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DE20121866U1 - Speichenrad für Fahrräder - Google Patents

Speichenrad für Fahrräder

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DE20121866U1
DE20121866U1 DE20121866U DE20121866U DE20121866U1 DE 20121866 U1 DE20121866 U1 DE 20121866U1 DE 20121866 U DE20121866 U DE 20121866U DE 20121866 U DE20121866 U DE 20121866U DE 20121866 U1 DE20121866 U1 DE 20121866U1
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Description

GRUNECKER
RT &' ^C.fl WÄN HÄUSS E R
ANWALTSSOZIETÄT
GKS & S MAXIMILIANSTRASSE 58 D-80538 MÜNCHEN GERMANY
Deutsches Patent- und Markenamt
Zweibrückenstr. 12
80297 München
RECHTSANWÄLTE LAWYERS
MÜNCHEN
DR. HELMUT EICHMANN
GERHARD BARTH
DR. ULRICH BLUMENRÖDER, LLM.
CHRISTA NIKLAS-FALTER
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THOMAS W. LAUBENTHAL
DR. ANDREAS KAYSER
DR. JENS HAMMER
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BERLIN
PROF. DR. MANFRED BÖNING
DR. PATRICK ERK, M.S. (MIT)
KÖLN
DR. MARTIN DROPMANN
CHEMNITZ MANFRED SCHNEIDER
OF COUNSEL PATENTANWÄLTE
AUGUST GRÜNECKER DR. GUNTER BEZOLD DR. WALTER LANCHOFF
DR. WILFRIED STOCKMAIR (-1996)
IHR ZEICHEN/YOUR REF.
UNSER ZEICHEN / OUR REF.
DATUM / DATE
G5012-894/Ü
28.04.2003
Anmelder:
CAMPAGNOLO S.R.L
Via della Chimica, 4 1-36100 Vicenza ITALIEN
Für die Eintragung vorgesehene Unterlagen Titel: Speichenrad für Fahrräder
GRÜNECKER KlNKELDEY
STOCKMAiR & schwanhäusser;
MAXIMIUANSTR. 58 :
D-80538 MÜNCHEN **
GERMANY
ISI- . -t^9 89.21 23.50 .
|FAJC (GR 3)V4» 8i 22*02 J?.
?h .ti?
http://www.grunecker.de
e-mail: postmaster®grunecker.de DEUTSCHE BANK MÜNCHEN Ne. 17 51734 Bfe 700 700 SW/TFT: DEUT DE MM
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Speichenrad für Fahrräder. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Rad für Fahrräder, das eine Felge, eine Nabe mit einem ersten und einem zweiten Ankerabschnitt für die Speichen und eine Vielzahl von Speichen umfasst, die die Felge und die Nabe verbinden. Die Speichen sind unterteilt in eine erste und eine zweite Gruppe, je nachdem ob ihre internen Endstücke an dem ersten oder dem zweiten Ankerabschnitt der Speichen verankert sind.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, dass in bestimmten Anwendungen die Speichen der ersten und der zweiten Gruppe unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind. Folglich unterliegen im Betrieb die Speichen der einen Gruppe einem größeren Bruchrisiko als die Speichen der anderen Gruppe an demselben Rad.
Eine erste Lösung, in der dieses Problem auftaucht, ist in Figur 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Diese Figur zeigt ein Rückrad eines bekannten Typs an einem Fahrrad-Rahmen 10 mit zwei Gabelarmen 12, deren untere Endstücke mit Gehäusen ausgestattet sind, die allgemein mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet sind, zum Befestigen eines die Rotationsachse 16 definierenden Stiftes. Das Rückrad, das allgemein mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet ist, umfasst eine Felge 20, von der eine Mittelebene 22 in einer zentralen Stellung bezogen auf die Arme 12 und die Ankergehäuse 14 des Rahmens angeordnet ist. Das Rad 18 umfasst eine Nabe 24 mit einem ersten und einem zweiten Speichen-Ankerabschnitt, die jeweils mit Bezugsziffem 24a und 24b bezeichnet sind. Die Felge 20 und die Nabe 24 sind verbunden mittels einer ersten und einer zweiten Gruppe von Speichen, die jeweils mit Bezugszeichen 28a und 28b bezeichnet sind. Die Speichen 28a der ersten Gruppe sind verankert an dem Abschnitt 24a der Nabe 24 benachbart der Gruppe von Zahnrädern 26, während die Speichen 28b der zweiten Gruppe verankert sind an dem Abschnitt 24b der Nabe 24 an der Seite, die die größte Entfernung von der Gruppe von Zahnrädern 26 hat.
Wegen der Ausdehnung des Satzes von Zahnrädern 26 in der Richtung der transversalen Achse 16 haben die Speichen 28a und 28b eine unterschiedliche Neigung in Bezug
auf die Mittelebene 22 des Rades 18. In Figur 1 sind die Neigungswinkel der Speichen 28a und 28b gegenüber der Mittelebene 22 mit den Bezugszeichen &agr; und &bgr; bezeichnet. Der Unterschied zwischen den Winkeln &agr; und &bgr; wird proportional sein zur Axialausdehnung der Gruppe von Zahnrädern 26. Bei genauer Betrachtung haben die Speichen 28a geringfügig unterschiedliche Neigungswinkel Ci1 und a2 wegen der Überkreuzung benachbarter Speichen. Der Winkel &agr; wird als der mittlere Winkel zwischen den Winkeln &agr;&idigr;, <X2 angenommen.
In herkömmlichen Lösungen bedeutet die Tatsache, dass die Speichen 28a und 28b unterschiedliche Neigung gegenüber der Mitteebene 22 haben, dass diese Speichen jeweils unterschiedlichen Spannungskräften unterliegen. Insbesondere müssen die Spannungskräfte der Speichen 28a wesentlich höher sein als die Spannungskräfte der Speichen 28b, um die Felge 20 gegenüber der Mittelebene 22 des Rades zentriert zu halten. Wenn mit Fa und Fb die mittleren Spannungskräfte der Speichen 28a und 28b bezeichnet werden, so müssen die Komponenten dieser Kräfte in der zur Rotationsachse des Rades parallelen Richtung so sein, dass die korrekte Zentrierung der Felge 20 gegenüber der Mittelebene 22 gewährleistet ist.
Daher unterliegen in dieser bekannten Lösung die Speichen des Rades auf der rechten Seite des Rades (benachbart zum Zahnkranz-Satz) einer höheren Spannungskraft als diejenigen auf der linken Seite des Rades (auf der von den Zahnkränzen gegenüberliegenden Seite).
In anderen Typen von Anwendungen können die Speichen auf der linken Seite des Rades einem größeren Bruchrisiko unterworfen sein als die Speichen auf der rechten Seite. Ein Beispiel für diese Situation ist im Dokument EP-A-0896887 von Mavic beschrieben. Dieses Dokument beschreibt ein Rückrad für ein Fahrrad, bei dem die Speichen auf der Seite der Zahnkränze im Wesentlichen in einer radialen Richtung bezogen auf die Rotationsachse des Rades angeordnet sind, und die Speichen, die an der von den Zahnkränzen gegenüberliegenden Seite der Nabe verankert sind, geneigt und verkreuzt sind. Mit einer Anordnung dieser Art, wie in den traditionellen Lösungen, wird das Fahrt-Drehmoment, das beim Betrieb des Rades von den Zahnkränzen zur Felge übertragen
wird, nahezu vollständig durch die geneigten Speichen übertragen, wenn man in Betracht zieht, dass die in einer radialen Richtung angeordneten Speichen im Wesentlichen nicht zum Übertragen von Drehmoment fähig sind. Daher sind in einem Rad dieses Typs die auf der gegenüberliegenden Seite der Zahnkränze angeordneten Speichen einem größeren Bruchrisiko unterworfen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Speichenrad für Fahrräder zur Verfügung zu stellen, das diese Probleme überwindet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Speichenrad für Fahrräder, dessen Eigenschaften in den Ansprüchen beschrieben sind.
Die Erfindung wird besser erläutert durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen als ein nicht-beschränkendes Ausführungsbeispiel. Dabei ist:
Figur 1, wie vorstehend beschrieben, eine teilweise, axiale Schnittansicht eines Hinterrades an dem Rahmen eines Fahrrades;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rades;
Figur 3 eine teilweise, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rades;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rades;
Figur 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles V in Figur 4;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab des in Figur 4 mit dem Pfeil Vl bezeichneten Teils, und
Figur 7 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeiles VII in Figur 4.
In den Figuren 2 und 3 sind die zu den oben beschriebenen Teilen entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
In dem erfindungsgemäßen Rad 18 haben die Speichen 28a der ersten Gruppe eine höhere Anzahl als die Speichen 28b der zweiten Gruppe. In der Form des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels haben die Speichen 28a eine doppelte Anzahl gegenüber der Speichen 28b der zweiten Gruppe. Vorzugsweise sind die Speichen 28a und 28b in einer Mehrzahl von Dreiergruppen 30 gruppiert, die jeweils zueinander äquidistant sind. Jede Dreiergruppe 30 umfasst zwei Speichen 28a der ersten Gruppe und eine Speiche 28b der zweiten Gruppe, die in einer zentralen Position zwischen den jeweils zwei Speichen 28a der ersten Gruppe angeordnet ist. Die Speichen 28a jeder Dreiergruppe 30 sind vorzugsweise parallel zueinander, und die Speiche 28b der Dreiergruppe 30 liegt in einer radialen Ebene, die äquidistant zu den Speichen 28a ist. Die Befestigungsmethode der Speichen 28a, 28b zur Nabe 24 und zur Felge 20 kann von beliebigem Typ sein. Wie aus Figur 2 ersichtlich erhält das Rad 18 von einem ästhetischen Gesichtspunkt aus das Aussehen eines &ldquor;Speichenrades", bei dem jede &ldquor;Speiche" aus einer Dreigruppe 30 von Speichen besteht. Die Anzahl von Dreiergruppen 30 von Speichen kann gegenüber dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel verändert werden. Zum Beispiel können Räder mit 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 &ldquor;Speichen" produziert werden, die jeweils eine Gesamtanzahl der Speichen von 15, 18, 21, 24, 27 oder 30 haben.
Die Lösung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erlaubt im Wesentlichen eine Halbierung der Spannungskraft der Speichen 28a gegenüber den Speichen 28b der zweiten Gruppe, wodurch das Bruchrisiko der Speichen benachbart zu den Zahnkränzen, die in diesem ersten Ausführungsbeispiel deutlich mehr einem Bruchrisiko unterworfen sind, beträchtlich verringert wird.
Die Figuren 4 bis 7 stellen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rades dar. Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die zu den vorstehend beschriebenen Teilen korrespondierende Teile mit denselben Bezugszeichen gezeigt. Insbesondere sind wie im vorigen Ausführungsbeispiel die an der Seite 24a der Nabe
verankerten Speichen mit dem Bezugszeichen 28a versehen, und die an der Seite 24b der Nabe 24 befestigten Speichen sind mit dem Bezugszeichen 28b versehen. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung klar hervorgehen wird, sind in diesem zweiten Ausführungsbeispiel die Speichen, die am stärksten einem Bruchrisiko ausgesetzt sind, diejenigen auf der linken Seite.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel liegt jede der Speichen 28a der ersten Gruppe in einer die Achse 16 der Nabe 24 kreuzenden Ebene. Folglich sind in einer Ansicht entlang einer Richtung parallel zur Rotationsachse 16, wie in Figur 5 gezeigt, die Speichen 28a der ersten Gruppe rechtwinklig zur Rotationsachse 16.
Jede der Speichen 28b der zweiten Gruppe ist geneigt gegenüber einer radialen Richtung der Felge 20 in einer Ansicht entlang einer Richtung parallel zur Rotationsachse 20. Hierbei bedeutet der Ausdruck &ldquor;geneigt", dass die Speiche nicht in einer die Rotationsachse 16 enthaltenden Ebene liegt.
Wenn man diejenige Ebene als Bezug nimmt, die die Rotationsachse 16 und eine der Speichen 28a enthält, kann folglich jede der Speichen 28b derselben Dreiergruppe 30 entweder parallel zu oder geneigt gegenüber dieser Ebene sein.
Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die Speichen 28b der zweiten Gruppe eine höhere Anzahl, die vorzugsweise doppelt so groß wie die Anzahl der Speichen 28a der ersten Gruppe ist. Die Speichen 28a, 28b des erfindungsgemäßen Rades sind vorzugsweise in äquidistanten Gruppen 30 angeordnet. Jede Gruppe umfasst zwei Speichen 28b der zweiten Gruppe und eine Speiche 28a der ersten Gruppe, die in einer zentralen Position gegenüber den korrespondierenden Speichen 28b derselben Gruppe angeordnet ist.
Die Gruppen 30 der Speichen übertragen das Aussehen eines &ldquor;Speichenrades" auf das Rad 10. Die Anzahl solcher &ldquor;Speichen" kann variieren, beispielsweise von 4 bis 10, womit die Gesamtanzahl der Speichen zwischen 12 und 30 variiert. In jeder &ldquor;Speiche" 30 können die beiden auf derselben Seite angeordneten Speichen 28b zueinander parallel
sein, wie beispielsweise in den Figuren gezeigt, oder sie können zur Felge 12 oder zur Nabe 14 konvergieren. Dies trifft natürlich auch auf das erste Ausführungsbeispiel zu.
Während der Benutzung übt der Radfahrer eine Kraft auf die Pedale aus, die über das Antriebsritzel, die Kette und die Zahnräder in ein Drehmoment umgewandelt wird, das bezüglich der Rotationsachse 16 der Nabe 24 ausgeübt wird. Die Speichen 28a der ersten Gruppe, die in einer radialen Richtung gegenüber der Achse 16 angeordnet sind, sind im Wesentlichen nicht dazu geeignet, das Drehmoment auf die Felge 20 zu übertragen. Folglich übt das Drehmoment, das von dem Zahnrad-Satz 26 auf die Nabe 24 übertragen wird, eine Torsion auf den Nabenkörper aus und überträgt dies auf die Felge 20 mittels der Speichen 28b der zweiten Gruppe. Gegenüber einem traditionellen Rad mit derselben Gesamtanzahl von Speichen erlaubt es die Lösung gemäß dieser Erfindung, die Anzahl der drehmomentübertragenden Speichen zu erhöhen, was die Belastung der Speichen durch die Übertragung des Drehmoments verringert und das Bruchrisiko der Speichen vermindert.
Die Anordnung der Speichen 28a, 28b in Dreiergruppen ist besonders vorteilhaft, weil die axialen Kräfte lokal ausgeglichen (in einer Richtung parallel zur Rotationsachse des Rades) von den Speichen auf die Felge 20 übertragen werden.
Obwohl sich die vorstehende Beschreibung ausdrücklich auf Hinterräder bezieht, kann die Lösung gemäß dieser Erfindung auch an einem Vorderrad angewandt werden, falls die am Anfang dieser Beschreibung gezeigten, technischen Probleme auch dort bestehen.

Claims (18)

1. Speichenrad für Fahrräder, umfassend eine Felge (20), eine Nabe (24) mit einem ersten und einem zweiten Verankerungsabschnitt (24a, 24b) für Speichen und einer Vielzahl von die Nabe (24) mit der Felge (20) verbindenden Speichen (28a, 28b), wobei eine erste Gruppe von Speichen (28a) an dem ersten Verankerungsabschnitt (24a) und eine zweite Gruppe von Speichen (28b) am zweiten Verankerungsabschnitt (24b) verankert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen der einen Gruppe (28a, 28b) eine doppelte Anzahl gegenüber den Speichen (28a, 28b) der anderen Gruppe haben.
2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (28a, 28b) in Dreiergruppen (30) gruppiert sind, wobei jede Dreiergruppe zwei Speichen (28a, 28b) der einen Gruppe und eine Speiche (28a, 28b) der anderen Gruppe umfasst.
3. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreiergruppen (30) entlang seines Umfanges äquidistant sind.
4. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (30), die auf derselben Seite der Nabe (24) verankert sind, im Wesentlichen parallel sind.
5. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (30), die auf derselben Seite der Nabe (24) verankert sind, in Richtung auf die Felge (20) konvergieren.
6. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen jeder Dreiergruppe (30), die auf derselben Seite der Nabe (24) verankert sind, in Richtung auf die Felge (20) divergieren.
7. Rad nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Speiche (28a, 28b) jeder Dreiergruppe (30) in einer radialen Ebene des Rades und in einer zentralen Position gegenüber den auf derselben Seite der Nabe (24) verankerten Speichen (28a, 28b) derselben Dreiergruppe (30) angeordnet ist.
8. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Dreiergruppe (30) die Speichen der ersten Gruppe von Speichen (28a) und die Speichen der zweiten Gruppe von Speichen (28b) unterschiedliche Neigungen gegenüber einer Mittelebene (22) des Rades haben, und dass innerhalb jeder Gruppe von Speichen (30) die axialen Kräfte, die von den Speichen in einer Richtung parallel zur Rotationsachse des Rades auf die Felge (20) übertragen werden, lokal ausgeglichen sind.
9. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von doppelten Speichen (28a) auf derjenigen Weite des Rades angeordnet ist, die die Zahnkranzanordnung trägt.
10. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen der Gruppe von doppelten Speichen in Richtungen angeordnet sind, die außerhalb von radialen Ebenen liegen, die von der Radachse ausgehen.
11. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von doppelten Speichen (28b) auf der Seite des Rades angeordnet ist, die gegenüber derjenigen Seite liegt, an der die Zahnkranzanordnung getragen ist.
12. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen benachbarten Dreiergruppen größer ist als derjenige Winkel, der von jeder Dreiergruppe überdeckt wird.
13. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in sieben Dreiergruppen gruppiert sind.
14. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in acht Dreiergruppen gruppiert sind.
15. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen in neun Dreiergruppen gruppiert sind.
16. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Speiche (28b) der zweiten Gruppe innerhalb jeder Dreiergruppe (30) in der Mitte zwischen den beiden Speichen (28a) der ersten Gruppe angeordnet ist.
17. Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Dreiergruppe (30) von Speichen die Speichen (28a, 28b) der Gruppe von zwei Speichen im Wesentlichen die gleiche Spannung haben.
18. Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Dreiergruppe (30) von Speichen die Speichen (28a, 28b) der Gruppe von zwei Speichen eine Spannung entlang der Richtung parallel zur Rotationsachse des Rades aufweisen, die im Wesentlichen die Hälfte gegenüber der Spannung der einzelnen Speiche (28b) ist.
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