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DE102009050458A1 - Bicycle wheel has rim which is connected to hub-receiving element through spokes, where hub-receiving element is designed at center of rim - Google Patents

Bicycle wheel has rim which is connected to hub-receiving element through spokes, where hub-receiving element is designed at center of rim Download PDF

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DE102009050458A1
DE102009050458A1 DE102009050458A DE102009050458A DE102009050458A1 DE 102009050458 A1 DE102009050458 A1 DE 102009050458A1 DE 102009050458 A DE102009050458 A DE 102009050458A DE 102009050458 A DE102009050458 A DE 102009050458A DE 102009050458 A1 DE102009050458 A1 DE 102009050458A1
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DE
Germany
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spoke
rim
bicycle wheel
receiving element
hub
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DE102009050458A
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German (de)
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DE102009050458B4 (en
Inventor
Thomas Leschik
Erhard Wissler
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CARBOFIBRETEC GmbH
Original Assignee
CARBOFIBRETEC GmbH
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Abstract

The bicycle wheel (1) has a rim (2) which is connected to a hub-receiving element (7) through spokes (6). The hub-receiving element is designed at the center of the rim. The rim comprises a polymer matrix which is made of thermosetting material. The spokes are made of a polymer matrix formed by thermoplastic material. The rim is made of carbon fibers, aramid fibers or glass fibers embedded in thermosetting resin. The spokes are made of carbon fibers, aramid fibers or glass fibers embedded in thermoplastic resin.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrradlaufrad mit einer Felge, die über zumindest eine Speiche mit einem zur Felge zentralen Nabenaufnahmeelement verbunden ist, wobei die Felge, die Speiche und das Nabenaufnahmeelement in einer Polymermatrix eingebettete Verstärkungsfasern aufweisen.The invention relates to a bicycle wheel with a rim, which is connected via at least one spoke with a rim-central hub receiving element, wherein the rim, the spoke and the hub receiving element in a polymer matrix embedded reinforcing fibers.

Solche Fahrradlaufräder sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise von dem Unternehmen CarbonSports GmbH unter der Bezeichnung ”Lightweight” vertrieben. Diese weithin für ihre Steifigkeit und Leichtigkeit bekannten Fahrradlaufräder, sind jedoch bisher lediglich auf Basis eines Duroplastharzes aufgebaut.Such bicycle wheels are known from the prior art and are sold for example by the company Carbon Sports GmbH under the name "Lightweight". These widely known for their stiffness and lightness bicycle wheels, but are so far based only on the basis of a thermoset resin.

Fahrradlaufräder sollen einerseits besonders steif und andererseits besonders leicht sein. Dies kommt insbesondere, aber nicht immer, einem Benutzen in welligem oder gar bergigem Terrain zugute. So muss ein Fahrradlaufrad aus Faserverbundwerkstoffen nicht mit einem solch hohen Kraftaufwand beschleunigt werden, wie etwa schwerere, herkömmliche Fahrradlaufräder.Bicycle wheels are on the one hand particularly stiff and on the other hand to be particularly light. This is especially, but not always, beneficial for use in undulating or even mountainous terrain. Thus, a bicycle wheel of fiber composite materials does not have to be accelerated with such a high expenditure of force, such as heavier, conventional bicycle wheels.

Bei gattungsgemäßen Fahrradlaufrädern ist die Masse geringer als bei herkömmlichen Fahrradlaufrädern, was weniger Energie zum Antrieb eines Fahrradlaufrades erfordert. Durch gattungsgemäße Fahrradlaufräder lassen sich auch besonders steife Fahrradlaufräder herstellen, die vermeiden, dass ein großer Energiebetrag, durch die Verwindung des Fahrradlaufrades, für den Vortrieb, eines die Fahrradlaufräder beherbergenden Fahrrades, wirkungslos verpufft.In generic bicycle wheels, the mass is less than in conventional bicycle wheels, which requires less energy to drive a bicycle wheel. By generic bicycle wheels also particularly stiff bicycle wheels can be produced, which avoid that a large amount of energy, through the distortion of the bicycle wheel, for the propulsion, a bicycle wheels accommodating the bike, ineffective fizzles.

Das Anfertigen von gattungsgemäßen Fahrradlaufrädern hat sich in der Praxis jedoch als schwierig herausgestellt, da kleine Ungenauigkeiten nach dem Zusammenbau der Felge mit zumindest einer Speiche an dem Nabenaufnahmeelement nur schwer oder gar nicht mehr korrigierbar sind. Die Folge ist dann, dass das gesamte Fahrradlaufrad als Ausschuss entsorgt werden muss.However, the production of generic bicycle wheels has proven to be difficult in practice, since small inaccuracies after assembly of the rim with at least one spoke on the hub receiving element are difficult or impossible to correct. The result is that the entire bicycle wheel must be disposed of as a committee.

Da das in dem Polymerharz eingebettete Verstärkungsorgan, nämlich die Verstärkungsfasern, wie Kohlefasern, Aramidfasern oder Glasfasern, relativ teuer in der Anschaffung sind, hat eine solche kleine Ungenauigkeit somit bisher eine hohe Kostenfolge nach sich gezogen.Since the reinforcing member embedded in the polymer resin, namely, the reinforcing fibers, such as carbon fibers, aramid fibers, or glass fibers, are relatively expensive to purchase, such a small inaccuracy has thus hitherto entailed a high cost.

Auch ist es bisher nicht einfach möglich, reparierend auf das Fahrradlaufrad einzuwirken, sobald die Speiche mit der Felge und dem Nabenaufnahmeelement verbunden ist.Also, it has not been easily possible to act on the bicycle wheel repairing as soon as the spoke is connected to the rim and the hub receiving member.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Fahrradlaufrad zur Verfügung zu stellen, das leichter und steifer als herkömmliche Laufräder aus metallischem Werkstoff ist, einfacher herzustellen ist als herkömmliche Kohlefaserfahrradlaufräder und auch kostengünstiger in der Herstellung ist.It is therefore the object of the invention to provide a bicycle wheel which is lighter and stiffer than conventional metallic material wheels, easier to manufacture than conventional carbon fiber bicycle wheels and also less expensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Polymermatrix der Felge einen Duroplast-Werkstoff aufweist und die Polymermatrix der Speiche einen Thermoplast-Werkstoff aufweist.This object is achieved in that the polymer matrix of the rim has a thermoset material and the polymer matrix of the spoke has a thermoplastic material.

Bei einer solch erfinderischen Kombination werden die jeweiligen Materialeigenschaften des Thermoplastharzes und des Duroplastharzes optimal ausgenutzt.In such an inventive combination, the respective material properties of the thermoplastic resin and the thermosetting resin are optimally utilized.

Da das Thermoplastharz, in dem die Verstärkungsfasern eingebettet sind, weicher als ein vergleichbareres Duroplastharz ist, verträgt die Speiche eher die Beaufschlagung durch Steinschlag oder einen Crash. Ein Splittern der Speiche, selbst bei einem starken Aufprall, wird verhindert.Because the thermoplastic resin in which the reinforcing fibers are embedded is softer than a comparable thermoset resin, the spoke is more susceptible to stone impact or crash. A splitting of the spoke, even in a strong impact, is prevented.

Durch die Verwendung eines Duroplastharzes im Bereich der Felge ist diese bei gleichzeitiger kostengünstiger Herstellung besonders temperaturstabil. Aufgrund einer sehr harten, wenn auch spröden Oberfläche, lässt sich im Duroplastbereich auch besonders effizient ein Bremsflankenbereich vorhalten. In diesem Bremsflankenbereich können dann die Bremsschuhe während eines Bremsvorganges angreifen und einen, verglichen mit bisherigen Bremsleistungen bei Faserverbundlaufrädern, besseren Verzögerungswert erreichen. Es ist selbstverständlich möglich, die Oberfläche der Bremsflanken spanend zu bearbeiten, wie es seit Jahren bereits üblich ist.By using a thermoset resin in the rim this is particularly temperature stable while cost-effective production. Due to a very hard, even if brittle surface, a brake flank area can be particularly efficient in the Duroplastbereich. In this brake flank area, the brake shoes can then engage during a braking operation and achieve a better deceleration value compared to previous braking powers in fiber composite wheels. It is of course possible to machine the surface of the brake flanks, as it has been common for years.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrrad, wie etwa ein Rennrad oder ein Triathlonrad mit einem oder zwei erfindungsgemäßen Fahrradlaufrädern.The invention also relates to a bicycle, such as a road bike or a triathlon with one or two bicycle wheels according to the invention.

Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn die Felge duroplastische Kohlefasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern aufweist. Kohlefasern, Aramidfasern und auch Glasfasern haben eine hohe Zugfestigkeit, die bei HT-Kohlenstofffasern bei ca. 3500 MPa liegt und dabei ein Zug-E-Modul von 230 Gpa aufweist. Bei sogenannten UMS-Kohlenstofffasern erhöht sich die Zugfestigkeit sogar auf über 4500 MPa und das Zug-E-Modul auf ca. 395 GPa im Schnitt. In beiden Fällen ist die Dichte jedoch nur 1,8 g pro cm3. Ähnlich belastungsfähig sind auch Aramidfasern, die z. B. unter dem Markennamen Kevlar oder Nomex vertrieben werden sowie Glasfasern. Glasfasern bieten den zusätzlichen Vorteil, dass sie besonders kostengünstig beziehbar sind. Diese entsprechenden Ausführungsformen sind somit hochbelastbar und relativ kostengünstig herstellbar.Thus, it is advantageous if the rim has thermosetting carbon fibers, aramid fibers and / or glass fibers. Carbon fibers, aramid fibers and also glass fibers have a high tensile strength, which is about 3500 MPa for HT carbon fibers and has a tensile modulus of elasticity of 230 Gpa. In so-called UMS carbon fibers, the tensile strength even increases to over 4500 MPa and the tensile modulus of elasticity to about 395 GPa on average. In both cases, however, the density is only 1.8 g per cm 3 . Similar load capacity are also aramid fibers, z. B. sold under the brand name Kevlar or Nomex and glass fibers. Glass fibers offer the additional advantage that they are available at particularly low cost. These appropriate Embodiments are thus heavy duty and relatively inexpensive to produce.

Wird eine Wärmequelle genutzt, um das thermoplastische Material wieder aufzuweichen, so lassen sich einfache Reparaturmaßnahmen bewirken, wenn die Speiche in thermoplastisches Harz eingebettete Kohlefasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern aufweist.If a heat source is used to soften the thermoplastic material, simple repair operations can be effected if the spoke has carbon fibers, aramid fibers and / or glass fibers embedded in thermoplastic resin.

Wenn sich die Speiche von einer ersten Verbindungsstelle mit der Felge mit einem Verbindungsbereich mit dem Nabenaufnahmeelement zu einer zweiten Verbindungsstelle mit der Felge erstreckt, so lassen sich Zug- und Druckkräfte einfach von der Felge auf das Nabenaufnahmeelement übertragen. Gleichzeitig wird die grundsätzlich runde Form der Felge beibehalten und eine diesbezügliche Verformung verhindert. Selbstverständlich ist es möglich, in einer Felge mehr als nur eine Speiche zu nutzen. Auch ist es selbstverständlich möglich, eine Nabe von zwei Nabenaufnahmeelementen stützen zu lassen, wobei beiderseits der Nabe mehrere Speichen an je einem der beiden Nabenaufnahmeelemente angebracht ist.When the spoke extends from a first junction with the rim having a connection portion with the hub receiving member to a second junction with the rim, tensile and compressive forces are easily transferred from the rim to the hub receiver. At the same time the basically round shape of the rim is maintained and prevents a deformation in this regard. Of course, it is possible to use more than one spoke in a rim. Also, it is of course possible to have a hub supported by two hub receiving elements, wherein on both sides of the hub a plurality of spokes is attached to each one of the two hub receiving elements.

So ist es möglich, dass zwei Nabenaufnahmeelemente mit je 4, 6, 8 oder 12 Speichen Verwendung finden, wobei sich zwei Speichen in einem von dem Nabenaufnahmeelement beabstandeten Bereich kreuzen. Auf diese Weise lassen sich besonders steife und belastbare Fahrradlaufräder herstellen.Thus, it is possible to use two hub receiving elements each having 4, 6, 8 or 12 spokes, with two spokes intersecting in an area spaced from the hub receiving element. In this way, particularly stiff and durable bicycle wheels can be produced.

Wenn sich die Speichen beiderseits des Nabenaufnahmeelementes zumindest je einmal kreuzen, so lässt sich die Steifigkeit weiter erhöhen.If the spokes on both sides of the hub receiving element intersect at least once each, then the stiffness can be further increased.

Es ist von Vorteil, wenn die zweite Verbindungsstelle zu der ersten Verbindungsstelle zwischen 90° und 270°, vorzugsweise zwischen 120° und 240°, weiter bevorzugt 180°, um das Nabenaufnahmeelement herum versetzt ist. Auf diese Weise lässt sich der Zug- und Druckverlauf optimieren.It is advantageous if the second connection point to the first connection point between 90 ° and 270 °, preferably between 120 ° and 240 °, more preferably 180 °, is offset around the hub receiving element. In this way, the tension and pressure curve can be optimized.

Wenn die Speiche an der ersten und der zweiten Verbindungsstelle über eine Klebe- oder Laminierverbindung mit der Felge dauerhaft verbunden ist und/oder die Speiche an dem Verbindungsbereich mit dem Nabenaufnahmeelement dauerhaft verbunden ist, so lassen sich die drei Einzelelemente mit einfachen Mitteln kostengünstig und dauerhaft verbinden.If the spoke at the first and the second connection point is permanently connected to the rim via an adhesive or laminating connection and / or the spoke at the connection region is permanently connected to the hub receiving element, the three individual elements can be connected in a cost-effective and durable manner by simple means ,

Da bei aus Faserverbundmaterial gefertigten Fahrradlaufrädern der Einsatz im Wettkampfbereich im Vordergrund steht, ist es von Vorteil, wenn die Aerodynamik eines entsprechenden Fahrradlaufrades weiter verbessert wird, beispielsweise dadurch, dass die Speiche einen elliptischen oder tropfenförmigen Querschnitt zumindest in einem von den Enden der Speichen beabstandeten, vorzugsweise mittleren Bereich aufweist. Dabei ist die spitze Seite der Speiche rückseitig der Speiche, in Rotationsrichtung der Speiche um den Mittelpunkt des Nabenaufnahmeelementes gesehen, angeordnet. Bei einer elliptischen Ausgestaltung ist die Hauptachse in Rotationsrichtung ausgerichtet.As the use in the competition area is of paramount importance in bicycle wheels manufactured from fiber composite material, it is advantageous if the aerodynamics of a corresponding bicycle wheel are further improved, for example by virtue of the spoke having an elliptical or teardrop-shaped cross-section at least in one of the ends of the spokes, preferably has central region. In this case, the pointed side of the spoke is arranged on the rear side of the spoke, viewed in the direction of rotation of the spoke around the center of the hub receiving element. In an elliptical embodiment, the main axis is aligned in the direction of rotation.

Wenn die Speiche flach ausgestaltete Enden aufweist, wobei die quer zur Längsachse der Speiche gemessenen Breite der Speiche an deren Enden vorzugsweise größer ist, als in einem von den Enden beabstandeten Bereich, so steht für die Verbindung der Speiche mit der Felge ein so großer Befestigungsbereich zur Verfügung, dass die Belastbarkeit des Fahrradlaufrades sich weiter verbessert. Durch die flache Ausgestaltung der Enden wird einerseits die Aerodynamik verbessert, da auf der Oberfläche der Felge keine durch die Speichen hervorgerufenen Erhebungen auftreten und andererseits wird das ästhetische Erscheinungsbild der Oberfläche der Felge verbessert. Wenn sich die einzelnen Fasern am Ende der Speiche, in einem Berührungsbereich mit der Felge dreiecksförmig verbreitern bzw. aufspreizen, so wird beim Ausbilden einer Klebeverbindung zwischen der Speiche und der Felge eine besonders haltbare Verbindung erreicht.If the spoke has flattened ends, wherein the width of the spoke measured transversely to the longitudinal axis of the spoke is preferably greater at its ends than in a region spaced from the ends, then such a large fastening region is available for connecting the spoke to the rim It is available that the load capacity of the bicycle wheel is further improved. Due to the flat design of the ends, on the one hand, the aerodynamics are improved, since no elevations caused by the spokes occur on the surface of the rim and, on the other hand, the aesthetic appearance of the surface of the rim is improved. If the individual fibers at the end of the spoke, in a contact area with the rim triangular widen or spread, so when forming an adhesive bond between the spoke and the rim a particularly durable connection is achieved.

Dieser Vorteil stellt sich besonders dann ein, wenn sich die an einem Ende der Speiche angeordneten Verstärkungsfasern, zum Ende hin kontinuierlich, einen sich verbreiternden Bereich bedeckend, angeordnet sind.This advantage is particularly present when the reinforcing fibers arranged at one end of the spoke are arranged continuously towards the end, covering a widening region.

Der Fertigungsprozess lässt sich auch deutlich vereinfachen, wenn die aus einem vorausgehärteten Stab in einen nachbearbeiteten Zustand gebrachte Speiche, in dem die Enden flachgepresst sind und ein zwischen den Enden elliptisch gepresster Querschnitt vorhanden ist, an dem Nabenaufnahmeelement befestigt ist. Auf diese Weise lässt sich ein beliebig langer vorausgehärteter Stab vorfertigen oder beziehen, in die entsprechenden Längen, wie sie für die Speichen benötigt werden, kürzen, danach flach bearbeiten und in das Fahrradlaufrad verbauen. Insbesondere verbessert sich dadurch die Lagerhaltung, was wiederum zu einer Kostenreduktion führt.The manufacturing process can also be significantly simplified if the spoke brought from a precured rod into a post-processed condition, in which the ends are flattened and a cross section elliptically pressed between the ends, is attached to the hub receiving member. In this way, prefabricated rod of any length can be prefabricated or obtained, shortened into the appropriate lengths required for the spokes, then machined flat and installed in the bicycle wheel. In particular, this improves the storage, which in turn leads to a cost reduction.

Es ist natürlich auch möglich anstelle eines vorausgehärteten Stabes eine Pressform zu nutzen, in der die Verstärkungsfasern eingelegt werden und unter Druck mit Harz durchtränkt werden. Dabei lässt sich auf das bekannte Wissen im Rahmen des Resin Transfer Molding (RTM) zurückgreifen. Dabei wird im Regelfall ein Vakuum angelegt.Of course, it is also possible to use a die instead of a precured rod in which the reinforcing fibers are inserted and impregnated under pressure with resin. It is possible to fall back on the familiar knowledge in the context of Resin Transfer Molding (RTM). As a rule, a vacuum is applied.

Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with the aid of a drawing.

Es zeigen: Show it:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrradlaufrades, 1 a side view of a bicycle wheel according to the invention,

2 eine Seitenansicht eines Fahrradlaufrades mit einer Felge, die über zumindest eine Speiche mit einem zur Felge zentralen Nabenaufnahmeelement verbunden ist und 2 a side view of a bicycle wheel with a rim which is connected via at least one spoke with a hub central to the hub receiving element and

3 eine detaillierte Ansicht einer isoliert dargestellten Speiche eines erfindungsgemäßen Fahrradlaufrades. 3 a detailed view of an isolated spoke of a bicycle wheel according to the invention.

Die Figuren sind lediglich schematischer Darstellungsart und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Für die gleichen Elemente werden dieselben Bezugszeichen verwendet.The figures are merely a schematic representation and are only for understanding the invention. The same reference numerals are used for the same elements.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrradlaufrad in einer Darstellung bei Ansicht von der Seite dargestellt. Das Fahrradlaufrad ist mit dem Bezugszeichen 1 referenziert.In 1 an inventive bicycle wheel is shown in a view when viewed from the side. The bicycle wheel is designated by the reference numeral 1 referenced.

Das Fahrradlaufrad 1 weist eine Felge 2 auf. Die Felge 2 hat einen Hauptkörper 3, der einen umlaufenden Bremsbereich 4 aufweist. Der Bremsbereich 4 ist beiderseits der Felge 2 vorhanden und bildet die Bremsflanken. Im Bereich des Bremsbereiches 4 oder der Bremsflanken greifen die Bremsbeläge einer Felgenbremse an.The bicycle wheel 1 has a rim 2 on. The rim 2 has a main body 3 , which is a circulating brake area 4 having. The brake area 4 is on both sides of the rim 2 present and forms the brake flanks. In the area of the braking area 4 or the brake flanks attack the brake pads of a rim brake.

Es ist auch möglich, dass statt dem Vorsehen eines Bremsbereiches 4 auf der Felge, eine separate Scheibe an dem Fahrradlaufrad 1 angebracht ist, um das Angreifen einer Scheibenbremse zu ermöglichen.It is also possible that instead of providing a braking area 4 on the rim, a separate disc on the bicycle wheel 1 is mounted to allow the engagement of a disc brake.

Zwischen den Bremsflanken, auf der Außenseite der Felge 2, ist ein Schlauchreifen oder eine Kombination aus einem Schlauch und einem Mantel befestigt. In der 1 ist ein Schlauchreifen dargestellt, der mit dem Bezugszeichen 5 referenziet ist. Die Felge 2 ist über beidseitig der Bremsflanken angeordnete Speichen 6, jedoch radial beabstandet zu den Bremsflanken, mit einem Nabenaufnahmeelement 7 verbunden. Ein erstes Nabenaufnahmeelement 7 ist auf der einen Seite einer Bremsflanke angeordnet und ein zweites Aufnahmeelement 7 ist auf der anderen Seite der ersten Bremsflanke, nämlich auf der Seite der zweiten Bremsflanke angeordnet. In 1 ist aufgrund der Darstellung von der Seite, nur das erste Nabenaufnahmeelement 7 zu erkennen.Between the brake flanks, on the outside of the rim 2 , a tubular tire or a combination of a hose and a jacket is attached. In the 1 a tubular tire is shown with the reference numeral 5 referenziet is. The rim 2 is arranged on both sides of the brake flanks spokes 6 but radially spaced from the braking flanks, with a hub receiving element 7 connected. A first hub receiving element 7 is arranged on one side of a braking edge and a second receiving element 7 is on the other side of the first braking edge, namely arranged on the side of the second braking edge. In 1 is due to the representation of the side, only the first hub receiving element 7 to recognize.

Eine Speiche 6 weist einen mittleren Bereich 8 auf, der zwischen zwei Enden 9 der Speiche 6 angeordnet ist. Die Enden 9 greifen am Hauptkörper 3 an. Die Enden 9 sind am Hauptkörper 3 entweder angeklebt oder anlaminiert. In der in 1 dargestellten Ausführungsform, stoßen die Enden 9 radial an den innenliegenden Bereich des Hauptkörpers 3 an.A spoke 6 has a middle range 8th on that between two ends 9 the spoke 6 is arranged. The ends 9 grab the main body 3 at. The ends 9 are at the main body 3 either glued or laminated. In the in 1 illustrated embodiment, abut the ends 9 radially to the inner region of the main body 3 at.

Es ist jedoch auch möglich, dass die Enden 9 an den Seitbereichen des Hauptkörpers 3, wie in 2 dargestellt, anliegen. Es sind mehrere Speichen 6 jeweils auf der einen Seite eines nicht dargestellten Nabenkörpers und auf der anderen Seite des nicht dargestellten Nabenkörpers vorhanden. Der Nabenkörper ist dabei zwischen den beiden Nabenaufnahmeelementen 7 positioniert.However, it is also possible that the ends 9 at the side areas of the main body 3 , as in 2 represented, abut. There are several spokes 6 each on one side of a hub body, not shown, and on the other side of the hub body, not shown present. The hub body is between the two hub receiving elements 7 positioned.

Das Nabenaufnahmeelement ist auf der Innenseite, also zwischen den beiden Lagen der Speichen 6, hohlzylinderförmig ausgebildet und weist einen außenliegenden, sich radial erweiternden Flanschbereich 10 auf.The hub receiving element is on the inside, so between the two layers of the spokes 6 , hollow cylindrical and has an outer, radially expanding flange 10 on.

Die Außenseite des Nabenaufnahmeelementes 7, wie es in 1 zu erkennen ist, geht nach innen in einen konisch sich erhebenden Versteifungsbereich 11 über.The outside of the hub receiving element 7 as it is in 1 can be seen, goes inward in a conically rising stiffening area 11 above.

Es ist gut zu erkennen, dass eine Speiche, etwa die mit dem Bezugszeichen 6a versehene Speiche, die mit dem Bezugszeichen 6b versehene Speiche an den Kreuzungspunkten 12 überdeckt.It is good to realize that a spoke, such as the one with the reference number 6a provided spoke, denoted by the reference numeral 6b provided spoke at the crossing points 12 covered.

Die Speichen 6a und 6b bilden somit ein Speichenpaar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Speichenpaare an einem ersten Nabenaufnahmeelement 7 befestigt. An dem anderen, nicht sichtbaren zweiten Nabenaufnahmeelement 7, sind wiederum zwei Speichenpaare befestigt.The spokes 6a and 6b thus form a pair of spokes. In the illustrated embodiment, two spoke pairs are on a first hub receiving element 7 attached. At the other, not visible second hub receiving element 7 , again two pairs of spokes are attached.

Es ist zu erkennen, dass sich jede einzelne Speiche 6 von einer ersten Verbindungsstelle 12, zu einer zweiten Verbindungsstelle 13 erstreckt. Die zweite Verbindungsstelle 13 ist auf der Felge 2 um das Nabenaufnahmeelement 7 herum um 135° versetzt.It can be seen that each spoke 6 from a first connection point 12 , to a second connection point 13 extends. The second connection point 13 is on the rim 2 around the hub receiving element 7 around 135 ° offset.

Jede Speiche 6 ist an ihrer ersten Verbindungsstelle 12 und ihrer zweiten Verbindungsstelle 13 am Hauptkörper 3 angeklebt oder anlaminiert.Every spoke 6 is at her first junction 12 and their second connection point 13 at the main body 3 glued or laminated.

In 2 ist die Ansicht vom Nabenkörper 7, also von dem Inneren des Fahrradlaufrades 1, nach außen, bei nur einer angebrachten Speiche 6 dargestellt. Dabei erstreckt sich die Speiche 6 von der ersten Verbindungsstelle 12 zur zweiten Verbindungsstelle 13, liegt dabei auf der Innenseite des Flanschbereiches 10 des Nabenaufnahmeelementes 7 an und ist dort in einem Verbindungsbereich 14 angeklebt oder anlaminiert. Eine dabei eingesetzte Laminatmasse oder Klebmasse ist mit dem Bezugszeichen 15 versehen. Es ist möglich, dass die Laminat- oder Klebmasse 15 die Speiche 6 im Verbindungsbereich 14 komplett umgibt und am Flanschbereich 10 anhaftet. Auch ist es möglich, dass die Oberfläche auf der Innenseite des Nabenaufnahmeelementes der Laminat- oder Klebemasse 15 spanend, insbesondere schmiergelnd bearbeitet ist.In 2 is the view of the hub body 7 So from the inside of the bicycle wheel 1 , to the outside, with only one spoke attached 6 shown. This extends the spoke 6 from the first junction 12 to the second connection point 13 , lies on the inside of the flange area 10 of the hub receiving element 7 and is there in a connection area 14 glued or laminated. A laminate mass or adhesive used in this case is designated by the reference numeral 15 Mistake. It is possible that the laminate or adhesive 15 the spoke 6 in the connection area 14 completely surrounds and at the flange area 10 adheres. It is also possible that the surface on the inside of the hub receiving element of the laminate or adhesive 15 machining, in particular lubrication is processed.

Die Speiche 6 weist nicht dargestellte Verstärkungsfasern auf, die in einer Polymermatrix, nämlich einer Thermoplastharzmatrix eingebettet sind. Als Verstärkungsfasern werden Kohlenstofffasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern verwendet. Im vorliegenden Fall wird ein Carbonbauteil geschaffen, weshalb Kohlefasern verwendet sind.The spoke 6 has reinforcing fibers, not shown, which are embedded in a polymer matrix, namely a thermoplastic resin matrix. The reinforcing fibers used are carbon fibers, aramid fibers and / or glass fibers. In the present case, a carbon component is created, which is why carbon fibers are used.

Die Felge 2 ist ebenfalls aus in einer Polymermatrix eingebetteten Verstärkungsfasern aufgebaut. Dabei ist die Polymermatrix der Felge 2 aus einem Duroplastharz aufgebaut.The rim 2 is also constructed of reinforcing fibers embedded in a polymer matrix. The polymer matrix of the rim is 2 built from a thermoset resin.

Auch das Nabenaufnahmeelement 7 ist ein Faserverbundbauteil, also weist es Verstärkungsfasern in einer Harzmatrix, vorzugsweise einer Thermoplastharzmatrix auf.Also the hub receiving element 7 is a fiber composite component, so it has reinforcing fibers in a resin matrix, preferably a thermoplastic resin matrix.

In 3 ist eine einzelne Speiche 6 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass angrenzend an einen mittleren Bereich 8 im Bereich der Enden 9 die schematisch dargestellten Verstärkungsfasern 16 sich nach außen auffächernd angeordnet sind. Die Breite B an den Enden 9 der Speiche 6, orthogonal zu einer Längsachse 17 definiert, ist ungefähr doppelt so groß wie eine Breite b in dem mittleren Bereich 8, kann aber auch bis zu vier mal so groß sein. Die Längsachse 17 ist gebogen ausgeführt und weist einen Winkel α von ca. 125° bis 135° auf.In 3 is a single spoke 6 shown. It can be seen that adjacent to a central area 8th in the area of the ends 9 the schematically illustrated reinforcing fibers 16 are arranged fanning outwards. The width B at the ends 9 the spoke 6 , orthogonal to a longitudinal axis 17 is about twice as large as a width b in the middle region 8th but it can be up to four times bigger. The longitudinal axis 17 is bent and has an angle α of about 125 ° to 135 °.

Die Speiche ist mit einem Querschnitt versehen, der ellipsenförmig ist oder einer Tropfenform gleicht. Die Speiche 6 ist unter Verwendung eines RTM-Verfahrens hergestellt oder verwendet vorgefertigte Stäbe, die lediglich nachbearbeitet werden, etwa mittels eines Pressverfahrens und mit einem Nabenaufnahmeelement 7, um an der Felge 2, nämlich an der ersten Verbindungsstelle 12 und der zweiten Verbindungsstelle 13, befestigt zu werden.The spoke is provided with a cross-section which is elliptical or resembles a teardrop shape. The spoke 6 is manufactured using an RTM process or uses prefabricated rods that are merely post-processed, such as by means of a pressing process and with a hub receiving element 7 to the rim 2 namely at the first junction 12 and the second connection point 13 to be attached.

Während die Enden 9 flachgepresst sind und eine gleichmäßige Dicke aufweisen, ist im mittleren Bereich 8 ein aerodynamisches Profil vorgehalten.While the ends 9 are flat-pressed and have a uniform thickness, is in the middle range 8th held an aerodynamic profile.

Claims (10)

Fahrradlaufrad (1) mit einer Felge (2), die über zumindest eine Speiche (6) mit einem zur Felge (2) zentralen Nabenaufnahmeelement (7) verbunden ist, wobei die Felge (2), die Speiche (6) und das Nabenaufnahmeelement (7) in einer Polymermatrix eingebettete Verstärkungsfasern (16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix der Felge (2) einen Duroplast-Werkstoff aufweist und die Polymermatrix der Speiche (6) einen Thermoplast-Werkstoff aufweist.Bicycle wheel ( 1 ) with a rim ( 2 ), which have at least one spoke ( 6 ) with a rim ( 2 ) central hub receiving element ( 7 ), wherein the rim ( 2 ), the spoke ( 6 ) and the hub receiving element ( 7 ) embedded in a polymer matrix reinforcing fibers ( 16 ), characterized in that the polymer matrix of the rim ( 2 ) has a thermoset material and the polymer matrix of the spoke ( 6 ) comprises a thermoplastic material. Fahrradlaufrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (2) in duroplastisches Harz eingebettete Kohlefasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern aufweist.Bicycle wheel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the rim ( 2 ) in thermosetting resin embedded carbon fibers, aramid fibers and / or glass fibers. Fahrradlaufrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche (6) in thermoplastisches Harz eingebettete Kohlefasern, Aramidfasern und/oder Glasfasern aufweist.Bicycle wheel ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the spoke ( 6 ) in thermoplastic resin embedded carbon fibers, aramid fibers and / or glass fibers. Fahrradlaufrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Speiche (6) von einer ersten Verbindungsstelle (12) mit der Felge (2) über einen Verbindungsbereich (14) mit dem Nabenaufnahmeelement (7) hin zu einer zweiten Verbindungsstelle (13) mit der Felge (2) erstreckt.Bicycle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spoke ( 6 ) from a first connection point ( 12 ) with the rim ( 2 ) over a connection area ( 14 ) with the hub receiving element ( 7 ) to a second connection point ( 13 ) with the rim ( 2 ). Fahrradlaufrad (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungsstelle (13) zu der ersten Verbindungsstelle (12) zwischen 90° und 270°, vorzugsweise zwischen 120° und 240°, weiter bevorzugt ungefähr 180°, um das Nabenaufnahmeelement herum versetzt ist.Bicycle wheel ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the second connection point ( 13 ) to the first connection point ( 12 ) is offset between 90 ° and 270 °, preferably between 120 ° and 240 °, more preferably about 180 °, about the hub receiving member. Fahrradlaufrad (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche (6) an der ersten Verbindungsstelle (12) und der zweiten Verbindungsstelle (13) über eine Klebe- oder Laminierverbindung mit der Felge (2) dauerhaft verbunden ist und/oder die Speiche (6) an dem Verbindungsbereich (14) mit dem Nabenaufnahmeelement (7) dauerhaft verbunden ist.Bicycle wheel ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the spoke ( 6 ) at the first connection point ( 12 ) and the second connection point ( 13 ) via an adhesive or laminating with the rim ( 2 ) is permanently connected and / or the spoke ( 6 ) at the connection area ( 14 ) with the hub receiving element ( 7 ) is permanently connected. Fahrradlaufrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche (6) einen elliptischen oder tropfenförmigen Querschnitt, zumindest in einem von den Enden der Speiche (6) beabstandeten, vorzugsweise mittleren Bereich aufweist.Bicycle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spoke ( 6 ) an elliptical or teardrop-shaped cross-section, at least in one of the ends of the spoke ( 6 ) spaced apart, preferably central region. Fahrradlaufrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiche (6) flach ausgestattete Enden (9) aufweist, wobei die quer zur Längsachse (17) der Speiche (6) gemessene Breite B der Speiche (6) an deren Enden (9) vorzugsweise größer ist, als in einem von den Enden (9) beabstandeten Bereich.Bicycle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spoke ( 6 ) flat-ended ends ( 9 ), wherein the transverse to the longitudinal axis ( 17 ) the spoke ( 6 ) measured width B of the spoke ( 6 ) at the ends ( 9 ) is preferably larger than in one of the ends ( 9 ) spaced area. Fahrradlaufrad (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an einem Ende (9) der Speiche (6) angeordneten Verstärkungsfasern (16), zum Ende hin kontinuierlich, einen sich verbreiternden Bereich bedeckend angeordnet sind.Bicycle wheel ( 1 ) according to claim 8, characterized in that at one end ( 9 ) the spoke ( 6 ) arranged reinforcing fibers ( 16 ), continuous towards the end, covering a widening area. Fahrradlaufrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem vorausgehärteten Stab in einen nachbearbeiteten Zustand gebrachte Speiche (6), in dem die Enden (9) flachgepresst sind und ein zwischen den Enden (9) elliptisch gepresster Querschnitt vorhanden ist, an dem Nabenaufnahmeelement (7) befestigt ist.Bicycle wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the spoke brought from a precured rod into a post-processed state ( 6 ), in which the ends ( 9 ) are pressed flat and one between the ends ( 9 elliptically pressed cross-section is present on the hub receiving element ( 7 ) is attached.
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