DE19856626B4

DE19856626B4 - Nabe und Laufrad, insbesondere für Fahrräder

Info

Publication number: DE19856626B4
Application number: DE1998156626
Authority: DE
Inventors: Stefan Spahr; Gerrit JÄGER
Original assignee: DT Swiss AG
Current assignee: DT Swiss AG
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: DE19856626A1

Abstract

Nabe (3a; 3b), insbesondere für Fahrräder, mit:
einer hohlen Nabenachse (4a; 4b),
einem mit Wälzlagern (2; 30) gegenüber dieser Nabenachse (4a; 4b) drehbar gelagertem Nabengehäuse (1a; 1b),
wobei die Wälzlager (2; 30) jeweils Wälzkörper aufweisen, welche in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind; und
wobei die Nabe (3a; 3b) einen ersten Durchmesserbereich (38) aufweist, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden; und
wobei die Nabenachse (4a; 4b) einen zweiten Durchmesserbereich aufweist, der im zentralen Bereich der Nabe (3a; 3b) angeordnet ist, wobei der zweite Durchmesserbereich einen Außendurchmesser (42) und einen Innendurchmesser (41) aufweist und wobei der Innendurchmesser (41) des zweiten Durchmesserbereiches gleich oder größer ist als der Außendurchmesser (38) des ersten Durchmesserbereichs,
wobei die Wälzlager (2; 30) zur Lagerung des Nabengehäuses (1a; 1b) gegenüber der Nabenachse (4a; 4b) in dem zweiten Durchmesserbereich angeordnet sind, und
wobei wenigstens an...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nabe sowie ein Laufrad, die bzw. das insbesondere für Fahrräder geeignet ist. Der Einsatz in Fahrrädern ist aber nicht der einzig mögliche Einsatz; solche Naben können z. B. auch für Rollstühle, (Fahrrad-)Anhänger und andere muskelbetriebene oder nicht muskelbetriebene Fahrzeuge und Geräte verwendet werden. Zur Vereinfachung wird die Erfindung aber im folgenden in bezug auf die Anwendung bei Fahrrädern beschrieben, wobei diese Beschreibung keinesfalls als Einschränkung der Anwendung verstanden werden soll.
Naben dienen zur Verbindung des Fahrradrahmens mit dem Laufrad. Üblicherweise weist eine Nabe eine feststehende Achse und ein drehbar dazu gelagertes Nabengehäuse auf, an welchem Speichen angeordnet werden können, um das Nabengehäuse mit der Felge des Rades zu verbinden. Neben diesen Speichen werden heute zunehmend auch Verbindungen verwendet, bei denen nur drei oder vier Kunststoffabstützungen zur Verbindung mit der Felge verwendet werden, oder es werden Scheiben, z. B. Karbonscheiben verwendet.
Insbesondere, aber nicht nur im hochsportlichen Bereich, sind die Anforderungen an solche Naben sehr hoch.
Auf der einen Seite soll eine Fahrradnabe auch hohe Kräfte, wie sie z. B. bei Geländefahrten mit Mountainbikes auftreten, sicher aufnehmen, auf der anderen Seite sollte eine Nabe bei dem Einsatz in Rennrädern ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, um eine möglichst große Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Weiterhin soll eine Nabe, auch über längere Zeiträume hinweg, zuverlässig arbeiten.
Im professionellen und semiprofessionellen Sportbereich ist es üblich, derartige Naben vor jedem oder fast jedem Einsatz zu warten. Es ist deshalb weiterhin erforderlich, daß die Nabe leicht zerlegt und wieder zusammengebaut werden kann.
In den letzten Jahren ist es zunehmend beliebter geworden, mit dem Fahrrad ausgedehnte Touren zu unternehmen oder mit Fahrrad und Gepäck auch entfernte Länder zu erkunden. Bei langen Fahrten über unebene Strecken oder durch unwegsames Gelände oder auch durch natürliche Abnutzung können Teile einer Nabe Defekte aufweisen oder verschleißen.
Dann ist es erforderlich, die Nabe zu reparieren und die verschlissenen Elemente auszutauschen. Es ist deshalb weiterhin erforderlich, daß Ersatzteile für solche Naben einfach und schnell erhältlich sind.
Aus der DE 41 28 723 A1 ist eine teilbare Antriebsnabe für Zweiräder bekannt geworden, die eine hohle Nabenachse und einen über Lager und Spannbuchsen frei drehbar gelagerten Nabenkörper umfasst. Im Inneren des Nabenkörpers werden die beiden Seiten der Nabenachse durch ein hohles Stützrohr mit großem Innendurchmesser beabstandet gehalten. An den Enden wird die Nabenachse in das Ausfallende des Fahrradrahmens eingeschoben, wobei der Innendurchmesser des Stützrohrs im Nabenkörper größer ist als der Außendurchmesser der in die Ausfallenden ein geschobenen Achsenden. Das bekannte System erlaubt einen Austausch des den Nabenkörper umfassenden Laufrades, während die Antriebseinheit montiert bleibt, so daß Laufräder mit unterschiedlichen Bereifungen austauschbar sind, ohne komplette mit Antriebseinheiten versehene Laufräder vorhalten zu müssen. Die Demontierbarkeit und Wartbarkeit des Laufrades und der Antriebsteile werden bei dem bekannten System an sich nicht erleichtert und das Gesamtgewicht wird nicht verringert.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nabe sowie ein Laufrad, insbesondere für ein Fahrrad, zur Verfügung zu stellen, welche/welches die vorgenannten Anforderungen erfüllt und welche/welches insbesondere eine zuverlässige Funktion bei guter Demontierbarkeit und einem geringen Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 18 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrradnabe mit geringem Gewicht und hoher Funktionssicherheit und Haltbarkeit zur Verfügung, welche einfach zu warten ist.
Die erfindungsgemäße Nabe weist eine hohle Nabenachse und ein mit Wälzlagern gegenüber der Nabenachse drehbar gelagertes Nabengehäuse auf. Die Wälzlager weisen jeweils Wälzkörper auf, die jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Weiterhin weist eine solche Nabe einen ersten Durchmesserabschnitt auf, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden.
Des weiteren weist die Nabe bzw. die Nabenachse wenigstens einen zweiten Durchmesserabschnitt auf, der in einem zentralen Bereich der Nabenachse angeordnet ist und welcher einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser aufweist, wobei der Innendurchmesser dieses zweiten Durchmesserbereiches gleich oder größer ist als der Außendurchmesser des ersten Durchmesserbereichs.
Die Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse sind in dem zweiten Durchmesserbereich angeordnet.
Wenigstens an einem Ende dieser hohlen Nabenachse ist ein Adapterring angeordnet, welcher auf diese Nabenachse aufgeschraubt oder aufgeschoben ist.
Diese hohle Nabenachse weist eine zylindrische Form auf und die Außenoberfläche der hohlen Nabenachse weist wenigstens einen Absatz zur axialen Fixierung eines Wälzlagers auf. An beiden Enden der hohlen Nabenachse ist ein rechter bzw. linker Adapterring angeordnet, welcher auf die Nabenachse aufgeschraubt oder aufgeschoben ist und welcher dafür vorgesehen ist, in ein Ausfallende eines Rahmens eingeschoben zu werden.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nabe ist das hohle Nabengehäuse mit wenigstens zwei vorzugsweise baugleichen bzw. identischen Wälzlagern gegenüber der Nabenachse drehbar gelagert. Wenigstens zwei der Wälzlager sind zueinander benachbart angeordnet. Diese wenigstens zwei benachbart angeordneten Wälzlager sind nebeneinander mit geringem Abstand zueinander angeordnet.
Unter einem geringen Abstand ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, daß der axiale Abstand zwischen den nebeneinander angeordneten Wälzlagern kleiner ist als die axiale Breite eines der beiden Wälzlager. Vorzugsweise ist der axiale Abstand der beiden Wälzlager kleiner als die Hälfte der axialen Breite eines der Lager, und besonders bevorzugt ist er kleiner als ein Zehntel der axialen Breite eines der Wälzlager, und beson ders bevorzugt sind die beiden Wälzlager aneinander anstoßend angeordnet.
Mit aneinander anstoßend angeordnet ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, daß ein gegenseitiges Berühren der Lager nicht durch zusätzliche Maßnahmen verhindert wird.
Die erfindungsgemäße Nabe hat viele Vorteile.
Die hohle Nabenachse ist im Unterschied zu konventionellen Nabenachsen derart gestaltet, daß das Verhältnis von Außen- zu Innendurchmesser klein ist bzw. daß sie eine relativ geringe Wandstärke aufweist. In einem zentralen Bereich in der Mitte der Nabe beträgt die Wandstärke der hohlen Nabenachse zwischen 0,5 und 3 mm, und liegt bevorzugt bei etwa 2 mm.
Im Gegensatz zu konventionellen hohlen Nabenachsen hat eine erfindungsgemäße hohle Nabenachse einen besonders großen Innendurchmesser, welcher es erlaubt, die gesamte Nabenachse besonders schlank bzw. dünnwandig zu gestalten.
Steifigkeit und Festigkeit einer Nabenachse hängen nicht nur von der Masse bzw. dem Volumen und dem verwendeten Material ab, sondern auch von deren geometrischer Verteilung. Die Biegesteifigkeit von Naben steigt mit zunehmendem Durchmesser an. Radial weiter außen liegende Bereiche tragen überproportional zur Biegesteifigkeit bei. Deshalb ist eine erfindungsgemäße Nabe besonders vorteilhaft, da durch den großen Außendurchmesser in Verbindung mit der geringen Wandstärke eine hohe Biegesteifigkeit bei geringem Materialeinsatz und somit Gewicht erzielt wird.
Durch den Einsatz von Wälzlagern, die eine Vielzahl von Wälzkörpern aufweisen, welche jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, können industriell gefertigte bzw. handelsübliche Wälzlager eingesetzt werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der erfindungsgemäßen Nabe erzielt wird.
Besonders bei Verwendung von handelsüblichen, industriell gefertigten Wälzlagern ist der Austausch verschlissener oder defekter Wälzlager sehr einfach, da insbesondere bei Einsatz von z. B. nach DIN oder ISO oder dgl. genormten Lagern diese auf der ganzen Welt in kurzer Zeit erhältlich sind. So kann ein Austausch eines Wälzlagers innerhalb kürzester Zeit erfolgen, auch wenn gerade kein Fahrradhändler in der Nähe ist oder ein Fahrradhändler kein passendes Lager auf Vorrat hat.
Die Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse mit zwei benachbart, vorzugsweise direkt benachbart, und besonders bevorzugt aneinander anstoßend angeordneten Wälzlagern ist besonders vorteilhaft, da die von jedem Lager aufzunehmende Belastung kleiner ist und deshalb Wälzlager mit kleineren Außenabmessungen eingesetzt werden können, die einen kleineren Raumbedarf aufweisen. Durch den Einsatz zweier Wälzlager anstelle des bisher üblichen einen ist es möglich, das Bau- und das Materialvolumen bei gleicher Haltbarkeit und Belastbarkeit zu reduzieren.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Nabe weiterhin einen Rotor auf, an welchem mindestens ein, vorzugsweise bis zu 10 oder mehr Zahnräder anzuordnen sind und welcher mit wenigstens einem Wälzlager drehbar gegenüber der Nabenachse gelagert ist, und umfaßt eine Freilaufeinrichtung, welche zwischen dem Rotor und dem Nabengehäuse angeordnet ist.
Diese Weiterbildung wird insbesondere für Hinterräder von Fahrrädern verwendet, da diese üblicherweise angetrieben werden. Im Stand der Technik sind jedoch auch Fahrräder bekannt geworden, bei denen das Vorderrad angetrieben wird. Selbstverständlich eignet sich diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nabe auch für solche Vorderräder.
Die Verwendung einer solchen erfindungsgemäßen Nabe als Antriebsnabe bzw. Hinterradnabe hat viele Vorteile, da durch die Verwendung von zwei benachbart angeordneten Wälzlagern anstelle von einem Wälzlager, wie es im Stand der Technik bekannt geworden ist, der Materialeinsatz bzw. das Bauvolumen der Hinterradnabe verringert werden kann und somit Gewicht gespart wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung aller bisher beschriebenen Ausgestaltungen weisen die Wälzlager Wälzkäfige auf, in denen die Wälzkörper der jeweiligen Wälzlager in vorbestimmten Abständen gehalten bzw. angeordnet werden. Bevorzugterweise sind die Wälzkäfige aus Kunststoff oder Metall.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrradnabe werden als Wälzlager Rillenkugellager bzw. Nadellager eingesetzt, und die verwendeten Lager weisen vorzugsweise Dichtungen gegen Staub bzw. Wasser auf und sind besonders bevorzugt wartungsfrei.
Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da insbesondere bei Einsatz von abgedichteten und wartungsfreien Lagern die Zuverlässigkeit und Einsatzbereitschaft einer erfindungsgemäßen Nabe besonders hoch ist und die Lebensdauer der Lager erhöht wird.
Werden gemäß der beschriebenen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nabe zwei benachbart angeordnete Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse eingesetzt, so werden besonders bevorzugt ähnliche, insbesondere baugleiche Rillenkugellager verwendet, während insbesondere bei Hinterradnaben zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Nabengehäuse auch Nadellager eingesetzt werden können, die dann bevorzugterweise nur einen Innen- bzw. Außenkranz oder nur einen Nadelkranz aufweisen, um die Bauhöhe in radialer Richtung und somit das Gesamtgewicht möglichst klein zu halten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nabe ist wenigstens eines der Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses und/oder des Rotors schwimmend gelagert. Die Paßgenauigkeit der schwimmenden Lagerung beträgt zwischen 0,02 und 0,5 mm, und beträgt bevorzugt etwa 0,1 mm. Besonders bevorzugt werden die beiden äußeren Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses schwimmend gelagert, besonders, aber nicht nur, wenn jeweils zwei benachbarte Wälzlager bzw. Rillenkugellager zur Lagerung eingesetzt werden.
Es ist aber auch möglich, daß nur auf einer Seite ein Lager axial schwimmend gelagert ist. Bevorzugterweise wird bei Hinterradnaben die Seite der Nabe schwimmend gelagert, die nicht angetrieben wird.
Werden keine Lager schwimmend gelagert, so kann beim Einpressen der Lager in das Nabengehäuse, den Rotor bzw. auf die Nabenachse eine (kleine) Verspannung der Lager auftreten, die im montierten Zustand erhalten bleibt. Insbesondere bei Hinterradnaben kann eine Verspannung der einzelnen Lager dazu führen, daß der Rotor einen leichten Winkelversatz aufweist, was zum Springen der Kette führen kann. Deshalb werden bevorzugterweise die in bezug auf die Nabenmitte äußersten Lager der erfindungsgemäßen Nabe schwimmend gelagert.
Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Nabe Dichtungseinrichtungen auf, um Eindringen von Staub oder Wasser und sonstigen Verunreinigungen in das Innere des Nabengehäuses zu vermeiden.
Bei einer Ausgestaltung als Hinterradnabe ist wenigstens eine Dichtungseinrichtung zwischen Rotor und Nabengehäuse angeordnet. Die spezielle Ausgestaltung der Dichtungseinrichtungen erfolgt bevorzugterweise so, wie sie in der DE 197 31 451 A1 oder der DE 198 47 673 A1 beschrieben ist.
Bevorzugterweise wird an der Dichtungseinrichtung eine Elastomerdichtung einer Labyrinthdichtung nachgeschaltet.
Eine solche Ausgestaltung der Dichtungseinrichtungen ist besonders vorteilhaft, da besonders durch hintereinanderschalten zweier, insbesondere unterschiedlicher, Dichtungselemente eine besonders hohe Dichtungswirkung erzielt wird.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nabe ist die Nabe ohne Einsatz von Werkzeug von Hand zerlegbar, und weiterhin ist der Rotor ebenfalls ohne Einsatz von Werkzeug von Hand entfernbar bzw. abziehbar.
Eine solche Gestaltung ist besonders vorteilhaft, da insbesondere im hochsportlichen Bereich ein häufiges Reinigen und Warten der Nabe erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Nabe ist einfach demontierbar und ist bevorzugterweise derart gestaltet, daß auch bei der Demontage keine wesentlichen Teile, wie z. B. Sperrklinken bei Einsatz eines Klinkenfreilaufs oder Kugeln von Kugellagern oder dgl. aus der Nabe herausfallen.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Nabe als Antriebsnabe bzw. Hinterradnabe kann die Freilaufeinrichtung zwei Zahnscheiben aufweisen, die konzentrisch zur Nabenachse angeordnet sind und die jeweils eine Zahnfläche aufweisen.
Die Zahnflächen der beiden Zahnscheiben werden durch eine Vorspanneinrichtung aufeinander gedrückt und wenigstens eine oder auch beide Zahnscheiben werden schwimmend gehalten, so daß eine Verkippung wenigstens einer Zahnscheibe gegenüber einer Ebene, die senkrecht zu einer Mittellinie der Nabenachse verläuft, möglich ist.
Ein solcher Freilauf wird in den schon oben erwähnten Anmeldungen des gleichen Anmelders DE 198 47 673 A1 bzw. DE 197 31 451 A1 beschrieben. Deshalb wird eine ausführliche Beschreibung hier unterlassen.
In einer anderen bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nabe für Hinterräder beinhaltet die Freilaufeinrichtung wenigstens eine, vorzugsweise zwei, drei oder vier Sperrklinken, die entlang dem Umfang einer Klinkenträgereinrichtung vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind und die zur Drehmomentübertragung des Rotors auf das Nabengehäuse in Vertiefungen, Nuten oder Verzahnungen auf der Innenumfangsoberfläche des Rotors eingreifen können.
Bevorzugterweise wird das Nabengehäuse und/oder die Nabenachse aus Metall, besonders bevorzugt aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung wie z. B. Aluminium gefertigt. Der Rotor wird ebenfalls aus Metall gefertigt und bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung oder für besonders hohe Belastungen aus Stahl gefertigt.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit der Zeichnung.
Darin zeigt:
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nabe für ein Vorderrad im Schnitt; und
2 ein Schnitt durch die Nabenachse des Ausführungsbeispiels gemäß 1; und
3 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgmäßen Nabe für ein Hinterrad im Schnitt; und
4 ein Schnitt durch die Nabenachse des Ausführungsbeispiels gemäß 3.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nabe 3a insbesondere für ein Vorderrad wird nun mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Die Nabe 3a weist eine Nabenachse 4a und ein Nabengehäuse 1a auf.
Auf der linken Seite der Nabe 3a (gemäß der Ausrichtung der 1) sind zwei direkt nebeneinander angeordnete und baugleiche Rillenkugellager 2 zur drehbaren Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse 3a angeordnet.
Das zur Nabenmitte hin angeordnete Kugellager 2 wird nach rechts durch einen Absatz 36 in einem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a und durch den Absatz 35 auf der Nabenachse in einem Bereich eines Wulstes 37 mit größerem Durchmesser gesichert.
Das links von diesem Kugellager 2 angeordnete Kugellager 2 ist axial schwimmend gelagert mit einer Paßgenauigkeit von etwa 0,1 mm. Die Kugellager 2 sind wartungsfrei ausgeführt und weisen Dichtungen gegen Staub und Wasser auf. Es handelt sich um handelsübliche, hoch- bzw. höchstqualtitative und genormte Lager, die oft auch als Industrielager bezeichnet werden, da sie industriell für verschiedenste Lagerungszwecke hergestellt werden.
Von den Kugellagern 2 aus nach links, also von der Nabenmitte weg gesehen, ist ein linker Adapterring 13 auf das Ende der Nabenachse 4a aufgeschoben, der im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist. Der Adapterring schließt das Nabengehäuse auf dieser Seite der Nabe nach außen ab. Auf einem zylindrisch ausgeformten Endbereich des Adapterrings auf der zur Nabenmitte hin ausgerichteten Seite ist auf der Außenfläche des Adapterrings eine ringförmige, in ihrem Querschnitt V-förmige Dichtung angeordnet. Die Öffnung des V zwischen den beiden Dichtwandungen weist im wesentlichen radial nach außen.
Die V-förmige Dichtung 18 ist zwischen dem linken Adapterring 13 und einem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a angeordnet. Die Dichtwandung der Dichtung 18, welche auf der zur Nabenmitte hin liegenden Seite angeordnet ist, berührt schleifend eine in dem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a umlaufende Nut, so daß von außen eindringender Staub bzw. eindringendes Wasser nicht zu dem Lagerbereich der Kugellager 2 gelangen kann.
Die zweite Dichtwandung der Dichtung 18 endet in radialer Richtung kurz vor dem Nabengehäuse 1a, so daß ein kleiner, axial ausgedehnter Spalt in radialer Richtung zwischen der ersten Dichtwandung der Dichtung 18 und dem Nabengehäuse 1a im linken Endbereich verbleibt und eine Art vorgeschaltete Labyrinthdichtung bildet.
Auf einer Innenumfangsoberfläche des Adapterrings 13 in dem rechten Endbereich ist eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines O-Rings 16 aus elastischem Material vorgesehen. Der O-Ring 16 dichtet die Nabenachse 4a gegenüber dem linken Adapterring 13 ab und sichert zudem den linken Adapterring 13 vor einem axialen Verrutschen.
Die erfindungsgemäße Nabe 3a ist im wesentlichen seitensymmetrisch aufgebaut. Auf der rechten Seite ist ein rechter Adapterring 12 angeordnet, welcher mit dem linken Adapterring 13 baugleich ist. Ebenso werden in einem rechten Bereich der Nabenachse 4a zwei identische Kugellager 2 zur drehbaren Lagerung des Nabengehäuses mit Bezug auf die Nabenachse 4a angeordnet.
Der Innenring mit der inneren Lauffläche des zur Nabenmitte hin ausgerichteten Kugellagers 2 auf der rechten Seite der Nabe 4a wird axial durch einen Absatz 35 in einem Bereich einer axialen Verdickung der Nabenachse 4a abgestützt, während der Außenring mit der äußeren Lauffläche dieses Kugellagers axial zur Nabenmitte hin durch einen Absatz 36 im Nabengehäuse 1a abgestützt wird.
Der Innendurchmesser 41 der erfindungsgemäßen Nabenachse 4a beträgt etwa 12 mm und ist größer als ein Außendurchmesser 38 des linken bzw. des rechten Adapterrings 12, 13 in einem Endbereich des jeweiligen Adapterrings, die dafür vorgesehen sind, in Ausfallenden des Fahrradrahmens geschoben zu werden, um die Nabe im Rahmen bzw. in der Gabel zu halten.
2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Nabenachse 4a des Ausführungsbeispiels gemäß 1. Die Nabenachse 4a ist im wesentlichen zylindrisch geformt und weist nahe des rechten bzw. des linken Endbereichs einen Abschnitt bzw. einen Ring 37 mit größerem Durchmesser auf, welche auf der von der Nabenmitte abgewandten Seite jeweils steil abfallende Absätze 35 aufweisen.
Ein Innendurchmesser 41 der erfindungsgemäßen Nabenachse beträgt 12 mm, wobei der Durchmesser mindestens 11,8 mm, jedoch nicht mehr als 12 mm beträgt. Ein Außendurchmesser 42 beträgt 15 mm, wobei die Toleranz in den Endbereichen, wo Kugellager angeordnet sind, kleiner als 15 μm ist. Der maximale Durchmesser 43 der Nabenachse 4a beträgt 17,5 mm für eine Vorderradnabe und 18,5 mm für einen Hinterradnabe.
Eine erfindungsgemäße Hinterradnabe 4b wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
Die Nabe 3b weist eine Nabenachse 4b, ein Nabengehäuse 1b, eine Freilaufeinrichtung 6, 8 und einen Rotor 5 auf.
Ein rechter Adapterring 12 mit einer darauf angepreßten bzw. angeordneten Rändelscheibe 17 schließt die Nabe 3b nach rechts ab, während auf der linken Seite ein linker Adapterring 13 angeordnet ist. Wie schon bei der erfindungsgemäßen Nabe 3a mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, weisen die Adapterringe 12, 13 jeweils eine Dichtung 18 und einen O-Ring 16 auf.
Das Nabengehäuse 1b wird mit einem in einem linken Endbereich der Nabe angeordneten Rillenkugellager 2 und mit zwei in einem rechten Endbereich des Nabengehäuses 1b angeordneten Rillenkugellagern 30 drehbar mit Bezug auf die Nabenachse 4b gelagert.
Die Freilaufeinrichtung umfaßt zwei konzentrisch zur Nabenachse 4b angeordnete Zahnscheiben 6, welche mit Federn 8 gegeneinander gedrückt werden. Die Federn 8 dienen gleichzeitig zur schwimmenden Lagerung der Zahnscheiben 6 und ermöglichen so ein Verkippen der Zahnscheiben mit Bezug auf eine Ebene senkrecht zur axialen Mittellinie der Nabenachse.
Es ist jedoch auch möglich, daß nur eine der Zahnscheiben schwimmend gelagert wird. Eine genaue Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise der Freilaufeinrichtung mit einer oder zwei schwimmend gelagerten Zahnscheiben wurde in der DE 198 47 673 A1 und der DE 197 31 451 A1 vorgenommen.
Die zur Nabenmitte hin angeordnete Zahnscheibe 6 wird von einem in das Nabengehäuse 1b eingeschraubten Gewindering 7 umgeben, welcher vorzugsweise aus gehärtetem Stahl gefertigt ist.
Der Rotor wird mittels zweier Rillenkugellager 2 drehbar in bezug auf die Nabenachse gelagert, wobei zwischen diesen Rillenkugellagern 2 eine Distanzhülse 11 angeordnet ist. Die Innenumfangsoberfläche des Rotors weist auf einem zentralen Abschnitt eine Nut auf, in welcher ein Sicherungsring 10 angeordnet ist.
Zwischen dem rechten Adapterring 12 und dem Rotor ist eine Abdeckscheibe 14 angeordnet.
An dem zur Nabenmitte hin ausgerichteten Endbereich des Rotors 5 ist zwischen Rotor 5 und Nabengehäuse 1b eine Dichtung 9 angeordnet, um das Eindringen von Wasser und Staub in das Innere dieser Nabe zu vermeiden.
Der Innendurchmesser 51 der erfindungsgemäßen Nabenachse 4a beträgt etwa 12 mm und ist größer als ein Außendurchmesser 38 des linken bzw. des rechten Adapterrings 12, 13.
4 zeigt einen Schnitt durch die Nabenachse 4b. Die Nabenachse 4b ist im wesentlichen zylindrisch geformt und weist zwei Bereiche mit größerem Durchmesser bzw. Ringe 37 auf.
Der Innendurchmesser 51 der Nabenachse 4b entspricht dem Innendurchmesser 41 der Nabenachse 4a, und der Außendurchmes ser 52 der Nabenachse 4b entspricht dem Außendurchmesser 42 der Nabenachse 4a. Die Wandstärke 54 beträgt 3 mm, genau wie die Wandstärke 44 der Nabenachse 4a.

1a: Nabengehäuse
1b: Nabengehäuse
2: Rillenkugellager
3a: Nabe
3b: Nabe
4a: Nabenachse
4b: Nabenachse
5: Rotor
6: Zahnscheibe
7: Gewindering
8: Feder
9: Dichtung
10: Sicherungsring
11: Distanzhülse
12: Adapterring
13: Adapterring
14: Abdeckscheibe
16: O-Ring
17: Rändelscheibe
18: Dichtung
19: Paß-Scheibe
30: Rillenkugellager
35: Absatz
36: Absatz
37: Wulst
38: Durchmesser
41: Durchmesser
42: Durchmesser
43: Durchmesser
44: Wandstärke
51: Durchmesser
52: Durchmesser
54: Wandstärke

Claims

Nabe (3a; 3b), insbesondere für Fahrräder, mit: einer hohlen Nabenachse (4a; 4b), einem mit Wälzlagern (2; 30) gegenüber dieser Nabenachse (4a; 4b) drehbar gelagertem Nabengehäuse (1a; 1b), wobei die Wälzlager (2; 30) jeweils Wälzkörper aufweisen, welche in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind; und wobei die Nabe (3a; 3b) einen ersten Durchmesserbereich (38) aufweist, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden; und wobei die Nabenachse (4a; 4b) einen zweiten Durchmesserbereich aufweist, der im zentralen Bereich der Nabe (3a; 3b) angeordnet ist, wobei der zweite Durchmesserbereich einen Außendurchmesser (42) und einen Innendurchmesser (41) aufweist und wobei der Innendurchmesser (41) des zweiten Durchmesserbereiches gleich oder größer ist als der Außendurchmesser (38) des ersten Durchmesserbereichs, wobei die Wälzlager (2; 30) zur Lagerung des Nabengehäuses (1a; 1b) gegenüber der Nabenachse (4a; 4b) in dem zweiten Durchmesserbereich angeordnet sind, und wobei wenigstens an einem Ende dieser hohlen Nabenachse (4a; 4b) ein Adapterring (12; 13) angeordnet ist, welcher auf diese Nabenachse (4a; 4b) aufgeschraubt oder aufgeschoben ist, und wobei diese hohle Nabenachse (4a; 4b) eine zylindrische Form aufweist, und wobei die Außenoberfläche der hohlen Nabenachse (4a; 4b) wenigstens einen Absatz (35; 36) zur axialen Fixierung eines Wälzlagers (2; 30) aufweist, und wobei an beiden Enden der hohlen Nabenachse (4a; 4b) ein rechter und linker Adapterring (12; 13) angeordnet ist, welcher auf die Nabenachse (4a; 4b) aufgeschraubt oder aufgeschoben ist und welcher dafür vorgesehen ist, in ein Ausfallende eines Rahmens eingeschoben zu werden.
Nabe (3a; 3b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabengehäuse (1a; 1b) mit wenigstens zwei Wälzlagern (2; 30) gegenüber der Nabenachse (4a; 4b) drehbar gelagert ist und wenigstens zwei dieser Wälzlager (30) nebeneinander mit geringem Abstand angeordnet sind.
Nabe (3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für Hinterräder von Fahrrädern dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich vorgesehen ist: ein Rotor (5), welcher mit wenigstens einem Wälzlager (2) drehbar gegenüber der Nabenachse (4b) gelagert ist, und eine Freilaufeinrichtung (6, 8), welche zwischen dem Rotor (5) und dem Nabengehäuse (1b) angeordnet ist.
Nabe (3a; 3b), nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper aller Wälzlager (2; 30) mit Wälzkäfigen in vorbestimmten Abständen angeordnet sind.
Nabe (3a; 3b), nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (2; 30) Rillenkugellager und/oder Nadellager sind, welche Dichtungen (9) gegen Staub und/oder Wasser aufweisen, und welche wartungsfrei sind.
Nabe (3a; 3b), nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Wälzlager (2) zur Lagerung des Nabengehäuses (1a; 1b) und/oder des Rotors (5), schwimmend gelagert ist, wobei die Paßgenauigkeit dieser schwimmenden Lagerung zwischen 0,02 und 0,5 mm beträgt.
Nabe (3a; 3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3a; 3b) ohne Einsatz von Werkzeug mit der Hand zerlegbar ist.
Nabe (3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) ohne Einsatz von Werkzeug mit der Hand entfernbar oder abziehbar ist.
Nabe (3a; 3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nabenachse (4a; 4b) und dem Nabengehäuse (1a; 1b) wenigstens eine Dichtungseinrichtung (18) angeordnet ist.
Nabe (3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilauf-Einrichtung (6, 8) zwei Zahnscheiben (6) aufweist, welche konzentrisch zu dieser Nabenachse (4b) angeordnet sind und deren Zahnflächen durch eine Vorspanneinrichtung (8) aufeinander gedrückt werden, wobei eine oder beide Zahnscheiben (6) schwimmend gehalten werden.
Nabe (3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilauf-Einrichtung (6, 8) wenigstens eine Sperrklinke umfaßt.
Nabe (3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (5) und dem Nabengehäuse (1b) wenigstens eine Dichtungseinrichtung (9) angeordnet ist.
Nabe (3b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dichtungseinrichtung (9; 18) wenigstens ein Elastomer-Dichtungselement umfaßt.
Nabe (3a; 3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dichtungseinrichtung (9; 18) wenigstens eine Labyrinthdichtung umfaßt.
Nabe (3a; 3b) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenumfangsoberfläche wenigstens eines Adapterrings (12; 13) eine umlaufende Nut (16) zur Aufnahme eines O-Rings (16) aus elastischem Material vorgesehen ist.
Nabe (3a; 3b) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (16) die Nabenachse (4a; 4b) gegenüber dem Adapterring (12; 13) abdichtet und zudem den Adapterring (12; 13) vor einem axialen Verrutschen sichert.
Nabe (3a; 3b) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) in einem Endbereich des Adapterrings (12; 13) vorgesehen ist.
Laufrad, insbesondere für Fahrräder, mit einer Nabe gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17.