CH686796A5

CH686796A5 - Bearing assembly for bicycle wheel

Info

Publication number: CH686796A5
Application number: CH00348/95A
Authority: CH
Inventors: Walter Koechli
Original assignee: Walter Koechli
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-06-28
Also published as: DE29601861U1

Abstract

The bearing (10,11) is held by a nut against a flange on the spindle (1) and accommodates a rotary hub (2). The labyrinth seal (37) is formed by an external groove (38) on a cone extension (48) of the hub, and a cone cover (41) over and clear of it. The cover end fits in a groove (40) open in the axial direction in the hub.Alternatively an axial labyrinth seal (36) can be used, having a groove (32) open in the axial direction in an outer nut (31). An axial protrusion (32) on an inner nut (13) is a clearance fit in the groove. The nuts can support part of the labyrinth seal, and the bearing can be of the ball or roller-type.

Description

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CH 686 796 A5 CH 686 796 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung für ein Fahrrad gemäss Anspruch 1. The present invention relates to a bearing arrangement for a bicycle according to claim 1.

Bei Fahrradnaben wie sie heute bekannt sind, werden die Lagerstellen nicht oder nur unzureichend gegen Verschmutzung geschützt. Bekannte Dichtungselemente die eingesetzt werden, sind sogenannte berührende Dichtungen. Solche Dichtungen haben den Nachteil, dass durch die Berührung des Dichtelementes an der Dichtfläche Reibung entsteht die einerseits zu einer Erwärmung der Bauteile und andererseits zu einem unerwünschten Dreh widerstand am Nabenkörper führt. Im weiteren werden an die Berührungsflächen beziehungsweise -linien eine erhöhte Oberflächengüte gestellt, was wiederum zu einem erhöhtem Fertigungsaufwand führt. Zusätzlich sind solche Dichtelemente einer Abnützung unterworfen. Im weiteren bestehen bekannte Fahrradnaben infolge der gewählten, nicht sehr günstigen Lageranordnung aus vielen Einzelteilen, was zu einem grossen Fertigungs- und Montageaufwand führt, sich in einer wenig kompakten Bauform zeigt und sich am hohen Gewicht äussert. With bicycle hubs as they are known today, the bearings are not or only insufficiently protected against dirt. Known sealing elements that are used are so-called contact seals. Such seals have the disadvantage that the contact of the sealing element on the sealing surface causes friction which, on the one hand, leads to heating of the components and, on the other hand, to an undesirable rotational resistance on the hub body. Furthermore, an increased surface quality is placed on the contact surfaces or lines, which in turn leads to an increased production outlay. In addition, such sealing elements are subject to wear. In addition, known bicycle hubs consist of many individual parts due to the chosen, not very cheap bearing arrangement, which leads to a large manufacturing and assembly effort, shows up in a less compact design and is evident in the high weight.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung löst die Aufgabe wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist. The invention seeks to remedy this. The invention solves the problem as described in the claims.

Die Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen darin, dass durch die Labyrinthdichtung kein zusätzliches Drehmoment entsteht. Weiter werden infolge der Fliehkraft bei hoher Drehzahl allfällige Verunreinigungen durch die radial ausgebildete Labyrinthdichtung nach aussen befördert, während sie auch bei Stillstand über den Konus abfliessen können. Im weiteren wird primär für den Nabenkörper ein Werkstoff mit einer kleinen Dichte, zum Beispiel Aluminium gewählt, was sich in einer grossen Gewichtsersparnis auswirkt. Weiter lässt sich mit wenig Bauteilen eine sehr kompakte Lageranordnung bauen. The advantages of the invention consist essentially in the fact that no additional torque is generated by the labyrinth seal. Furthermore, due to the centrifugal force at high speed, any impurities are conveyed outwards through the radially formed labyrinth seal, while they can flow off via the cone even when the machine is at a standstill. Furthermore, a material with a low density, for example aluminum, is selected primarily for the hub body, which results in a large weight saving. Furthermore, a very compact bearing arrangement can be built with few components.

Im folgenden wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung erläutert. Hierbei zeigt: The invention is explained below using two exemplary embodiments with reference to a drawing. Here shows:

Fig. 1 in ihrer oberen Hälfte einen Axiallängsschnitt durch eine Vorderradnabe eines Fahrrades und in ihrer unteren Hälfte eine Draufsicht auf die Nabe. Fig. 1 in its upper half an axial longitudinal section through a front wheel hub of a bicycle and in its lower half a top view of the hub.

Fig. 2 in ihrer oberen Hälfte einen Axiallängsschnitt durch eine Freilauf-Antriebsnabe eines Fahrrades und in ihrer unteren Hälfte eine Draufsicht auf die Antriebsnabe. Fig. 2 in its upper half an axial longitudinal section through a freewheel drive hub of a bicycle and in its lower half a top view of the drive hub.

Die Vorderradnabe umfasst eine Achse 1 auf welcher drehbar ein Nabenkörper 2 gelagert ist. Die Achse 1 ist an den Enden für die Aufnahme in die Vorderradgabel des Fahrrades ausgebildet. Die Befestigung erfolgt durch eine hier nicht näher umschriebene Schnellspannvorrichtung. The front wheel hub comprises an axle 1 on which a hub body 2 is rotatably mounted. The axis 1 is formed at the ends for inclusion in the front fork of the bicycle. The attachment is made by a quick release device not described here.

Die Achse 1 ist hohl ausgebildet, weist an beiden Enden ein Aussengewinde 4, 7 einen Lagersitz 5, 8 und einen Lagerbund 6, 9 auf. Auf den Lagersitzen 5, 8 sind die Wälzlager 10, 11 angeordnet und werden am Innenring durch die Muttern 12,12a gegen den Lagerbund 6, 9 gespannt und so mit der Achse The axis 1 is hollow, has an external thread 4, 7 at both ends, a bearing seat 5, 8 and a bearing collar 6, 9. The roller bearings 10, 11 are arranged on the bearing seats 5, 8 and are tensioned on the inner ring by the nuts 12, 12a against the bearing collar 6, 9 and thus with the axis

1 fest verbunden. Am Aussenring der Wälzlager 10, 11 ist der hülsenförmige Nabenkörper 2, welcher mit axialem Abstand voneinander zwei Speichenflansche 19, 20 trägt, radial und axial fixiert gelagert. Die Walzlager 10, 11 werden durch symmetrisch angeordnete radial ausgebildete Labyrinthdichtungen 37, 37a vor Verschmutzung geschützt. Die Labyrinthdichtung 37 besteht aus den radialen Nuten 38, 39 am konischen Nabenansatz 48, der axialen Nut 40 und dem überdeckenden Konusteil 41 der Mutter 12 welcher mit Spiel in die Nut 40 eingreift. Zur einfachen Montage in der Vorderradgabel sind an den Muttern 12, 12a Rippenscheiben 46, 47 unverlierbar angeordnet. 1 firmly connected. On the outer ring of the roller bearings 10, 11, the sleeve-shaped hub body 2, which carries two spoke flanges 19, 20 at an axial distance from one another, is mounted in a radially and axially fixed manner. The roller bearings 10, 11 are protected from contamination by symmetrically arranged, radially formed labyrinth seals 37, 37a. The labyrinth seal 37 consists of the radial grooves 38, 39 on the conical hub shoulder 48, the axial groove 40 and the covering cone part 41 of the nut 12 which engages in the groove 40 with play. Ribs 46, 47 are captively arranged on the nuts 12, 12a for easy mounting in the front wheel fork.

Die in Fig. 2 dargestellte Freilauf-Antriebsnabe umfasst eine Achse 1 auf welcher drehbar ein Nabenkörper 2 gelagert ist. Auf diesem Nabenkörper 2 ist wiederum eine Kettenrad-Aufnahme 3, welche die Kettenzahnräder 30 trägt, drehbar gelagert. Ein Klinkenfreilauf 24 kuppelt die Kettenrad-Aufnahme 3 in einer Drehrichtung drehfest mit dem Nabenkörper The freewheel drive hub shown in FIG. 2 comprises an axle 1 on which a hub body 2 is rotatably mounted. On this hub body 2, in turn, a sprocket receptacle 3, which carries the sprockets 30, is rotatably mounted. A ratchet freewheel 24 couples the sprocket receptacle 3 in a rotationally fixed manner to the hub body

2 während sie in der anderen Drehrichtung relativ zum Nabenkörper 2 frei drehbar ist. Die Achse 1 ist an den Enden für die Aufnahme in der Hinterradgabel des Fahrrades ausgebildet. Die Befestigung erfolgt wie bei der Vorderradnabe beschrieben. 2 while it is freely rotatable in the other direction of rotation relative to the hub body 2. The axis 1 is formed at the ends for inclusion in the rear fork of the bicycle. The attachment is as described for the front wheel hub.

Die Achse 1 ist hohl ausgebildet, weist an beiden Enden ein Aussengewinde 4, 7 einen Lagersitz 5, 8 und einen Lagerbund 6, 9 auf. Auf den Lagersitzen 5, 8 sind die Wälzlager 10, 11 angeordnet und werden am Innenring durch die Muttern 12, 13 gegen den Lagerbund 6, 9 gespannt und so mit der Achse The axis 1 is hollow, has an external thread 4, 7 at both ends, a bearing seat 5, 8 and a bearing collar 6, 9. The roller bearings 10, 11 are arranged on the bearing seats 5, 8 and are tensioned on the inner ring by the nuts 12, 13 against the bearing collar 6, 9 and thus with the axis

I fest verbunden. Am Aussenring der Wälzlager 10, I firmly connected. On the outer ring of the roller bearings 10,

II ist der hülsenförmige, axial teilbar ausgebildete Nabenkörper 2 radial und axial fixiert gelagert. Der Nabenkörper 2 besteht aus dem ersten Körperteil 14 und dem zweiten Körperteil 15 welcher in den Körperteil 14 hineinragt, in einem zylindrischen Teil 16 geführt und mit dem Gewinde 17 fest verbunden ist. An der in den Körperteil 14 hineinragenden Stirnseite des Körperteils 15 ist eine Nute 18 für die Aufnahme eines hier nicht näher beschriebenen Montagewerkzeuges angebracht. Der Körperteil 14 trägt mit axialem Abstand voneinander zwei Speichenflansche 19, 20. Im Bereich vom Speichenflansch 20 trägt der Körperteil 14 eine hohlzylindrische Aussparung 21 an dessen Aussenmantel axiale, zylinderförmige Körper 22 verteilt angeordnet sind, die eine Klinkenverzahnung 23 des Klinken-freilaufes 24 bilden. Der Klinkenfreilauf 24 umfasst Klinken 25 die an ihrem radial inneren Ende im ringförmigen Klinkenhalter 26 schwenkbar gelagert sind. Die Klinken 25 greifen, mit ihrem radial äusseren Ende, gespannt durch eine hier nicht näher beschriebene Feder, in die Klinkenverzahnung 23 ein. Der Klinkenhalter 26 ist durch ein Gewinde fest mit der Kettenrad-Aufnahme 3 verbunden, welche an ihren beiden Enden mit den Gleitlagern 27, 28 auf dem Nabenkörper 2 radial drehbar gelagert ist. Axial ist die Kettenrad-Aufnahme 3 durch den Körperteil 14 und den Bund am Körperteil 15 geführt. Die Kettenrad-Aufnahme 3 weist an ihrem Aussenmantel auf der ganzen Länge axiale Nuten 29 auf, welche der drehfesten Befestigung der Kettenzahnräder 30 dienen. Die Kettenzahnräder 30 werden mit II, the sleeve-shaped, axially divisible hub body 2 is radially and axially fixed. The hub body 2 consists of the first body part 14 and the second body part 15 which projects into the body part 14, is guided in a cylindrical part 16 and is firmly connected to the thread 17. On the end face of the body part 15 protruding into the body part 14, a groove 18 is provided for receiving an assembly tool (not described in more detail here). The body part 14 carries two spoke flanges 19, 20 at an axial distance from one another. In the region of the spoke flange 20, the body part 14 carries a hollow cylindrical recess 21, on the outer surface of which axial, cylindrical bodies 22 are arranged, which form a pawl toothing 23 of the pawl freewheel 24. The pawl freewheel 24 comprises pawls 25 which are pivotally mounted at their radially inner end in the annular pawl holder 26. The pawls 25 engage with their radially outer end, tensioned by a spring not described here, in the pawl teeth 23. The pawl holder 26 is firmly connected by a thread to the sprocket receptacle 3, which is supported on both ends with the slide bearings 27, 28 on the hub body 2 in a radially rotatable manner. The sprocket receptacle 3 is guided axially through the body part 14 and the collar on the body part 15. The sprocket receptacle 3 has axial grooves 29 on its outer casing over the entire length, which serve for the rotationally fixed fastening of the sprockets 30. The sprockets 30 are with

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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50 50

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2 2nd

3 3rd

CH 686 796 AS CH 686 796 AS

4 4th

der äusseren Mutter 31, welche einen Aussengewindezapfen aufweist der in das Innengewinde der Kettenrad-Aufnahme 3 eingreift, gegen den Klinkenhalter 26 gespannt. Die äussere Mutter 31 ist auf der Aussenseite mit einer konzentrischen Nut 32 und einer Nase 33 versehen, in welche die ebenfalls konzentrische Nut 34 und die Nase 35 der inneren Mutter 13 mit Spiel eingreifen, und so die Axiallabyrinthdichtung 36 bilden welche das Wälzlager 11 vor Verschmutzung schützt. Am anderen Ende der Achse 1 ist die gleiche radial ausgebildete Labyrinthdichtung 37 wie bei der Vorderradnabe angeordnet. the outer nut 31, which has an external thread pin which engages in the internal thread of the sprocket receptacle 3, clamped against the pawl holder 26. The outer nut 31 is provided on the outside with a concentric groove 32 and a lug 33, in which the likewise concentric groove 34 and the lug 35 of the inner nut 13 engage with play, and thus form the axial labyrinth seal 36 which protects the roller bearing 11 from contamination protects. At the other end of axis 1, the same radially formed labyrinth seal 37 is arranged as in the front wheel hub.

Der Klinkenfreilauf 24 wird durch eine weitere Labyrinthdichtung 42 gegen Verschmutzung geschützt. Die Labyrinthdichtung 42 am konischen Ende des Körperteils 14 besteht aus der radialen Nut 43 und der axialen Nut 44 in welche die Nase 45 am konischen Aussenmantel des Klinkenhalters 26 mit Spiel eingreift. The pawl freewheel 24 is protected against contamination by a further labyrinth seal 42. The labyrinth seal 42 at the conical end of the body part 14 consists of the radial groove 43 and the axial groove 44 into which the nose 45 engages with play on the conical outer jacket of the pawl holder 26.

Zur einfachen Montage am Fahrradrahmen sind an der Mutter 12 und der inneren Mutter 13 die Rippenscheiben 46, 47 unverlierbar angebracht. For easy mounting on the bicycle frame, the rib washers 46, 47 are captively attached to the nut 12 and the inner nut 13.

Claims

1. Bearing arrangement for a bicycle, consisting of an axle (1) formed with at least one bearing seat and at least one bearing collar for receiving at least one bearing (10, 11) which is fixed against the bearing collar by at least one nut (12, 12a) , a hub body (2) which is rotatably mounted on the bearing (10, 11), characterized in that in each case the bearing (10, 11) is protected with a radially formed labyrinth seal (37, 37a) which consists of at least one radial There is a groove (38) on a conical hub shoulder (48) and a conical part (41) which overlaps with play, which engages on the end face in an axial groove (40) of the hub body (2) or is protected with an axially formed labyrinth seal (36), which has at the end in an outer nut (31) at least one external axial groove (32) into which an axial lug (35) of the inner nut (13) engages with play.

2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that said nuts (12, 12a, 13, 31) carry part of the respective labyrinth seal (36, 37, 37a) and the bearings (10, 11) are roller bearings.

3. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the hub body (2) at an axial distance has two flanges (19, 20) for receiving a spoke or solid wheel, in particular for a front wheel.

4. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that laterally on the hub body (2) has a sprocket receptacle (3) rotatably mounted on at least one slide bearing (28) and via a ratchet freewheel (24) in a rotational direction in a rotationally fixed manner with the hub body (2) is coupled, while it can be freely rotated in the other direction of rotation, in particular for a drive wheel.

5. Bearing arrangement according to claim 4, characterized in that at least one roller bearing (11) on which the hub body (2) is rotatably mounted in the area below the sprocket receptacle (3).

6. Bearing arrangement according to claim 4, characterized in that the pawl freewheel (24) is protected against contamination by a further contactless labyrinth seal (42, 43, 44, 45).

7. Bearing arrangement according to claim 4, characterized in that on the pawl freewheel (24) to form the pawl teeth (23) cylindrical body (22) are used.

8. Bearing arrangement according to claim 2, characterized in that on the end face of the nut (12, 12a) and the inner nut (13) a rib washer (46, 47) is captively arranged.

9. Bearing arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the hub body (2) is made of a material with a density less than 3.0 kg / dm3.

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10th

15

20th

25th

30th

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50

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3rd