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Tretlager für Fahrrad mit die Achswelle tragenden Nadellagern Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung des Tretlagers für Fahrräder
gegenüber den bekannten Ausführungen völlig umzugestalten, um hierdurch eine wesentliche
Vereinfachung und Verbilligung des Lagers herbeizuführen. Diese Aufgabe soll sich
aber nicht nur auf solche Merkmale der Lagerung beschränken, die zur Ausübung der
eigentlichen Lagerfunktion, also der Sicherung der Drehbewegung, wesentlich sind.
Die Erfindung ist vielmehr auch darauf gerichtet, die Ausbildung der einzelnen Teile
der Lagerung, vor allem des Lagerträgers, so zu treffen, daß sich an anderen Teilen
des Fahrrades, soweit diese irgendwie mit dem Tretlager unmittelbar oder mittelbar
zusammenhängen, ebenfalls eine Verbesserung ergibt. Vor allem betrifft dies die
Befestigung der unteren Hinterradgabel im Bereich des Tretlagers.
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Bei der vorstehenden Zielsetzung der Erfindung sollten weiterhin die
sich aus der Verarbeitung von Kunststoffen ergebenden Vorteile ausgeschöpft werden.
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Bei den bekannten Tretlagern ist die Tretkurbelwelle nur an zwei Stellen
derart -gelagert, daß die an diesen Stellen eingebauten Lager sowohl die radial
als auch die axial auftretenden Belastungen aufnehmen müssen. Es hat sich herausgestellt,
daß sich hierzu am besten Kugellager eignen, jedoch müssen verhältnismäßig große
Lager verwendet werden, da die auftretenden Belastungen rechtwinklig zueinander
gerichtete Komponenten aufweisen. Außerdem muß auf der Welle für jedes Lager eine
Befestigungsvorrichtung vorgesehen werden. Dies geschieht meist in Form eines Anschlages,
der durch einen Absatz in der Tretkurbelwelle und auf der Gegenseite in Form einer
Nut gebildet wird, in die ein Sicherungsring eingesetzt wird. Diese Maßnahmen verteuern
wesentlich die Herstellung der Tretkurbelwelle.
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Es ist ebenfalls bekannt, an Stelle der Kugellager Nadellager zu verwenden,
deren Verwendung im allgemeinen aber nur gedacht ist für die Aufnahme radialer Drücke,
denen gegenüber axial auftretende Belastungen von Nadellagern kaum aufgenommen werden
können. Der hierbei auftretende spezifische axiale Druck muß zur Zerstörung des
Nadellagers führen.
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Diese wesentlichen Nachteile und Mängel werden bei der Tretlagerhalterung
nach der Erfindung vermieden. Einmal wird im Gegensatz zu allen bisher bekanntgewordenen
Tretkurbelwellen eine Welle verwendet, die keine Absätze, Nuten, Gewinde oder keilförmige
Anschrägungen enthält, sondern deren Außendurchmesser über die ganze Länge der Tretkurbelwelle
gleich ist und die eine glatte Oberfläche hat. Absätze, Nuten u. dgl., wie sie bei
den bekannten Tretkurbelwellen zur Fixierung der Konen bzw. Befestigung der inneren
Führungsringe und der Kugellager auf der Welle erforderlich waren, kommen bei der
Welle für die erfindungsgemäße Tretkurbel in Fortfall. Da die Tretkurbelwelle somit
eine verhältnismäßig einfache Ausbildung zeigt, ist die für die Einpaßarbeit gewünschte
Präzision gewährleistet. Die Herstellungskosten derartig glatter zylindrischer Tretkurbelwellen
sind sehr niedrig.
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Die Lagerung dieser Tretkurbelwelle erfolgt nun bei Tretlagern mit
die Achswelle tragenden Nadellagern nach der Erfindung dadurch, daß die Achswelle
in durchgehender zylindrischer Ausbildung gleichen Durchmesser besitzt und zwecks
Aufnahme des Axialdruckes zwischen der Stirnseite des das Nadellager aufnehmenden
Gehäuses und den Kurbelansätzen Kugellager angeordnet sind.
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Auf einem der aus dem erfindungsgemäßen Tretlager herausragenden Enden
der Achswelle kann die Kurbel in einfacher Weise durch Aufschrumpfen befestigt werden.
Eine besondere Schleifarbeit für die Einpassung der Achswelle in die Kurbelöffnung
ist also nicht mehr erforderlich. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch,
daß die Stirnflächen der Achswellen nicht mehr wie bisher verchromt, sondern mit
einem aus Kunststoff bestehenden Einsteckpilz abgedeckt sind.
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Dieser Einsteckpilz bringt eine wesentliche Verbesserung gegenüber
den bekannten Abdeckteilen, die in Form von Abdeckkappen bekannt sind, die druckknopfartig
mit der Tretkurbelwelle verbunden sind und aus verschiedenen Teilen, wie Kugelteil,
Federteil
usw., bestehen und dadurch wesentlich kostspieliger sind als die Ausführung nach
der Erfindung.
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Zweckmäßigerweise sind die Lagerträger und die gegebenenfalls diese
stirnseitig abschließenden Abdeckkappen aus einem vorzugsweise spritzbaren Kunststoff
oder Nichteisenmetall hergestellt. Durch die Verwendung spritzbarer Werkstoffe lassen
sich die für die Aufnahme des Nadellagers und der weiter unten noch im einzelnen
beschriebenen Befestigungsmittel für die untere Hinterradgabel in den Lagerträgern
vorgesehenen Ausnehmungen in einfacher Weise mit der erforderlichen Präzision in
den Träger einbringen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind in den Lagerträgern
Befestigungsflansche für die untere Hinterradgabel verankert, und zwar in den hierfür
in den Lagerträgern und gegebenenfalls auch den Abdeckkappen für diese Flansche
bestimmten Ausnehmungen. Im einzelnen kann die Verankerung beispielsweise so erfolgen,
daß die Befestigungsflansche mittels rohrförmiger Ansätze auf der äußeren Stirnseite
der Lagerträger in in diesen vorgesehene Ausnehmungen eingreifen. Dabei können die
Befestigungsflansche zwischen den Lagerträgern und den auf diese stirnseitig aufgesetzten
Abdeckkappen bzw., wenn diese nicht vorhanden sind, zwischen den Lagerträgern und
den diese stirnseitig unmittelbar abdeckenden Kurbelansätzen eingeklemmt sein. Dadurch
ergibt sich für die Befestigungsflansche eine feste Halterung am Tretlager, ohne
daß hierfür besondere Befestigungsmittel notwendig sind.
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Um nun die untere Hinterradgabel an den Befestigungsflanschen sicher
anzubringen, können diese, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, in dem über
das Tretlager zur unteren Hinterradgabel hinausragenden Bereich ein U-förmiges Profil
mit waagerecht liegenden, nach innen gerichteten Abwinklungen aufweisen. Die flach
gedrückten Rohrenden der unteren Hinterradgabel sind zwischen diese Abwinklungen
eingeschoben, deren Abstand entsprechend der Höhe der flach gedrückten Rohrenden
bemessen ist, so daß diese auf den Abwinklungen zur Anlage kommen. Die Rohrenden
sind an der Außenwandung der beiden Befestigungsflansche unter Verwendung von sich
zwischen den sich gegenüberliegenden Rohrenden der Gabel erstreckenden Distanzbuchsen
mittels durch die Buchsen, Rohrenden und Außenwandung der Befestigungsflansche hindurchgesteckter
Schrauben befestigt. Durch Anziehen der Schraubenmuttern werden die Befestigungsflansche
gegen die flachen Rohrenden und diese wiederum gegen die Stirnkanten der Distanzbuchsen
gedrückt, so daß insgesamt eine äußerst stabile Verbindung zwischen der unteren
Hinterradgabel und den Befestigungsflanschen und damit auch dem Tretlager zustande
kommt.
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Aus der Zeichnung, an Hand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert werden soll, sind weitere Einzelheiten ersichtlich. Es zeigt Fig. 1 eine
Seitenansicht eines Fahrrades, das mit einem Tretlager und einer Befestigungsvorrichtung
für die untere Hinterradgabel nach der Erfindung versehen ist, Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie II-11 der Fig.1. Fig. 3 eine Seitenansicht des Befestigungsflansches,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig.5 einen der Fig.2 entsprechenden
Schnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tretlagers, Fig.
6 einen der Fig. 5 entsprechenden - abgebrochenen - Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
und Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 2.
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Wie aus den Fig. 2, 5 und 6 ersichtlich, sind zwischen der Achswelle
1 und den Lagerträgern 2', 2" die Nadellager 3', 3" in der Lagerschale untergebracht.
Die auf der Welle 1 aufliegenden »Nadeln« 4 werden in dem Käfig 5 gehalten und dort
gegen ein Schränken gesichert. Die Fig. 2 und 5 lassen deutlich erkennen, daß die
Achswelle 1 vollkommen zylindrisch ausgebildet ist und eine glatte Oberfläche aufweist.
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Die Lagerträger 2', 2" sowie die in den Ausführungsbeispielen nach
den Fig. 2 und 5 für diese vorgesehenen Abdeckkappen 6', 6" können aus einem im
Spritzgußverfahren verarbeitbaren Kunststoff hergestellt sein.
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Bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführung werden die Lagerträger
2', 2" stirnseitig unmittelbar von den Ansätzen 7', 7" der Kurbeln 8', 8" abgedeckt.
Sind hingegen besondere Abdeckkappen für die Lagerträger vorgesehen, so liegen diese
Ansätze 7', 7" der Kurbeln 8', 8" auf den Abdeckkappen auf (vgl. Fig.2 und 5).
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Wie den Fig. 2, 5 und 6 zu entnehmen ist, sind zwischen den Lagerträgern
2', 2" und den Abdeckkappen 6', 6" bzw. zwischen jenen und den Ansätzen 7', 7" der
Kurbeln 8', 8" Kugellager 9', 9" vorgesehen.
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Bei den Ausführungsbeispielen in der Zeichnung ist die linke Kurbel
8' mit der Öffnung 10 und dem Ansatz7' auf das links aus dem Lager herausragende
Ende der Achswelle 1 aufgeschrumpft. Die rechte Kurbel 8" ist dagegen mittels des
Keiles 11 auf dem anderen Ende der Achswelle 1 befestigt. Diese Kurbel trägt das
Kettenrad 12.
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Die Stirnflächen der Achswelle 1 sind durch die aus Kunststoff bestehenden
Einsteckpilze 17 abgedeckt.
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Das Tretlager ist in dem Mantel 13 eingeschlossen, an dem rohrförmige
Ansätze 14', 14" und 14"' ungeformt bzw. angeschweißt sein können (vgl. Fig. 5).
Der Ansatz 14' dient dabei zur Befestigung des unteren Rahmenrohres 15 (Fig. 1),
während die Ansätze 14" und 14"' für die Befestigung der unteren Hinterradgabel
16 (Fig. 1) vorgesehen sind.
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Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die
Halterung der unteren I-Enterradgabel 16 nicht mittels der rohrförmigen Ansätze
14", 14', wie in Fig. 5, sondern unter Verwendung der Befestigungsflansche 18',
18". Diese sind zum Tretlager hin mit dem Ring 19 (vgl. Fig. 3 und 4) versehen,
von dem zentrisch ein rohrförmiger Ansatz 20 ausgeht. Mittels dieses Ansatzes 20
greifen die Befestigungsflansche 18', 18" in entsprechende Ausnehmungen der Lagerträger
2', 2" ein. Ferner ist der Ring 19 der Befestigungsflansche 18', 18", wie die Fig.
2 zeigt, zwischen den Abdeckkappen 6', 6" und den Lagerträgern 2', 2" eingeklemmt.
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In dem über das Tretlager zur unteren Hinterradgabel 16 hinausragenden
Bereich 21 haben die Befestigungsflansche 18', 18" ein U-förmiges Profil (vgl. insbesondere
Fig. 7), wobei die Abwinklungen 22, 23
waagerecht zu liegen kommen.
Wie der Fig. 7 zu entnehmen ist, entspricht der Abstand der Abwinklungen 22, 23
der Höhe der flach gedrückten Rohrenden 24', 24" der unteren Hinterradgabel16, so
daß die zwischen die Abwinklungen 22, 23 eingeschobenen Rohrenden 24', 24" oben
und unten auf den Abwinklungen zur Anlage kommen. Die Befestigung der unteren Hinterradgabel16,
die mit der Verstärkung 25 versehen ist, erfolgt im einzelnen in der Weise, daß
die Schrauben 26, 27 durch gegenüberliegende Öffnungen 28 in der Außenwand 21 der
Befestigungsflansche 18', 1.8" und der Rohrenden 24', 24" jeweils
unter Zwischenschaltung von Distanzbuchsen 29, 30 hindurchgesteckt sind. Durch Anziehen
der Schraubenmuttern 31, 32 werden die Befestigungsflansche 18', 18" gegen die Rohrenden
24', 24" und diese wiederum gegen die Stirnkanten der Distanzbuchsen 29, 30 gepreßt,
so daß insgesamt eine sichere Halterung zustande kommt.