Befestigung eines Maschinenelementes auf einem Endzapfen von Wellen bzw. Achsen Die Erfindung betrifft eine Befestigung eines Maschinenelementes auf einem Endzapfen von Wellen bzw. Achsen mittels aneinander anliegender Flächen der zu verbindenden Gegenstände und axialer Schraubverbindung und besteht darin, dass der zylindrisch ausgebildete Endzapfen der Welle bzw. Achse zumindest eine nach dem freien Ende des Endzapfens zur Achse des Endzapfens geneigte Abflachung aufweist, gegen welche sich das mit einer zum Endzapfen passenden Bohrung versehene Maschinenelement mittels einem in der Bohrung nach innen vorspringenden Ansatz mit einer zu der Abflachung passenden Schrägfläche legt.
Bei bekannten derartigen Befestigungen, wie sie bei Tretkurbelbefestigungen an Fahrrädern zur An wendung gelangen, werden überwiegend konische Zapfenverbindungen mit Keil und axialer Kopf schraube verwendet. Die Konus-Zapfenverbindungen haben einen Konus mit sehr geringer Steigung, so dass das Abnehmen der Tretkurbeln von der Tret kurbelwelle bei Reparaturen bzw. beim Austausch einzelner Teile derselben durchweg sehr schwierig und zeitraubend ist. Die Konuszapfenverbindung und die Keilsicherung erschweren und verteuern die Her stellung solcher Befestigungen und der zu verbin denden Teile.
Andere bekannte Verbindungen mit Keilen, ebenso wie zylindrische Sitzflächen mit über den Umfang der Sitzfläche verteilten Längsnuten und in diese eingreifenden Längsstegen erschweren und verteuern die Herstellung derartiger Befestigun gen ebenfalls erheblich. In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung schematisch dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform einer Tretkurbel welle mit darauf sitzender Tretkurbel in Seiten ansicht, Fig. 2 und 3 einen Tretkurbelwellenendzapfen ohne Tretkurbel in Seitenansicht und Stirnansicht, Fig. 4 eine Ausführungsform einer Riemen scheibenbefestigung auf einem Wellenendzapfen in Seitenansicht, Fig. 5 eine Ausführungsform einer Zahnrad befestigung auf einem Wellenendzapfen in Seiten ansicht, Fig. 6 eine Ausführungsform einer Flansch befestigung auf einem Wellenendzapfen in Seiten ansicht,
Fig. 7 die gleiche Flanschbefestigung wie in Fig. 6 mit fortgelassener Befestigungsschraube in Stirnansicht.
In Fig. 1 bis 3 ist 1 die Tretkurbelwelle für ein Fahrrad mit zylindrischem Endzapfen 2, auf wel chem eine Tretkurbel 3 angebracht und durch eine Kopfschraube 4 gehalten wird. Der Endzapfen 2 ist mit nach dem freien Ende des Zapfens 2 zu nach der Achse der Welle 1 geneigten, einander diametral gegenüberliegenden Abflachungen bzw. Keilflächen 5 und 6 versehen, gegen welche sich die. mit einer zum Zapfen 2 passenden Bohrung versehene Tret kurbel 3 mittels in der Bohrung nach innen vor springenden Ansätzen mit zu den Abflachungen 5, 6 passenden Schrägflächen legt. Die Tretkurbelwelle 1 ist vorzugsweise hohl ausgeführt und ihre mittlere Längsbohrung 7 an dem freien Ende mit Gewinde versehen, in welches die mit letzterem eine axiale Schraubverbindung bildende Kopfschraube 4 ein greift.
Die als abgeschrägte Keilflächen ausgebil deten Abflachungen 5 und 6 verlaufen vorzugsweise quer zur Längsrichtung der Tretkurbel 3. Die Be festigung der Tretkurbel 3 erfolgt lediglich durch Aufsetzen derselben auf den Endzapfen 2 und Fest schrauben der Köpfschraube 4, während bei ihrer Abnahme nur die Kopfschraube 4 zu lösen ist. Die CK zeichnete Tretkurbelbefestigung wird an den bei den Enden der Tretkurbelwelle angeordnet.
Die Tretkurbel 3 wird mit ihrer Bohrung auf den zylindrischen Endzapfen 2 aufgesteckt und durch die einander diametral gegenüberliegenden keilförmigen Abflachungen 5 und 6, an welchen die genannten Schrägflächen anliegen, in Verbindung mit der Kopfschraube 4 auf dem Endzapfen 2 fest gehalten und in Drehrichtung des letzteren in Mit nahmeverbindung gebracht, ohne dass ein Ruf pressen bei der Anbringung und ein Abziehen bei der Abnahme mittels eines Abziehers notwendig ist.
Eine Schwächung der Tretkurbelwelle 1' und der Tretkurbelnabe durch achsparallele Keile wird ver mieden, so dass die Tretkurbelwelle 1 zur Material und Gewichtsersparnis hohl ausgeführt und die mitt lere Bohrung 7 zugleich durch Einschneiden von Gewindegängen zum Eindrehen der Kopfschraube 4 benutzt werden kann. Durch die beschriebene Be festigung ergeben sich zahlreiche Vorteile in bezug auf leichtere und billigere Herstellung und ausser ordentliche Erleichterung der Anbringung und Ent fernung der Tretkurbeln von der Tretkurbelwelle.
In Fig. 4 ist eine Riemenscheibe 8 auf dem End- zapfen 2 einer Welle in gleicher Weise wie die Tretkurbel 3 in Fig. 1 bis 3 befestigt. Die entspre chenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 5 ist ein Zahnritzel 9 in gleicher Weise auf einem Wellenendzapfen 2 befestigt.
In Fig. 6 und 7 ist ein Flansch 10 mit Nabenteil 11 auf dem Endzapfen 2 der Welle befestigt. .Die den Abflächungen 5 und 6 des Endzapfens 2 gegen überstehenden, nach innen vorspringenden Ansätze der Bohrung des Flansches sind als Einsatzkörper 12 und 13 ausgebildet, die an ihrem der Schräg fläche gegenüberliegenden Umfang mit achsparallel verlaufenden zahnartigen Rippen 14 mit dazwischen liegenden Nuten versehen sind, und mit diesen in entsprechend geformte achsparallele Vertiefungen mit dazwischenliegenden Längsrippen der Hohlzylin- derfläche 15 des Nabenteils 11 eingreifen. Diese zahnartigen Verbindungen können im Querschnitt spitzwinklig sein.
Sie können auch rechteckigen Querschnitt erhalten. Zur Sicherung der Lage dieser Einsatzkörper 12 und 13 in axialer Richtung ist in der Wandung der Bohrung 15 und in der Aussen zylinderfläche der Einsatzkörper 12 und 13 eine quer zur Längsrichtung verlaufende Ringnut 16 vor gesehen, in welche Ringelemente eingelegt sind. Diese Ringelemente 17, wie auch ihre Einlegenuten 16 können rechteckigen Querschnitt aufweisen. Sie können aber auch runden Querschnitt erhalten. Die Einsatzkörper 12 und 13 können auch durch Lötung oder Schweissung mit dem Nabenteil 11 fest verbun den werden.
Zur zusätzlichen Sicherung des festen Sitzes des Maschinenelementes in Form eines Flansches 10 auf dem Wellenendzapfen 2 ist auf diesem ein fester Ringflansch 18 angeordnet, der mit dem Endzapfen 2 fest verbunden bzw. mit diesem einstückig hergestellt ist. Der Endzapfen 1 kann im Anschluss an die Abflachungen 5, 6 auch mit einem weiteren zylindrischen Zapfen versehen werden, dem dann die Bohrung des Maschinen elementes angepasst wird.
Fastening of a machine element on an end pin of shafts or axes The invention relates to fastening a machine element on an end pin of shafts or axes by means of abutting surfaces of the objects to be connected and an axial screw connection and consists in that the cylindrical end pin of the shaft or Axis has at least one flat inclined towards the free end of the end pin to the axis of the end pin, against which the machine element provided with a hole matching the end pin rests by means of an inwardly projecting shoulder with an inclined surface matching the flat.
In known such fastenings, as they come to use in pedal crank fastenings on bicycles, predominantly conical pin joints with wedge and axial head screw are used. The cone-and-pin connections have a cone with a very low pitch, so that removing the cranks from the crankshaft for repairs or when replacing individual parts of the same is consistently very difficult and time-consuming. The conical pin connection and the wedge lock make it difficult and expensive to manufacture such fastenings and the parts to be connected.
Other known compounds with wedges, as well as cylindrical seat surfaces with longitudinal grooves distributed over the circumference of the seat surface and longitudinal webs engaging in this make the production of such fastenings also more difficult and expensive. In the drawing, some embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically.
1 shows an embodiment of a crank shaft with a crank seated thereon in a side view, FIGS. 2 and 3 show a crank shaft end pin without a crank in a side view and an end view, FIG. 4 shows an embodiment of a belt pulley attachment on a shaft end pin in a side view, FIG an embodiment of a gear attachment on a shaft end pin in side view, Fig. 6 an embodiment of a flange attachment on a shaft end pin in side view,
7 shows the same flange fastening as in FIG. 6 with the fastening screw omitted in a front view.
In Fig. 1 to 3, 1 is the crankshaft for a bicycle with a cylindrical end pin 2, on wel chem a crank 3 is attached and held by a screw 4. The end pin 2 is provided with diametrically opposite flattened areas or wedge surfaces 5 and 6 which are inclined towards the axis of the shaft 1 towards the free end of the pin 2 and against which the. with a matching hole for pin 2 provided pedal crank 3 by means of in the hole inwardly before jumping approaches with the flats 5, 6 matching inclined surfaces. The pedal crankshaft 1 is preferably made hollow and its central longitudinal bore 7 is provided at the free end with a thread, in which the head screw 4, which forms an axial screw connection, engages.
The tapered wedge surfaces ausgebil Deten 5 and 6 run preferably transversely to the longitudinal direction of the crank 3. The loading of the crank 3 is only done by placing the same on the end pin 2 and screwing the head screw 4, while only the head screw 4 to its removal solve is. The CK marked crank attachment is placed on the at the ends of the crankshaft.
The crank 3 is placed with its bore on the cylindrical end pin 2 and held firmly in connection with the head screw 4 on the end pin 2 by the diametrically opposed wedge-shaped flats 5 and 6, on which the said inclined surfaces rest, and in the direction of rotation of the latter in Brought to take connection without pressing a call when attaching and pulling it off when removing by means of a puller is necessary.
A weakening of the crankshaft 1 'and the crank hub by axially parallel wedges is avoided, so that the crankshaft 1 is made hollow to save material and weight and the middle hole 7 can be used at the same time by cutting threads to screw in the head screw 4. Through the attachment Be described there are numerous advantages in terms of easier and cheaper production and exceptional ease of attachment and Ent removal of the cranks from the crankshaft.
In FIG. 4, a belt pulley 8 is attached to the end pin 2 of a shaft in the same way as the pedal crank 3 in FIGS. 1 to 3. The corresponding parts are given the same reference numerals.
In FIG. 5, a pinion 9 is fastened in the same way on a shaft end journal 2.
In Figs. 6 and 7, a flange 10 with a hub portion 11 is attached to the end pin 2 of the shaft. The inwardly projecting approaches of the bore of the flange, which protrude inwardly from the flats 5 and 6 of the end pin 2, are designed as insert bodies 12 and 13 which are provided on their circumference opposite the inclined surface with axially parallel tooth-like ribs 14 with grooves in between, and with these engage in correspondingly shaped, axially parallel depressions with intermediate longitudinal ribs of the hollow cylindrical surface 15 of the hub part 11. These tooth-like connections can be acute-angled in cross-section.
You can also get a rectangular cross-section. To secure the position of this insert body 12 and 13 in the axial direction, in the wall of the bore 15 and in the outer cylindrical surface of the insert body 12 and 13, an annular groove 16 extending transversely to the longitudinal direction is seen in which ring elements are inserted. These ring elements 17, as well as their insertion grooves 16, can have a rectangular cross section. But you can also get a round cross-section. The insert bodies 12 and 13 can also be firmly connected to the hub part 11 by soldering or welding.
To additionally secure the tight fit of the machine element in the form of a flange 10 on the shaft end pin 2, a fixed annular flange 18 is arranged thereon, which is firmly connected to the end pin 2 or made in one piece with it. The end pin 1 can also be provided with a further cylindrical pin following the flats 5, 6, to which the bore of the machine element is then adapted.