Was sind die Vor- oder Nachteile verschiedener Speichenstile?

Ich sehe Triathlon-Bikes mit verschiedenen Speichenstilen, von normalem Draht über aerodynamisch geformte Schaufeln bis hin zu vollständig soliden Rädern, aber ich kann nicht verstehen, warum es so viele Stile geben sollte.

Ich kann verstehen, dass man auf einer Indoor-Strecke weniger Speichen benötigt, da man keine Beulen bekommt. Ich bin damit einverstanden, aber kann jemand Aufschluss über die Entscheidungen hinter den anderen Stilen geben?

Ich habe diese Frage auch bei flachen Speichen gesehen, aber das würde den Flügel nicht wie Speichen oder die massiven Räder erklären, oder?

Ja, es gibt verschiedene Arten von Speichen, wie bereits erläutert. Es gibt auch verschiedene Möglichkeiten, die Speichen zu "schnüren", und verschiedene Speichenzahlen.

Bei der Auswahl eines Speichenschnürschemas gibt es sechs grundlegende Überlegungen:

1. Stärke
2. Flexibilität
3. Drehmomentbeständigkeit
4. Luftwiderstand
5. Gewicht
6. Aussehen / Sex / dumm Geld ausgeben

Die Stärke wird durch die Anzahl der Speichen, ihre Anordnung und die Verbindung zwischen Nabe und Felge bestimmt. Wenn Sie ein normales "Dreikreuz" -Rad betrachten, verlässt die Speiche die Nabe in einem Winkel, der nahezu tangential zum Nabenumfang verläuft. Auf diese Weise wird die Belastung der Nabe minimiert. Eine "Vierkreuz" -Schnürung (häufig bei schweren Tourenrädern u.ä. zu finden) ist besser und bewirkt, dass die Speiche wirklich tangential zum Nabenumfang verläuft (zuzüglich der größeren Speichenlänge erhält das Rad mehr "Feder").

Sie sehen selten "zwei Kreuze" und wahrscheinlich nie "ein Kreuz" Schnürungen, aber "radiale" Schnürungen (bei denen die Speichen die Nabe rechtwinklig zum Umfang verlassen) sind ziemlich häufig, insbesondere bei Vorderrädern von "Berg" oder "Berg" Fahrräder "überqueren". Durch die radiale Schnürung wird eine herkömmliche Nabe erheblich beansprucht. Bei Rädern mit radialer Schnürung werden die Speichen häufig mit den Nippeln am Nabenende vertauscht, da die Nabe neu konstruiert werden muss, um der Beanspruchung standzuhalten. Außerdem ist die Belastung der Felge höher, da ein Rad mit radialer Schnürung so steif ist und die Anzahl der Speichen normalerweise gering ist, so dass die Nippel leicht durchgezogen werden können. So sieht man manchmal das verbogene Ende der (umgekehrten) Speiche in einem Schlitz in der Felge oder so.

Beachten Sie, dass radial geschnürte Räder zwar steifer gegen Radialkräfte auf das Rad sind, aber dem Drehmoment überhaupt nicht sehr gut widerstehen. Wenn ein Hinterrad radial gespeicht würde, würde das Drehmoment des Antriebsstrangs dazu führen, dass sich das Rad in a dreht eine Art Spirale, die die Kraftübertragung auf den Radumfang behindert. Wenn Scheibenbremsen an einem radialen Vorderrad verwendet würden, würde sich das Rad stark drehen, wenn die Scheibenbremsen betätigt würden.

[Es ist jedoch zu beachten, dass manche Leute ihr Hinterrad gerne mit einem Kreuzmuster auf der einen Seite und radialen Speichen auf der anderen Seite schnüren. Dies bietet die erforderliche Torsionssteifigkeit, während die Hälfte des Rads radial sein kann, aber es ist nicht klar, dass das Schema einen echten Vorteil hat.]

Der Luftwiderstand steigt offensichtlich mit der Anzahl der Speichen und wird auch vom Profil der Speiche beeinflusst. Obwohl der Luftwiderstand für Profirennfahrer wichtig ist, da sich die Oberseite des Rads mit der doppelten Geschwindigkeit des Fahrrads nach vorne bewegt, kann man mit Sicherheit sagen, dass der Luftwiderstand aufgrund der Speichen eines normalen 32-Speichen-Dreikreuzrads nicht so hoch wäre Von den meisten durchschnittlichen Bikern bemerkt, auch bei relativ hohen Geschwindigkeiten.

Das Rad mit dem geringsten Windwiderstand ist natürlich das Scheibenrad, und es gibt auch andere exotische Designs mit 1, 2 oder 3 breiten, flachen "Speichen" aus hochfesten Verbundwerkstoffen, die mit Felge und Nabe verbunden sind. Im Allgemeinen sieht man die Scheibenräder jedoch nur an den Hinterrädern, da die Scheibe zu einem Drachen wird, wenn sie quer zum Wind läuft, wie dies beim Vorderrad der Fall wäre.

Das Gewicht wird durch die Verwendung exotischerer Materialien (insbesondere für die Felge) und durch die Reduzierung der Speichenzahl verringert. Je exotischer die Felge ist, desto enger ist das Design der Felge an das Speichenschema gebunden. Eine leichte Gewichtsreduzierung ist auch möglich, indem das "Kreuz" der Speiche reduziert wird (und somit die Speichenlänge verringert wird).

Und natürlich Sex. Viele der oben genannten Schemata (insbesondere Dinge wie das Radialspeichen-Vorderrad mit umgedrehten Speichen und geringer Speichenanzahl) haben für den durchschnittlichen Radfahrer wenig praktischen Nutzen, erhöhen die Kosten und verringern die Zuverlässigkeit. (Hast du jemals eine dieser ausgefallenen Hochspannungsspeichen gehört? Es klingt wie ein Schuss. Und wenn eine kaputt geht, bist du wahrscheinlich tot im Wasser, bis du zu einem Fahrradgeschäft kommst, wohingegen du mit einem Standard-Dreikreuz mit 32 Speichen kommst Rad kann man in der Regel "nach Hause hinken", wenn eine Reparatur am Straßenrand nicht möglich ist.)

Nach Sheldon Brown :

Doppelspeichen sind an den Enden dicker als in der Mitte. Die beliebtesten Durchmesser sind 2,0 / 1,8 / 2,0 mm (auch bekannt als 14/15 Gauge) und 1,8 / 1,6 / 1,8 (15/16 Gauge).

Doppelspeichen können mehr als nur Gewicht sparen. Durch die dicken Enden sind sie in den stark beanspruchten Bereichen so stark wie gerade Speichen gleicher Dicke. Durch die dünneren Mittelteile werden die Speichen jedoch effektiv elastischer, sodass sie sich (vorübergehend) stärker dehnen können als dickere Speichen.

Infolgedessen können sich die am stärksten beanspruchten Speichen ausreichend dehnen, um einen Teil der Beanspruchung auf benachbarte Speichen zu verlagern, wenn das Rad starken örtlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Dies ist besonders wünschenswert, wenn der begrenzende Faktor darin besteht, wie viel Spannung die Felge aushalten kann, ohne um die Speichenlöcher herum zu reißen.

Triple-Butted- Speichen wie der DT Alpine III sind die beste Wahl, wenn Langlebigkeit und Zuverlässigkeit im Vordergrund stehen, wie bei Tandems und Fahrrädern für beladene Touren. Sie teilen die Vorteile von Single-Butted- und Double-Butted-Speichen. Der DT Alpine III hat zum Beispiel einen Kopfdurchmesser von 2,34 mm (13 Gauge), einen mittleren Durchmesser von 1,8 mm (15 Gauge) und einen Gewindedurchmesser von 2,0 mm (14 Gauge).

Single- und Triple-Butted-Speichen lösen eines der großen Probleme der Radkonstruktion: Da die Speichen gerollte, nicht geschnittene Gewinde verwenden, ist der Außendurchmesser der Gewinde größer als der Basisdurchmesser des Speichenfadens. Da die Löcher in den Nabenflanschen groß genug sein müssen, damit die Gewinde hindurchpassen, sind die Löcher wiederum größer als der Draht benötigt. Dies ist unerwünscht, da eine enge Übereinstimmung zwischen dem Speichen-Durchmesser am Krümmer und dem Durchmesser des Flanschlochs entscheidend ist, um einem durch Ermüdung verursachten Bruch entgegenzuwirken.

Da Single- und Triple-Butted-Speichen am Kopfende dicker sind als am Gewindeende, können sie mit Naben verwendet werden, deren Löcher gerade groß genug sind, um den dicken Draht am Kopfende zu führen.

Aero- Speichen (elliptische Speichen) sind eine Vielzahl von Doppelspeichen, bei denen der dünne Teil in einen elliptischen Querschnitt gepresst wird, wodurch diese Speichen etwas dynamischer als Speichen mit rundem Querschnitt sind. Die am weitesten verbreiteten Speichen dieser Art sind die Wheelsmith Æro. Dies sind 2,2 x 1,8 mm an den Enden und die Mitten entsprechen 16 Gauge, jedoch in Form einer 1,8 x 1,2 mm Ellipse. Der Wheelsmith Æro ist meine Lieblingsspeiche für Hochleistungsanwendungen, und zwar nicht nur wegen des möglichen ærodynamischen Vorteils, sondern auch, weil der flache Mittelteil eine hervorragende visuelle Anzeige bietet, um den Radbauer dabei zu unterstützen, verbleibende Verwindungen in der Speiche zu beseitigen. Dies hilft, ein Rad zu bauen, das wahr bleibt.

Aero- Speichen (mit Flügeln) haben eine ausgeprägtere Aero-Form, eher flach als elliptisch. Obwohl sie die aerodynamischsten Speichen sind, passen sie normalerweise nicht durch die Löcher in einer Standardnabe, weil sie zu breit sind. Um "Blades" zu verwenden, muss der Hub mit einer Feile versehen sein. Durch das Einstechen der Löcher kann der Flansch geschwächt werden, und die Garantie für die Nabe wird in der Regel ungültig. Es ist auch eine Menge Ärger.

Theoretisch sollten "Aero" -Speichen aerodynamischer sein. Wenn Sie jedoch überlegen, die Speiche zu belasten, ist sie in Drehrichtung des Rads steifer, weil sie dicker ist und senkrecht dazu mehr Biegung aufweist, da die Speiche ist dünn oder flach auf der Seite.

Ich habe Doppelspeichen auf meinem Cross-Country-Mountainbike und bin jahrelang auf ihnen gefahren, ohne die Räder zu lösen. Das spart eine kleine Menge Gewicht pro Speiche, ist aber an einem Punkt, an dem die Speiche nicht stark beansprucht wird es behält den größten Teil seiner Kraft. Besonders geeignet für leichtere Fahrer auf vollgefederten Motorrädern, bei denen die Räder in erster Linie nicht so stark beansprucht werden.

Dies hängt von Aerodynamik, Zuverlässigkeit und Kosten ab.

Ein Rad mit vielen leichten Speichen ist zuverlässig und bleibt relativ fahrbar, auch wenn eine Speiche bricht. Aber all diese Speichen sind wie ein Schneebesen im Wind: nicht aerodynamisch. So werden Räder wie diese meistens von schwereren Fahrern oder auf Touren verwendet, bei denen die Haltbarkeit die Geschwindigkeit übertrifft.

Ein Rad mit weniger Speichen belastet jede dieser Speichen stärker und erträgt kein Brechen. Um die geringere Speichenanzahl auszugleichen und um die Aerodynamik zu verbessern, haben diese Räder normalerweise tiefe Felgen mit einem Tropfenquerschnitt. Diese erhöhen die Festigkeit des Rades (auf Kosten des Gewichts) und verbessern seine Aerodynamik, indem die sich am schnellsten bewegenden Teile der Speichen (an den Spitzen) durch eine solide aerodynamisch geformte Felge ersetzt werden.

Ein Trispoke oder Scheibenrad ist der nächste logische Schritt. Diese sind in der Herstellung sehr viel teurer, und insbesondere bei Seitenwind sind Scheiben problematisch. Sie neigen auch dazu, schwer zu sein, was sie für einige Arten von Rennen ungeeignet macht, aber nicht für so viele Triathlons, bei denen es um stetige Anstrengung geht.

Speichen mit Flügeln sind geringfügig aerodynamischer als runde Speichen. Am oberen Ende gibt es einige Räder, die fettucini-artige Streifen aus Kohlefaser anstelle von Stahlspeichen verwenden - diese können so viel kosten wie ein sehr schönes Fahrrad.