Speichenrad, Felge und Nippel für Speichenrad und Verfahren zur Herstellung von Felgen für ein Speichenrad

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Dem Auffinden dieser unkomplizierten Lösung standen zwei Gesichtspunkte entgegen:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen der Übersichtlichkeit dienenden Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Speichenrad,

Fig. 2 im vergrößerten Halbschnitt einen erfindungsgemäßen Nippel mit radial äußerem Speichenende

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Felgenquerschnitt,

Fig. 4 eine Variante von Fig. 3 für ein Speichenrad mit in Vorderansicht gekreuzten Speichen,

Fig. 5 eine Veranschaulichung des Torsionsknickfalles bei in Vorderansicht gekreuzten Speichen.

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Speichenrad samt Reifen und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Felge

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.

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.

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 %.

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.

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.

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.

Diese Auswölbung führt zu den genannten Zuwächsen an Biegesteifigkeit, Torsionssteifigkeit und Biegefestigkeit.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Liste der verwendeten Bezugszeichen:

Felge

Nippellöcher in 1

Nippel

Innengewinde von 3

Drehmomenteinleitungsstelle von 3

Speichen

Speichenlängento1eranzmaß

Außengewinde von 6

Außengewinde von 3

Innengewinde von 1 radial innerer Flansch von 1 radial äußerer Flansch von 1

Verdickung im Bereich von 2

Reifen

Ringkerbe in 3

Reifensitzfläche von 1 axial innere Grenze von 15

Maß zwischen 15.1

Tiefbetten in 1 axial äußerer Rand von 16

Füße von 13 \'

Wulstkerne von 13 axial innere Grenze von 18

Maß zwischen 18.1

Übergangsfläche von einem Tiefbett 16 zur zugehörigen

Reifensitzfläche 15 radial äußere Enden von 19

Felgenhorn äußeres Ende von 20

r Innenradius des äußeren Felgenflansches 11 um Radachse in Längsebene des Rades R minimaler Außenradius des äußeren Felgenflansches 11

- also im Tiefbett 16 - w Wandstärke des äußeren Felgenflansches 11