Hallo @Lukas und Willkommen,
Deine Schilderung liest sich, als ob sich um einen Felgenstoß handelt, der nicht hinreichend bei der Nachbehandlung der Felge(n) reduziert wurde. Felgen werden aus geraden Strangpreßprofilen gebogen, ein wenig abgelängt, und dann mit Stiften gefügt oder verschweißt. Der infolge unvermeidlicher Toleranzen entstehende Stoß wird durch Abdrehen,Überfräsen oder Schleifen beseitigt. Die bei dieser Behandlung aufgewendete Sorgfalt entscheidet, ob der Stoß noch fühlbar ist. Bei einem Rad mit Felgenbremsen ist häufig der Stoß beim Bremsen deutlich fühlbar (Ich hab selbst ein solches Rad !). Nach dem Motto "Wer später bremst, kommt früher an" bremst man ja nicht andauernd. Ich kann zB mit diesem Stoß leben.
"Sind 20 Loch mittlerweile überholt?" Das ist eine Fragestellung, die auf die falsche Fährte zielt.
Generell können Felgen mit kleinem Raddurchmesser bei der gleichen Querschnittsgeometrie wie größere Durchmesser mit weniger Speichen ausgestattet werden. Als "Maschinenelement" sind Speichen vorgespannte Dehnschrauben, die Konstruktions-bedingt nur Zugkräfte übertragen. Bei diesen Kräften unterscheidet man nach Art der Entstehung Vertikal-Lasten, Antriebs-Lasten und Seiten-Lasten. Alle Lasten vergrößern die Zugkräfte bestimmter Speichen bzw es gibt zugleich eine Verringerung der Zugkräfte bestimmter Speichen. Die Zugkräfte verursachen im Material der Speichen Spannungen (nach dem Zusammenhang Spannung = Kraft durch Fläche). Zum Speichenbruch führen völlige Entlastungen (Zugkräfte gleich Null) und folgende Belastungen (Stoß-Effekte !). Insbesondere der Wiegetritt führt da zu der größten Belastung (große Antriebsmomente (Bremsmomente), große Seitenkräfte), wenn zusätzlich noch erhöhte Vertikal-Lasten vorhanden sind (zB Block-Pflaster = Gewichtskraftanteile mit Last-Vielfachen).
Zur Orientierung kann man von dem Antriebsmoment eines "Standard" Mtb-Hinterrads ( 26 ", 32 Speichen, konifiziert und 1,5 [mm] dünnes Mittelstück mit Hohlkammerfelge ausgehen und auf den kleineren Durchmesser eines 20" Laufrades umrechnen:
Bei 60 [mm] breiten Reifen sind die Radumfänge U(26) = 214,6 [cm] ; U(20) = 166,5 [cm]
Mit U(26)/U(20) = 1,289 dreht sich das kleine Laufrad im Mittel um 29 % schneller als das große. Mit einem Quotienten dieser Größe kann das zu übertragende Drehmoment und damit auch die Anzahl der Speichen reduziert werden. Ausgehend von 32 Speichen ergeben sich 32/1,289 = 24,8 Speichen. Bei schmaleren Reifen (28 [mm]) ist der Umfang geringer U(20) = 146,4 [cm], und mit U(26)/U(20) = 1,466 ergeben sich 32/1,466 = 22,8 Speichen.
Vorbehaltlich der Untersuchung der Seitenlasten und Vertikal-Lasten, würde man 24 oder 20 Speichen wählen (Die Speichen jeder Seite sollten durch 2 teilbar sein, da zB Antriebsspeichen immer ein Päärchen bilden (Schleppspeiche und Führungsspeiche, der Deutsche Raddödel spricht von Zugspeiche und Druckspeiche
). Druckkräfte können von Speichen im Laufrad nicht übertragen werden (Nur bei fester Einspannung der Speichenenden).
Auch bei der Übertragung von Seitenkräften gibt es im Prinzip eine Päärchen-Bildung, wobei die Felge den "Versatz eines Päärchens" um eine Speichenlochteilung überbrücken muß. Es ist daher sinnvoll, daß das Laufrad Speichenzahlen hat, die durch 4 teilbar sind (Bei Radial-Einspeichung werden keine Antriebs- oder Bremsmomente übertragen, deshalb können da Päärchen Rechts/Links verwendet werden: Speichenzahl teilbar durch zwei !)
Für die Vertikal-Lasten gibt es die wenigsten Probleme, da die Entlastung von 2 bis 4 (6 ?) Speichen (hängt vom Last-Vielfachen ab), sich auf die restlichen Speichen verteilt (Evtl Cosinus-Funktion ?).
Zur Überbrückung von "falschen" Speichenlängen: Ein übliches Speichengewinde einer Fahrradspeiche hat eine Steigung von 0,454 [mm] und ca 9 [mm] Länge, ergibt etwa 20 Gewindegänge. Ein Schraubbolzen mit Mutter (Maschinenbau) benötigt zum Tragen 5 1/2 Gewindegänge = 2,5 [mm], rechnet man mit 3,0 [mm], dann blieben 6,0 [mm], die man zum Längenausgleich nutzen könnte. Ein mit 10 [mm] zu großer ERD würde bei der Speiche 5 [mm] Längenausgleich benötigen, theoretisch könnte das funktionieren. Machen würde ich allerdings höchstens < 3,0 [mm] Längenausgleich.
Leider können einige Fragen von mir nicht erschöpfend behandelt werden, da ich die theoretischen Überlegungen dazu noch nicht durchgeführt habe. Das Thema Kräfte in der Speiche fordert zwar keine komplizierten Differentialgleichungen, ist aber sehr umfangreich und daher Zeit-raubend. Diese Zeit habe ich noch nicht gefunden und bitte um Vergebung.
MfG EmilEmil
