Was sind die Vor- oder Nachteile verschiedener Speichenstile

Ja, es gibt verschiedene Arten von Speichen, wie bereits erklärt. Es gibt auch verschiedene Arten, die Speichen “einzuspeichen”, und verschiedene Speichenanzahlen.

Bei der Auswahl eines Speicheneinspeichschemas gibt es sechs grundlegende Überlegungen:

1. Festigkeit
2. Flexibilität
3. Drehmomentwiderstand
4. Luftwiderstand
5. Gewicht
6. Aussehen/Sex/dummes Geldausgeben

Die Festigkeit wird durch die Anzahl der Speichen, ihre Anordnung und ihre Verbindung zur Nabe und Felge bestimmt. Wenn Sie sich ein normales “Drei-Kreuz”-Laufrad ansehen, verlässt die Speiche die Nabe in einem Winkel, der fast tangential zum Nabenumfang verläuft. Auf diese Weise wird die Belastung der Nabe minimiert. Eine “Vier-Kreuz”-Einspeichung (häufig bei schweren Tourenrädern u.ä. zu sehen) geht noch einen Schritt weiter und bewirkt, dass die Speiche wirklich tangential zum Nabenumfang steht (außerdem verleiht die größere Speichenlänge dem Laufrad mehr “Feder”).

Man sieht selten “Zwei-Kreuz”- und wahrscheinlich nie “Ein-Kreuz”-Einspeichungen, aber “Radial”-Einspeichungen (bei denen die Speichen die Nabe im rechten Winkel zum Umfang verlassen) werden immer häufiger, besonders bei Vorderradnaben von “Mountain”- oder “Cross”-Bikes. Die radiale Einspeichung stellt eine erhebliche Belastung für eine konventionelle Nabe dar, und bei Rädern mit radialer Einspeichung sieht man oft die Speichen umgekehrt, mit den Nippeln auf der Nabenseite, weil die Nabe neu konstruiert werden muss, um die Belastung auszuhalten. Außerdem ist die Belastung der Felge höher, weil ein Radiallaufrad so steif ist und weil Radiallaufräder in der Regel eine niedrige Speichenzahl haben, so dass die Nippel leicht durchreißen können. Daher sieht man manchmal das gebogene Ende der (umgekehrten) Speiche in einem Schlitz in der Felge oder ähnlichem.

Beachten Sie, dass Räder mit radialer Einspeichung zwar steifer gegen radiale Kräfte auf das Rad sind, aber dem Drehmoment nicht sehr gut widerstehen – wenn ein Hinterrad radial eingespeicht wäre, würde das Drehmoment des Antriebsstrangs dazu führen, dass sich das Rad in eine Art Spirale dreht, was die Kraftübertragung auf den Radumfang behindern würde. In ähnlicher Weise würde sich bei Verwendung von Scheibenbremsen an einem radialen Vorderrad das Rad beim Betätigen der Scheibenbremsen stark verdrehen.

[Es ist jedoch anzumerken, dass manche Leute ihr Hinterrad gerne mit einem Kreuzmuster auf der einen Seite und radialen Speichen auf der anderen Seite bespannen. Dies sorgt für die nötige Torsionssteifigkeit und erlaubt gleichzeitig, dass die Hälfte des Laufrads radial ist, aber es ist nicht klar, ob dieses Schema einen wirklichen Vorteil bietet]

Der Luftwiderstand steigt natürlich mit der Anzahl der Speichen und wird auch durch das Profil der Speiche beeinflusst. Obwohl der Luftwiderstand für Profi-Rennfahrer wichtig ist, weil sich die Oberseite des Laufrads mit der doppelten Geschwindigkeit des Fahrrads vorwärts bewegt, kann man wohl mit Sicherheit sagen, dass der Luftwiderstand durch die Speichen eines Standard-Drei-Kreuz-Laufrads mit 32 Speichen von den meisten durchschnittlichen Radfahrern nicht bemerkt würde, selbst bei ziemlich hohen Geschwindigkeiten.

Das ultimative Laufrad mit geringem Luftwiderstand ist natürlich das Scheibenrad, und es gibt andere exotische Designs mit 1, 2 oder 3 breiten, flachen “Speichen” aus hochfesten Verbundwerkstoffen, die mit Felge und Nabe verbunden sind. Aber in der Regel sieht man die Scheibenräder nur an Hinterrädern, weil die Scheibe zum Drachen wird, wenn sie quer zum Wind steht, wie es beim Vorderrad der Fall wäre.

Das Gewicht wird durch die Verwendung exotischerer Materialien (besonders für die Felge) und durch die Reduzierung der Speichenanzahl reduziert. Je exotischer die Felge ist, desto enger ist das Design der Felge mit dem Speichenschema verbunden. Eine leichte Gewichtsreduzierung ist auch möglich, indem man das “Kreuz” der Einspeichung (und damit die Speichenlänge) reduziert.

Und natürlich das Geschlecht. Viele der oben genannten Systeme (vor allem solche mit geringer Speichenanzahl wie das radial eingespeichte Vorderrad mit umgekehrten Speichen) haben wenig praktischen Nutzen für den durchschnittlichen Radfahrer, verursachen zusätzliche Kosten und verringern die Zuverlässigkeit. (Haben Sie jemals gehört, dass eine dieser schicken Hochspannungsspeichen kaputt geht? Es hört sich an wie ein Pistolenschuss. Und wenn eine Speiche bricht, ist man wahrscheinlich aufgeschmissen, bis man eine Werkstatt erreicht hat, während man mit einem Standardrad mit drei gekreuzten 32 Speichen in der Regel “nach Hause humpeln” kann, wenn eine Reparatur am Straßenrand nicht möglich ist).

Von Sheldon Brown :

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

Doppelt konifizierte Speichen sparen mehr als nur Gewicht. Die dicken Enden machen sie in den stark beanspruchten Bereichen genauso stark wie gerade Speichen gleicher Dicke, aber die dünneren mittleren Abschnitte machen die Speichen effektiv elastischer und erlauben es ihnen, sich (vorübergehend) mehr zu dehnen als dickere Speichen.

Als Ergebnis können sich die am stärksten beanspruchten Speichen genug dehnen, um einen Teil der Belastung auf die angrenzenden Speichen zu verlagern, wenn das Rad starken lokalen Belastungen ausgesetzt ist. Dies ist besonders dann erwünscht, wenn der begrenzende Faktor darin besteht, wie viel Belastung die Felge aushalten kann, ohne dass es zu Rissen im Bereich der Speichenlöcher kommt.

Dreifach konifizierte Speichen, wie die DT Alpine III, sind die beste Wahl, wenn Langlebigkeit und Zuverlässigkeit das primäre Ziel sind, wie bei Tandems und Fahrrädern für beladene Touren. Sie vereinen die Vorteile von einfach- und doppelt-konifizierten Speichen. Die DT Alpine III z.B. hat am Kopf 2,34 mm (13 Gauge), in der Mitte 1,8 mm (15 Gauge) und am Gewindeende 2,0 mm (14 Gauge).

Ein- und dreifach konifizierte Speichen lösen eines der großen Probleme des Laufraddesigns: Da die Speichen gerollte, nicht geschnittene Gewinde verwenden, ist der Außendurchmesser der Gewinde größer als der Basisdurchmesser des Speichendrahts. Da die Löcher in den Nabenflanschen groß genug sein müssen, damit die Gewinde hindurch passen, sind die Löcher wiederum größer als der Draht benötigt. Dies ist unerwünscht, da eine enge Übereinstimmung zwischen dem Speichendurchmesser am Krümmer und dem Durchmesser der Flanschbohrung entscheidend ist, um ermüdungsbedingten Brüchen zu widerstehen.

Da ein- und dreifach konifizierte Speichen am Kopfende dicker sind als am Gewindeende, können sie mit Naben verwendet werden, deren Bohrungen gerade groß genug sind, um den dicken Draht am Kopfende hindurchzuführen.

Aero (elliptisch)-Speichen sind eine Variante der doppelt konifizierten Speichen, bei der der dünne Teil zu einem elliptischen Querschnitt gestaucht ist, wodurch diese Speichen etwas ærodynamischer sind als Speichen mit rundem Querschnitt. Die am häufigsten erhältlichen Speichen dieses Typs sind die Wheelsmith Æro. Diese sind an den Enden 2,2 x 1,8 mm groß, und die Mitten entsprechen 16 Gauge, haben aber die Form einer 1,8 x 1,2 mm großen Ellipse. Die Wheelsmith Æro ist meine Lieblingsspeiche für Hochleistungsanwendungen, nicht nur wegen des ærodynamischen Vorteils, den sie bietet, sondern auch, weil der flache Mittelteil ein hervorragender visueller Indikator ist, der dem Radbauer hilft, jegliche Restverdrehung in der Speiche zu eliminieren. Dies trägt dazu bei, ein Laufrad zu bauen, das rund läuft.

Aero (bladed) Speichen haben eine ausgeprägtere Aerodynamikform, flach, anstatt elliptisch. Obwohl sie die aerodynamischsten Speichen sind, passen sie normalerweise nicht durch die Löcher in einer Standardnabe, da sie zu breit sind. Um “Blätter” zu verwenden, muss die Nabe mit einer Feile geschlitzt werden. Das Schlitzen der Löcher kann den Flansch schwächen und führt normalerweise zum Erlöschen der Garantie für die Nabe. Theoretisch sollten “Aero”-Speichen aerodynamischer sein, aber wenn Sie an die Beanspruchung der Speiche denken, wäre sie in der Richtung, in der sich das Rad dreht, steifer, weil sie dicker ist, und hätte senkrecht dazu mehr Biegung, da die Speiche an der Seite dünn oder flach ist.

Ich habe doppelt konifizierte Speichen an meinem Cross-Country-Mountainbike und bin jahrelang damit gefahren, ohne die Laufräder abzurichten, und es spart ein wenig Gewicht pro Speiche, aber es ist an einem Punkt, an dem die Speiche nicht stark beansprucht wird, so dass sie den größten Teil ihrer Stärke behält. Besonders gut für leichtere Fahrer auf vollgefederten Fahrrädern, wo die Räder nicht so stark beansprucht werden.

Das hängt von der Aerodynamik, der Zuverlässigkeit und den Kosten ab.

Ein Laufrad 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. Daher werden solche Laufräder meist von schwereren Fahrern oder im Tourenbereich verwendet, wo Langlebigkeit Geschwindigkeit übertrumpft.

Ein Laufrad mit weniger Speichen belastet jede einzelne dieser Speichen stärker und kann nicht tolerieren, dass eine von ihnen bricht. Um die geringere Speichenanzahl auszugleichen und weil der Sinn der Reduzierung der Speichenanzahl darin besteht, die Aerodynamik zu verbessern, haben diese Laufräder in der Regel Tiefbettfelgen mit tropfenförmigem Querschnitt. Diese erhöhen die Festigkeit des Rades (auf Kosten des Gewichts) und verbessern die Aerodynamik, indem sie die schnellsten Teile der Speichen (an den Spitzen) durch massive, aerodynamisch geformte Felgen ersetzen.

Ein Trispoke- oder Scheibenrad ist der nächste logische Schritt. Diese sind in der Herstellung wesentlich teurer, und Scheibenräder sind besonders bei Seitenwind problematisch. Außerdem sind sie in der Regel schwer, was sie für einige Arten von Rennen ungeeignet macht, aber nicht so sehr für Triathlons, bei denen es um gleichmäßige Anstrengung geht.

Lamellenspeichen sind geringfügig aerodynamischer als runde Speichen. Am oberen Ende der Skala gibt es einige Laufräder, bei denen fettuciniähnliche Streifen aus Kohlefaser anstelle von Stahlspeichen verwendet werden - diese können so viel wie ein sehr schönes Fahrrad selbst kosten.