Speichenlöcher in einer Einradnabe

Eine Einradnabe hat ja bekanntlich zwei Flansche mit jeweils 18 Löchern drin (bei insgesamt 36 Speichen). Wie sollten diese Löcher idealerweise angeordnet sein? So, daß bei Blickrichtung entlang der Achse jeweils 2 Löcher exakt hintereinander liegen, oder so daß die Löcher um jeweils 10 Grad zueinander versetzt sind? Es geht mir nicht darum, wie das bei real existierenden Naben gelöst ist (da finden sich nämlich beide Varianten plus ein paar Zwischenvarianten die wohl auf Toleranzen bei der Fertigung zurückzuführen sind), sondern wie es im Optimalfall sein sollte. Und dann interessiert mich noch die Folgefrage “warum?”. Ich bin mir da gerade nicht ganz im Klaren.

Ich plädiere für 10° Versatz. Warum? Weil auch die Speichenlöcher in den Felgen 10° Versatz haben.

Da steckt die implizite Annahme drin, daß jedes Speichenloch in der Felge exakt über einem Speichenloch in der Nabe steht. Ist das so? Oder finden sich die Speichenlöcher in der Felge jeweils zwischen zwei Speichenlöchern in der Nabe wieder? Ich weiß es nicht.

Schau dir mal das an und blättere runter bis zu “The second group”. Die roten Speichen gehen zu einem Flansch, die gelben zum anderen. Zwischen den Speichen sind 10° Versatz. Also sollten auch die Löcher in den Flanschen 10° Versatz haben, damit die Speichen gleich lang sind.

Das gleiche gilt für den Versatz zwischen 3. und 4. Gruppe.

Das könnte man, den 10°-Versatz vorausgesetzt, schon so machen. Aber dann hätte man radiale Einspeichung (d.h. die Speiche ist nur in axiale Richtung angeschrägt und sieht in der Seitenansicht radial aus) und die wäre am Einrad nicht so schlau, wie auch sonst überall wo Momente zwischen Nabe und Felge übertragen werden sollen (durch Antrieb oder Nabenbremse).

Edit: Sorry, hab dich falsch gelesen. Du hast nix drüber geschrieben welches Loch mit welchem Loch verbunden ist, nur die Drehstellung. Und da wärs ja durchaus möglich dass genau die 10° bis zum Nachbarloch durch die tangentiale Anschrägung überwunden werden. Oder 20°. Meine Antwort darauf lautet: keine Ahnung.

Bei radialer Einspeichung ist klar, daß die Löcher versetzt sein sollten. Bei n-fach gekreuzter Einspeichung (n>0) weiß ich es nicht. Nun stellt sich die Frage, ob die Anordnung der Löcher von der Art der Einspeichung abhängen sollte. Bei allen mir bekannten Naben ist die Art der Einspeichung nicht spezifiziert. Das suggeriert, daß es unabhängig von der Einspeichung versetzt sein sollte. Es könnte aber auch an der Bequemlichkeit der Hersteller liegen.

Die Anordnung hängt meiner Ansicht nach nicht von der Art der Einspeichung ab. Den Link oben habt ihr aber schon angeklickt, oder?

Ja. Aber das Bild zeigt gerade nicht versetzte Löcher. So wie es in dem Bild dargestellt ist, haben wir es allerdings mit unterschiedlich langen Speichen zu tun. Ich halte dieses Bild für nicht wirklich hilfreich.

wheel18.gif

Das Bild ist an der Nabe ungenau gemalt. Unten links sind sie an der Nabe auch versetzt gezeichnet. Mit etwas Vorstellungskraft gelingt es jedoch, den Schluss zu ziehen, dass die Löcher 10° versetzt sein müssen, damit sie gleich lang sind. Wenn sie nicht versetzt sind, müssen die Speichen unterschiedlich lang sein.

Ich bin dafür, dass die Löcher entsprechend der Fibonacci Folge in ° gedreht sind. Dadurch erhält die Nabe ein harmonisches Aussehen.

Mal im Ernst, was erwartest du dir von dieses Diskussion? Erkenntnisse, ob die Nabe die du gerade fährst noch stabiler sein könnte, obwohl du eh schon einen Panzer als Nabe hast?
Willst du deine eigene Nabe entwickeln? Dann sprich mit nem Maschienenbauer o.ä., der kann dir das besser erklären als der Großteil hier im Forum.

10° verdreht zwischen den Flanschen halte ich für sinnvoll, da die speichen sonst unterschiedlich lang sind.

Mir kam diese Frage in den Sinn und ich konnte sie nicht beantworten. Da ich ein neugieriger Mensch bin will ich es gerne wissen. Reicht das nicht als Begründung?

So, ich hab nochmal darüber nachgedacht. Und ich habe eine Antwort gefunden.

Aus Symmetriegründen gibt es eigentlich nur genau 2 Möglichkeiten:

  1. Die Speichenlöcher im Flansch sind versetzt. In diesem Fall findet sich exakt über jedem Flanschloch ein Felgenloch.
  2. Die Flanschlöcher sind deckungsgleich. In dem Fall stehen die Felgenlöcher jeweils zwischen 2 Flanschlöchern.

Nun habe ich exemplarisch eine konkrete Konstellation durchgerechnet und zwar mit den Maßen der KH Nabe (Flanschdurchmesser 56mm, Flanschabstand 140mm, 36 Loch) und der Nimbus 20" Freestylefelge (Durchmesser 397mm). Und siehe da, eine Kugel mit Radius 189,3mm (= benötigte Speichenlänge bei 3-fach gekreuzter Einspeichung) um das Loch ganz oben im vorderen Flansch trifft die Felge bei exakt 60 Grad, also genau über dem dritten Loch im vorderen Flansch. => wir sind in Situation 2 und die Löcher müssen versetzt stehen.

Hier ein Bildchen dazu. Der rote Kreis ist die Kugel mit Radius = Speichenlänge.

Ich habs nicht allgemein durchgerechnet, bin aber ziemlich überzeugt, daß das nicht von den konkreten Werten abhängt.

Einspeichung.jpg

Einmal drüber schlafen bringt dann nochmal ein paar neue Einsichten: die Speichenlänge wird ja gerade so berechnet, daß das (2k+1)-te Felgenloch getroffen wird, wenn das erste das ist, das genau über dem Flanschloch steht, in dem die Speiche losläuft. k ist die Anzahl der Kreuzungen.

Mit zweimaliger Anwendung des Satzes des Pythagoras, dem Ausmultiplizieren einer binomischen Formel und der Tatsache, daß für jedes alpha gilt cos^2(alpha)+sin^2(alpha)=1 ergibt sich

L = sqrt ((d/2)^2 + (R cos(720k/s) - r)^2 + (R sin(720k/s))^2) = sqrt (1/4 d^2 + R^2 + r^2 - 2 R r cos(720k/s))

L = Speichenlänge
R = Innenradius Felge
r = Lochkreisradius der Nabe
d = Abstand der beiden Flansche
s = Anzahl Speichen
k = Anzahl Kreuzungen

In meinem vorherigen Posting war übrigens ein Fehler drin. Der Flanschabstand der KH Nabe beträgt 70mm, nicht 140mm. Aber das spielt in dem Zusammenhang keine Rolle.

Ähhhhhh

und übersetzt heißt das jetzt?

Löcher in den Flanschen versetzt oder nicht?

Versetzt.