CN1880163A - 脚踏轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脚踏轴承单元，特别用于自行车，其包括与踏板(4、5)连接的脚踏轴承轴(3)，该脚踏轴承轴通过两个互相隔开的滚动轴承可转动地容纳在与车架(1)连接的脚踏轴承外壳(2)中。该脚踏轴承单元的特征在于，滚动轴承构造为轴向倾斜滚针轴承(8、9)，其滚针(8.5、9.5)具有旋转轴线(8.7、9.7)，该旋转轴线以一定角度(α)相对于轴承轴线(12)倾斜并且在两个平面平行的特别由板构成的转盘(8.1、8.2、9.1、9.2)之间的所属滚道之间滚动，其中轴向倾斜滚针轴承(8、9)可通过圆锥形的支承面(2.1、10.1、11.1)互相夹紧。这样的脚踏轴承单元以简单的方式制造并且也使外行人员能够装配和拆卸。

Description

脚踏轴承单元
技术领域
本发明涉及一种脚踏轴承单元(Tretlagereinheit)，特别用于自行车，其包括与踏板连接的脚踏轴承轴，该脚踏轴承轴通过两个互相隔开的滚动轴承可转动地容纳在与车架连接的脚踏轴承外壳中。
背景技术
例如从DE 82 30 552 U1中已知一个这样的脚踏轴承单元，其中轴承设置在插入到自行车车架的联轴器中的轴套中并且轴套被旋入到车架的联轴器中用于轴向和径向的固定。轴承构造为深沟球轴承，其中至少一个球滚道形成在轴套中。一个这样的脚踏轴承单元作为整体固定在车架联轴器中。
从DE 298 11 216 U1中已知另一个脚踏轴承布置。在该布置中两个螺旋盖分别旋入脚踏轴承的轴承外壳的互相相对的内螺纹中。一个套筒位于轴承外壳的内部。两个球轴承又分别安装在螺旋盖之间的轴承外壳以及套筒的内部。脚踏轴承穿过螺旋盖以及套筒并且可转动地保持在球轴承上。
从DE 44 30 564 A1中已知由深沟球轴承和滚针轴承组成的装配的轴承布置。脚踏轴承轴通过两个互相隔开的滚针轴承保持，这些滚针轴承主要接受径向力，而轴向力通过设置在滚针轴承旁边的附加的球轴承接受。滚针轴承又由轴承套筒容纳，该轴承套筒在它的端部由密封套筒包围，该密封套筒两侧由螺纹套筒容纳，该螺纹套筒通过它的外螺纹旋入到自行车车架的内螺纹中。
其他构造类型的脚踏轴承单元在下面的公开文件中详细地说明：DE 30 15 353 A1、DE 30 24 546 A1、DE 30 34 116 A1、DE 33 05 447 A1、DE 34 34 314 A1、DE 36 41 647 A1、DE 85 18 158 U1、DE 87 08 234 U1、DE 92 07 650 U1。
根据现有技术构造的脚踏轴承单元一方面具有相当小的承载能力和沿轴向方向相对小的刚性并且另一方面组装非常复杂。这导致装配非常昂贵并且几个熟练的人员也不能进行装配。另一个缺点在于，特别地在长时间使用之后不再提供无间隙。
发明内容
因此针对已知技术的缺点，本发明以下面的任务为基础，即提供一种用于自行车的脚踏轴承单元，该脚踏轴承单元一方面构造简单并且另一个方面毫无问题地既接受轴向力也接受径向力。
根据本发明该任务通过权利要求1的特征部分与它的前序部分结合如此完成，即滚动轴承构造为轴向倾斜滚针轴承(Axial-Schraegnadellager)，这些滚针轴承的滚针具有旋转轴线，该旋转轴线以一定角度相对于轴承轴线倾斜并且在两个平面平行的特别由板构成的转盘之间的所属滚道之间滚动，其中轴向倾斜的滚针轴承通过圆锥形的支承面互相夹紧。
根据本发明使用的轴向倾斜滚针轴承的主要优点在于，该轴承由于它的线性接触具有高的径向和轴向的承载能力并且能够平衡径向和轴向的磨损。另一个优点如此建立的，即通过两个轴向倾斜滚针轴承的距离的可调节性给出高的刚性和无间隙，这对自行车的整个行驶性能产生积极的影响。又一个优点在于根据本发明的轴承布置的简单装配和拆卸，所以外行在没有专门的工具的情况下也能够执行这些装配和拆卸。此外在市场上存在大量的作为成本便宜的外购件的所使用的轴向倾斜滚针轴承。
在从属权利要求2-10中描述了本发明的其他有利的设计。
所以从根据权利要求2得知，转盘通过非切削的造型过程制造并且经过硬化过程。因此可能的是，转盘以不同的变型毫无问题地制造，该转盘通过它的高硬度同样可以允许相当软的并且因此也许轻型的连接结构。
根据权利要求3的本发明的其他特征规定，轴向倾斜滚针轴承的滚针应该在由塑料制成的保持架中运行。因此实现轴向倾斜滚针轴承的特别安静的运行。
从权利要求4、5和6中得知一种成本便宜的脚踏轴承单元的密封。根据上述权利要求在里面的转盘在它们的外端具有沿在外面的转盘的方向延伸的卡圈，所以在两者之间构成间隙密封。在外面的转盘具有越过脚踏轴承外壳的延长部，所以构成用于容纳附加密封元件的空间，该密封元件是O形环。
根据权利要求7的本发明的另外的特征规定，轴向倾斜滚针轴承互相设置为X形布置或O形布置。在两种情况下，轴向力总是被一个轴承在两个方向上接受，其中O形布置具有其支撑范围相对于X形布置更大的优点。
根据权利要求8的本发明的另一个特征，脚踏轴承单元如此构造，使得滚针的旋转轴线包围在60-90°之间的范围的张角。借助于该张角，能够调节负载沿径向和轴向的分配，其中通过更大的张角能够传输更大的轴向负载。
根据权利要求9的本发明的另外的特征，脚踏轴承轴构造为中空轴，这具有减小重量的优点。
最后从根据权利要求10的本发明的最后特征中得出，在轴向倾斜滚针轴承和齿轮圈之间设置有隔离环并且在另一个轴向倾斜滚针轴承和踏板之间设置有螺纹环，该螺纹环通过内螺纹可固定在脚踏轴承轴的外螺纹上。该布置一方面提供在轴向倾斜滚针轴承和链轮之间和在轴向倾斜滚针轴承和踏板之间的轴承布置内的距离关系的保证并且另一方面提供用于平衡径向和轴向磨损的希望的轴承布置的重新调整。
附图说明
根据下面的实施例详细地说明本发明。附图表示：
图1示出穿过根据本发明构造的脚踏轴承的纵向剖视图；以及
图2示出图1的左侧设置的断面的放大视图。
具体实施方式
在图1和2中示意性地示出的用于自行车的脚踏轴承单元由构造为中空轴的脚踏轴承轴3组成，该脚踏轴承轴在两侧与踏板4和5连接并且被脚踏轴承外壳2容纳，该脚踏轴承外壳又通过焊接缝7与车架1连接。通过两个沿轴向方向互相隔开的轴向倾斜滚针轴承8、9实现脚踏轴承轴3在外壳2中的可转动的容纳。两个滚针轴承具有滚针8.5、9.5，这些滚针的旋转轴线8.7、9.7以一定角度α相对于轴承轴线12倾斜设置，其中滚针8.5、9.5能够设置在保持架中，这在图中未示出。在外面的转盘8.1、9.1和在里面的转盘8.2、9.2属于每个轴承8、9，这些转盘贴靠在圆锥形的支承面2.1、10.1、11.1，它们分别由脚踏轴承外壳2和隔离环10以及螺纹环11提供。在里面的转盘8.2、9.2设有指向在外面的转盘8.1、9.1的方向的卡圈8.3、9.3并且在外面的转盘8.1、9.1具有延长部8.4、9.4，这些延长部超过脚踏轴承外壳2。以这种方式在两个转盘8.1、8.2、9.1、9.2之间分别构成间隙8.6、9.6，这些间隙在实施例中通过分别构成为O形环的密封元件13、14密封。如特别在图2中的放大视图所示，通过双倍的倾角α构成的张角β，保证在轴向倾斜滚针轴承8、9中的径向和轴向力的分解。张角β越大，轴向力的接受可能性就越大。附图还示出，在出现磨损时可以以简单的方式调节轴承的预应力。为此仅仅需要左侧设置的螺纹环11借助于它的内螺纹11.2在脚踏轴承轴3上沿向右的轴向方向移动，所以在外壳2、螺纹环11和隔离环10之间的两个轴承8、9被固定地夹紧。附图也可以看出，由于根据本发明的结构的简单性，对于外行来说可以进行脚踏轴承单元的不复杂的装配和拆卸。
附图标记
1 车架
2 脚踏轴承外壳
2.1 支承面
3 脚踏轴承轴
3.1 外螺纹
4 踏板
5 踏板
6 链轮
7 焊接缝
8 轴向倾斜滚针轴承
8.1 转盘
8.2 转盘
8.3 卡圈
8.4 延长部
8.5 滚针
8.6 间隙
8.7 旋转轴线
9 轴向倾斜滚针轴承
9.1 转盘
9.2 转盘
9.3 卡圈
9.4 延长部
9.5 滚针
9.6 间隙
9.7 旋转轴线
10 隔离环
10.1 支承面
11 螺纹环
11.1 支承面
11.2 内螺纹
12 轴承轴线
13 密封元件
14 密封元件
α 倾角
β 张角

Claims (10)

1.一种脚踏轴承单元，特别用于自行车，其包括与踏板(4、5)连接的脚踏轴承轴(3)，该脚踏轴承轴通过两个互相隔开的滚动轴承可转动地容纳在与车架(1)连接的脚踏轴承外壳(2)中，其特征在于，滚动轴承构造为轴向倾斜滚针轴承(8、9)，这些滚针轴承的滚针(8.5、9.5)具有旋转轴线(8.7、9.7)，该旋转轴线以一定角度(α)相对于轴承轴线(12)倾斜并且在两个平面平行的特别由板构成的转盘(8.1、8.2、9.1、9.2)之间的所属滚道之间滚动，其中轴向倾斜的滚针轴承(8、9)通过圆锥形的支承面(2.1、10.1、11.1)互相夹紧。
2.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，转盘(8.1、8.2、9.1、9.2)通过非切削的造型过程制造并且经过硬化过程。
3.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，轴向倾斜滚针轴承(8、9)的滚针(8.5、9.5)在由塑料制成的保持架中运转。
4.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，在里面的转盘(8.2、9.2)在它们的外端具有沿在外面的转盘(8.1、9.1)的方向延伸的卡圈(8.3、9.3)，从而在两者之间构成间隙(8.6、9.6)。
5.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，在外面的转盘(8.1、9.1)具有越过脚踏轴承外壳(2)的延长部(8.4、9.4)，从而构成用于容纳附加密封元件的空间。
6.根据权利要求5所述的脚踏轴承单元，其特征在于，密封元件是O形环(13、14)。
7.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，轴向倾斜滚针轴承(8、9)互相设置为X形布置或O形布置。
8.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，由滚针(8.5、9.5)的旋转轴线(8.7、9.7)构成的张角(β)的值为60-90°。
9.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，脚踏轴承轴(3)构造为中空轴。
10.根据权利要求1所述的脚踏轴承单元，其特征在于，在轴向倾斜滚针轴承(8)和齿轮圈(6)之间设置有隔离环(1O)，并且在另一个轴向倾斜滚针轴承(9)和踏板(5)之间设置有螺纹环(11)，该螺纹环通过内螺纹(11.2)可固定在脚踏轴承轴(3)的外螺纹(3.1)上。
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