Online-Glossar Velotechnik von Christian Smolik |
> Gewinde mit geringem Abstand von > Gewindegang zu Gewindegang. Hierdurch werden die einzelnen Gewindegänge weniger tief (daher "fein") gehalten, was im Vergleich zum Normalgewinde zu einem dickeren Kerndurchmesser führt und die Belastbakeit erhöht. Da Feingewinde auch eine geringere > Gewindesteigung besitzen, wirken bei gleicher Anzugskraft höhere Druckkräfte auf die zu verbindenden Teile. Weiterhin neigen aufgrund des flacheren Steigungswinkels Feingewinde-Verbindungen weniger stark zum > Selbstlösen. Anwendung von Feingewinden am Fahrrad: Nabenachsengewinde, Kettenblatt-, Schaltungs- und Sattel-Befestigungsschrauben, Gewinde an > Ventilschaft, > Steuersatz, > Tretlagerung und > Schraubkranz. Felgen Den > Reifen tragender Teil des > Laufrades in Form eines geschlossenen Rings aus Stahlblech oder > Aluminium, seltener aus > Titan oder > Carbon. Als tragendes Teil ist die Felge mitbestimmend für die mechanischen Eigenschaften des Laufrades und stellt mit ihren Flanken die > Bremsflächen für > Felgenbremsen zur Verfürgung. Die mechanischen Eigenschaften der Felge hängen vom verwendeten Material, der Felgen-Wandstärke und v.a. vom > Felgenprofil ab. I.d.R: ist die Felge ein eigenständiges Fahrradbauteil, bei einigen > Scheibenrädern und > Composit Wheels sowie den im > Spritzguß hergestellten > Kunststoff-Laufrädern wird die Felge gleich integriert. Das im Folgenden Gesagte bezieht sich ausschließlich auf die Felge als eingeständiges Bauteil. Reifenfixierung Grundsätzlich unterscheiden sich Felgen danach, ob sie für > Draht- oder > Schlauchreifen konzipiert sind, die jeweils eine verschiedene Art der Fixierung verlangen. Die Ausführungen der einzelnen Felgentypen sind in der > ETRTO festgelegt. Drahtreifen-Felgen Die beiden Felgenflanken werden jeweils als sog. > Felgenhorn hochgezogen und führen so den Drahtreifen seitlich. Das innere > Felgenbett sorgt darüberhinaus für den zentrischen Sitz des Reifens. Die Felgenhörner sind entweder glatt durchgezogen oder als Haken ausgebildet, wobei sich letztere als sicherer gegen das Reifenabspringen erwiesen haben und heute nahezu Standard geworden sind. Näheres hierzu siehe > Felgenhorn. Mit zunehmender Tiefe des Felgenbettes läßt sich ein Drahtreifen leichter montieren, da die mögliche Exzentrizität, mit der der Reifen über das Felgenhorn gehoben werden kann, zunimmt. Schlauchreifen-Felgen Ausbildung des Felgenbetts nach Art einer flachen Mulde, in welcher der Reifen mittels > Reifenkitt oder > Reifenklebeband fixiert wird. Einen sicheren und zentrischen Reifensitz erzielt eine zusätzliche Mittelrille im Felgenbett. Sie zentriert einmal die Reifennaht des Schlauchreifens und stützt auch ohne Auftragen eines sog. Kittbettes die Reifenflanken. Einzelheiten hierzu s. > Reifenmontage: Schlauchreifen. Anmerkung: Bei gleichem Gewicht bieten Schlauchreifenfelgen mehr > Fahrkomfort und sind verwindungssteifer als Drahtreifenfelgen, da sie a) vertikal flacher sind und b) einen größeren Hohlraum einschließen. Die Felgenhörner der Drahtreifenfelgen machen diese vertikal härter, tragen aber nur minimal zu einer Verbesserung der Verwindungssteifigkeit bei. Werkstoffe Als Felgenmaterial wurde ursprünglich Holz eingesetzt, s. > Holzfelgen. Stahl Bereits vor dem zweiten Weltkrieg setzten sich für Drahtreifen Felgen aus Stahlblech durch (> Stahlfelgen), die heute noch bei preiswerten Fahrrädern und Kinderrädern verbaut werden. Aufgrund ihres hohen Baugewichts, mangelhafter > Verwindungssteifigkeit sowie schlechten Naßbremsverhaltens wurden sie mittlerweile weitgehend durch Felgen aus Aluminium abgelöst. Aluminium Von den > Aluminium-Felgen sind v.a. die > Hohlkammerfelgen sinnvoll: Aufgrund der in ihrem Querschnitt enthaltenen Hohlkammern sind sie leichter und verwindungssteifer als Stahlfelgen. Eine im Vergleich zu Stahlfelgen dickere Wandstärke macht Alufelgen darüberhinaus weniger anfällig gegen Einbeulungen. Weniger vorteilhaft sind hingegen die tiefbettprofile, s. weiter unten. Carbon Auch mit > Carbon als Felgenmaterial wird experimentiert und bereits serienmäßig gefertigt (HMS-Kastenfelge, > Extreme Tropfenfelge von Zipp). Die Vorteile gegenüber Aluminiumfelgen (geringer Gewichtsvorteil/je nach Herstellungsverfahren; leichte Dämfungsvorteile) sind vergleichen mit dem Aufpreis gering. Titan Felgen aus > Titan werden ohne größere Marktbedeutung als Schlauchreifenfelgen für den Rad-Rennsport hergestellt. Auch bei ihnen führt die im Vergleich zu Aluminium dünnere Wandstärke zu einer erhöhten Einbeulempfindlichkeit. Profile Das Felgenprofil bestimmt überwiegend die mechanischen Eigenschaften einer Felge und damit auch die der Laufräder. U-Profile Sind bei Stahlfelgen üblich und erweisen sich als sehr verwindungsanfällig: von oben nach unten abnehmende Verwindungsanfälligkeit). Hiermit eingespeichte Laufräder müssen häufiger nachzentriert werden, erleiden auch eine höhere Speichenbruchrate, vermitteln aber einen guten Fahrkomfort. Tiefbettprofile Sind bei einfachen Aluminium-Felgen üblich und enthalten im Bereich des Felgenbodens auf jeder Seite einen kleinen Hohlraum für die Fügung am > Stoß mittels zweier Stahlstifte. Die Steifigkeit liegt im Bereich der U-Profile. Kastenprofile Felgen mit leicht gerundetem Rechteckprofil besitzen aufgrund des eingearbeiteten Hohlraums ("Kasten") bereits eine gute Verwindungssteifigkeit. Hiermit eingespeichte Laufräder erweisen sich als sehr komfortabel, da das Profil in vertikaler Richtung relativ flach gehalten ist. Tropfenprofile Ein auch V-Profil genannter Felgentyp mit gerundetem Dreiecksprofil . Er erweist sich als aerodynamisch günstig und besitzt eine sehr gute Verwindungssteifigkeit. Hiermit eingespeichte Laufräder zeichen sich durch eine äußerst geringe Speichenbruchrate aus, die aus der vertikalen Härte dieser Felgen resultiert (geringe > Dauerschwingbelastung der Speichen). Bei Tropfenfelgen läßt sich daher die Speichenzahl weiter reduzieren als bei anderen Felgenprofilen. Extreme Tropfenprofile Extrem hohe Ausbildung (über 40 mm) der Tropfenform für Felgen aus Aluminium oder Carbon kommen aus dem Lager der Triathleten und machen die damit ausgerüsteten Laufräder ebenso windschnittig wie > Composit-Wheels. Ursachen: 1. Infolge der riesigen Hohlkammer ist die Felgensteifigkeit so groß, daß die Speichenanzahl drastisch reduziert werden kann (bei Zipp bis herunter zu 12 Speichen beim 26-Zoll-Laufrad als Vorderrad). 2. Da sich der > Luftwiderstand mit zunehmender Geschwindigkeit in der 2. Potenz - der Leistungsbedarf sogar in der 3. Potenz (s. > Aerodynamik) erhöht, zehren die Äußeren 6 cm der Speichen beim normalen Laufrad in etwa genau soviel Energie wie die restliche Speichenlänge. Die Speichen in Felgennähe laufen im Bereich des > Gabelkopfes annähernd in Fahrgeschwindigkeit nach vorne. Ihre effektive Geschwindigkeit ist daher annähernd doppelt so hoch wie die Fahrgeschwindigkeit. Die extremen Tropfenprofile sparen ein Großteil der Speichenenden durch den langezogenen Felgentropfen ein, in der Felge versenkte Speichenippel reduzieren den Laufwiderstand noch weiter.Ausführungsbeispiel: > Shamal-Laufräder. asymmetrische Felge Für das Hinterrad ausgelegte Felgen, bei denen die > Speichenlöcher nicht in der Felgenmitte, sondern von ihr zur Zahnkranzgegenseite hin versetzt sind. Dadurch läßt sich die > Speichenschräge der auf der Zahnkranzseite relativ steil stehenden Speichen vergrößeren, wodurch die > Seitensteifigkeit des Hinterrades spürbar zunimmt. Weitere Einzelheiten s. > asymmetrische). Bremsflächen Die Seitenflanken der Felgen bilden gleichzeitig die Bremsflächen für > Felgenbremsen und bilden zusammen mit dem Bremsgummi eine sog. > Reibpaarung. Wenn sich mit entsprechenden Bremsgummis auch ein gewisser Ausgleich schaffen läßt, so ist die Material- und Oberflächenbeschaffenheit der Bremsflächen doch mitentscheidend für die > Bremswirkung, was sich v.a. bei der > Naßbremsung bemerkbar macht. Näheres siehe dort, hier eine Übersicht: Ein schlechtes Naßbremsverhalten besitzen eloxierte oder anodisierte Aluminium-Felgen sowie Stahlfelgen. Auch eine Riffelung der Stahlfelgenflanken vermag daran nichts entscheidend zu Ändern. > Carbonfelgen haben in etwa ein Bremsverhalten wie Alu-Felgen, neigen aber bei langen Bremspassagen zur Überhitzung, woraus > Seitenschläge entstehen können. > Keramikbeschichtungen der Bremsflächen verbessert die Bremswirkung bei Nässe sehr deutlich und vermeidet nahezu völlig >Abrieb von den Bremsflächen. Der Abrieb von den Bremsflächen ist aber auch beim eloxierten oder anodisierten Aluminium relativ gering. Man kann hierbei für den Normalverbraucher je nach fahrweisevon folgenden Faustwerten ausgehen: "Durchbremsen" der Eloxalschicht: 1.000 bis 2.000 km. "Durchbremsen" von Schlauchreifen-Felgen: 20 000 bis 30 000 km. "Durchbremsen" von Drahtreifen®Felgen: 10 000 bis 40 000 km. Anmerkung: Die große Streubreite bei den Drahtreifen-Felgen resultiert aus den z.T. sehr unterschiedlich dick ausgeführten Wandstärken der Bremsflächen. Bei einigen Leichtfelgen (MTB-Felgen unter 400 Gramm) ist die Bremsfläche im Hornbereich bereits im Neuzustand sehr dünn (teilweise unter 0,9 mm) ausgeführt. Nach einiger Betriebszeit kann es dann infolge des Reifenluftdruckes zum"Absprengen" der Felgenhörner kommen. Speichenlöcher Zum Einführen der Speichen besitzen die Felgen im > Felgenboden Bohrungen. Die Anzahl der Bohrungen muß mit denen der Nabe übereinstimmen. Normal sind hier 36 > Speichenlöcher, für sportlichen Einsatz sind auch solche mit 32, 28 und 24 Speichenlöchern im Handel. Felgen für noch geringere Speichenanzahlen sind Sonderanfertigungen und werden i.d.R. nur komplett mit Nabe und Speichen als fertiges Laufrad angeboten(Shamal- und Zipp-Laufräder). Für hohe Belastungen (> Reiserad; > Tandem) werden auch Felgen mit 40 oder 48 Löchern angeboten. Die Speichenlöcher wurden früher nahezu ausnahmslos "geöst", also mit einer Stahlverstärkung versehen. Damit neigt der > Speichenippel beim späteren > Zentrieren weniger schnell zum > Fressen und der vom Nippel auf die Felge übertragene Speichenzug wird auf eine größere Fläche verteilt (Vermeidung des "Ausreißens" des Nippel aus dem Felgenboden). Rationelle Fertigung und Umweltaspekte führten dazu, daß teilweise bereits auf diese Ösen verzichtet wird. Der Felgenboden wird einfach dicker ausgebildet und kann so auch auf diese Weise verstärkt dem Nippelzug standhalten. Solche ungeösten Felgen können leichter recycelt werden, da keine Stahlanteile die Aluminiumschmelze verunreinigen. Tip: Zur Vermeidung des > Fressens die Nippel vor dem Einlegen im Kopfbereich leicht einfetten. Anmerkung: Die Nippelbohrungen werden abwechselnd 0,5-1,5 mm von der Felgenmitte versetzt ausgeführt. Anbieter > Campagnolo neigt die Achse der Bohrung sogar leicht aus der Mittelsenkrechten (BILD 93), um a) Biegungen der Speiche im oberen Gewindeteil zu vermeiden und b) Nippelklemmen beim > Zentrieren zu vermeiden. Nippelbänder Damit der Schlauch vom Fahrbetrieb nicht durch die Speichenippeln oder leicht vorstehende Speichenenden beschädigt wird, müssen diese mit einem > Felgenband abgedeckt werden. Bei U- und Tiefbettprofilen reicht hierzu ein Gummiband. Bei Felgen mit Kasten- und Tropfenprofilen werden zur Nippeleinführung auch die Felgenbetten durchbohrt. Diese Bohrungen müssen abgedeckt werden, damit sich der unter Luftdruck gesetzte Schlauch nicht in die Nipellöcher drückt und platzt. Hierzu sind spezielle druckbeständige Felgenbänder aus PU oder Textilbänder geeignet. Weitere Informationen hierzu s. > Felgenband. Abmessungen Felgenabmessungen und Normungen sind in der > ETRTO festgelegt, um eine eindeutige Zuordnung zu den verwendeten Reifen herzustellen sowie deren sicheren Sitz auf der Felge zu gewährleisten. Weitere Informationen zu den Abmessungen s. > Felgeneckmaß, > Felgenmaulweite, > Felgenmeßdurchmesser, > Felgennenndurchmesser. Anmerkungen: 1. Beachte auch die bei > ETRTO angegebene Tabelle: Felgen- und Reifengrößen: Allen Bemühungen um eine einheitliche Felgenbenennung zum Trotz hat sich die Angabe der Felgenabmessung in Zoll erhalten, da sie einen eindeutigen Bezug zur Laufradgröße darstellt. Aus diesem Grund ist in der Tabelle auch die Zollangabe aufgeführt. 2. Für die Berechnung der > Speichenlängen ist noch der > Felgeninnendurchmesser von Bedeutung. Einzelheiten s.d.
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Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
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Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000