at least according to claims 12 and 8, characterized in that the tire seat surfaces (15) of the rim (1) are narrower than the tire feet (17), but are at least so wide that the axially inner boundary (18.1) of the bead cores ( 18) lies axially outside of the axially inner (15.1) of the seat surfaces (15).
14. Speichenrad nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefbetten (16) die jeweils angrenzende Reifensitzfläche (15) hinterschneiden.14. Spoked wheel according to claim 12, characterized in that the low beds (16) undercut the adjacent tire seat surface (15).
15. Felge ( 1 ) mit Nippellδchern ( 2 ) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie (1) in den Nippellδchern (2) jeweils ein Innengewinde (9) aufweist.15. Rim (1) with nipple holes (2), so that it (1) in the nipple holes (2) each has an internal thread (9) in the nipple holes (2).
16. Felge (1) mit Nippellöchern (2), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie (1) im Bereich ihrer Nippellδcher (2) eine Verdickung (12) aufweist. 16. rim (1) with nipple holes (2), characterized in that it (1) has a thickening (12) in the region of its nipple holes (2).
17. Felge (1) nach Anspruch 15 gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 16.17. rim (1) according to claim 15 characterized by the characterizing features of claim 16.
18. Felge (1) nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß si in an sich bekannter Weise als Hohlkammerfelge (1) ausgeführt ist und ihre mit Innengewinde (9) ausgestatteten Nippellöcher (2) nur den inneren18. Rim (1) according to claim 15, characterized in that it is designed in a manner known per se as a hollow chamber rim (1) and its nipple holes (2) equipped with an internal thread (9) only the inner one
Flansch (10) der Hohlkammerfelge (1) durchsetzen, während der äußere (11) ununterbrochen ist.Push through the flange (10) of the hollow rim (1) while the outer (11) is uninterrupted.
19. Felge (1) nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß de äußere Flansch (11) der Felge (1) in seinem axial mittleren Bereich nach radial außen gewölbt ist.19. Rim (1) according to claim 18, characterized in that the outer flange (11) of the rim (1) is curved radially outward in its axially central region.
20. Felge (1) nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß de äußere Flansch (11) der Felge (1) in seiner axialen Mitte so weit nach radial außen gewölbt ist, daß r > R , wobei r der innere Radius des äußeren Flansches (11) in der axialen Mitte und R das Minimum des äußeren Radius des äußeren Flansches (11) ist.20. Rim (1) according to claim 19, characterized in that the outer flange (11) of the rim (1) is curved radially outward in its axial center so that r> R, where r is the inner radius of the outer flange ( 11) in the axial center and R is the minimum of the outer radius of the outer flange (11).
21. Felge (1) nach Anspruch 19 oder 20 dadurch gekennzeichnet, daß sowohl links als auch rechts von der axial mittigen Auswölbung nach radial außen jeweils ein Felgentiefbett (16) angeordnet ist.21. Rim (1) according to claim 19 or 20, characterized in that a deep rim bed (16) is arranged both to the left and to the right of the axially central bulge radially outward.
22. Felge (1) nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefbetten (16) die jeweils angrenzende Reifensitzfläche (15) hinterschneiden. 22. Rim (1) according to claim 21, characterized in that the deep beds (16) undercut the adjacent tire seat surface (15).
23. Verfahren zur Herstellung von Nippellöchern (2) zur Realisierung einer Felge (1) nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Löcher (2) höchstens mit dem halben Durchmesser des vorgesehenen Innendurchmessers (d) gebohrt werden und unter plastischer Materialverformung durch ein kegelartiges Werkzeug aufgeweitet werden.23. A method for producing nipple holes (2) for realizing a rim (1) according to at least one of claims 16 to 18, characterized in that the holes (2) are drilled at most with half the diameter of the intended inner diameter (d) and under plastic Material deformation can be expanded by a cone-like tool.
24. Verfahren nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, daß die Nippellöcher (2) überhaupt nicht gebohrt werden, sondern durch Stechen erzeugt werden mit einer Material¬ aufstauchung (12) in der Umgebung der Nippellöcher (2).24. The method according to claim 23, characterized in that the nipple holes (2) are not drilled at all, but are generated by piercing with a material upsetting (12) in the vicinity of the nipple holes (2).
25. Verfahren zur Herstellung von Nippellöchern (2) zur Realisierung einer Felge (1) zumindest nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Felgeninnengewinde (9) spanlos durch Rollen oder dergleichen gefertigt werden.25. A method for producing nipple holes (2) for realizing a rim (1), at least according to claim 15, characterized in that the internal rim threads (9) are manufactured without cutting by rolling or the like.
26. Nippel (3), der ein Innengewinde (4) und auf seiner Außenseite eine Drehmomenteinleitungsstelle (5), z. B. einen Vierkant, aufweist, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t , daß er (3) radial außerhalb. (bezogen auf montiertes Speichenrad) der Drehmomenteinleitungsstelle (5) ein Außengewinde (8) aufweist, wobei Nippelaußengewinde (8) und Nippelinnen¬ gewinde (4) in ihrem Steigungsbetrag oder in ihrer SteigungsOrientierung oder in beiden voneinander abweichen.26. nipple (3), which has an internal thread (4) and on its outside a torque introduction point (5), for. B. has a square, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t that he (3) radially outside. (related to the mounted spoke wheel) of the torque introduction point (5) has an external thread (8), the nipple external thread (8) and nipple internal thread (4) differing in their pitch amount or in their pitch orientation or in both.
27. Nippel (3) nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, daß das radial innere Ende (bezogen auf montiertes Speichenrad) des Außengewindes (8) durch eine Kerbe (14) aufgeweicht ist. 27. Nipple (3) according to claim 26, characterized in that the radially inner end (based on the mounted spoke wheel) of the external thread (8) is softened by a notch (14).
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