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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein gewichtsreduziertes Fahrradpedal.
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Stand der Technik
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Üblicherweise umfasst ein herkömmliches Fahrradpedal eine Pedalachse und einen beweglich auf der Pedalachse drehbar gelagerten Pedalkörper, wobei früher ein kugelnestartiges Lager zwischen der Pedalachse und dem Pedal-Hauptkörper angeordnet worden ist, damit sich der Pedal-Hauptkörper trotz der Trittkraftwirkung immer noch leichtgängig drehen kann. Heutzutage wird anstelle eines kugelnestartigen Lagers ein Kugellager eingesetzt.
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Bei gegenwärtigen Pedalen, vor allem bei Pedalen für Rennräder, kann der Fahrer seine Füße durch die bewegliche Verrastung seiner Schuhsohle mit einem Rennhaken am Pedal befestigen. Bei einem derartigen Pedal kann insbesondere die Axialbreite des Pedals verkürzt werden, so dass die Pedalfläche entsprechend verkleinert und eine kürzere Pedalachse eingesetzt werden kann. Ansonsten ist bei den meisten Pedalen eine lange Pedalachse eingesetzt, bei der an der Stelle der Trittkraftwirkung sich normalerweise ein langer Kraftarm befindet, der ein größeres Biegemoment hervorruft. Wenn das Biegemoment über die am Innen- und Außenende der Pedalachse montierten Lager auf die Pedalachse übertragen wird und dadurch auf dieselbe wirkt, werden diese Lager, vor allem das Lager am Außenende, eine größere Lastwirkungskraft erfahren. Um Schäden der Lager zu vermeiden und Beeinträchtigungen der Leichtgängigkeit der Drehbewegung auszuschließen, wird üblicherweise am Außenende der Pedalachse ein Kugellager und am Innenende wahlweise ein Kugellager oder ein selbstschmierendes Lager montiert.
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1 zeigt eine bekannte Achsstruktur eines Pedals 10, wobei am Außenende der Pedalachse 11 des Pedals 10 ein Kugellager 12 montiert ist, wobei die Innenwände des Innen- und Außenrings 121, 122 jeweils die an der Außenumfangswand der Pedalachse 11 positionierte stufige Begrenzungswand 111 und die an der Innenumfangswand des Achsloches 131 des Pedalkörpers 13 positionierte stufige Begrenzungswand 132 abstützen, wobei die Außenwände jeweils durch eine am Außengewinde 112 am Außenende der Pedalachse 11 verschraubte Überwurfmutter 14 und durch eine am Innengewinde 133 des Achsloches 131 des Pedalkörpers 13 verschraubte Endkappe 15 abgestützt und somit positioniert sind. Dadurch können sich die Pedalachse 11 und der Pedalkörper 13 relativ zueinander axial begrenzt drehen.
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Bei der oben dargestellten herkömmlichen Achsstruktur eines Pedals 10 ist ein Kugellager 12 am Außenende angeordnet. Da die Außenwand des Innenrings 121 durch die Endkappe 15 abgestützt und begrenzt werden muss, muss am Außenende des Achsloches 131 des Pedalkörpers 13 zusätzlich ein Innengewinde 133 gefertigt werden, mit dem die Endkappe 15 verschraubt und befestigt werden kann. Um das Innengewinde 133 problemlos am Pedalkörper 13 ausbilden zu können, muss die Wand des Achsloches 131 mit ausreichender Dicke am Pedalkörper 13 ausgestattet sein. Somit lässt sich die Dicke der Wand des Achsloches 131 nur schwer verkleinern, so dass das Gewicht des Pedals 10 aufgrund dessen schwer reduzierbar ist.
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Am Außenende des Achsloches 131 muss gleichzeitig ein Raum zur Aufnahme eines Teils der Überwurfmutter 14 und der Endkappe 15 vorgesehen sein, wodurch das Volumen und das Gewicht des Pedalkörpers 13 entsprechend vergrößert bzw. erhöht werden; außerdem führt die Anordnung der Endkappe 15 auch zu einer Erhöhung des Gesamtgewichts des Pedals 10.
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Da das Kugellager 12 am Außenende zum Zwecke des Abstützens und des Begrenzens mit den beiden Schraubelementen, nämlich der Überwurfmutter 14 und der Endkappe 15 zusammenwirken muss, kann, sofern eines der Schraubelemente nicht zuverlässig festgeschraubt oder locker ist, zwischen der Pedalachse 11 und dem Pedalkörper 13 ein axialer Spalt entstehen, der leicht zu einem axialen Schwanken und gegenseitigen Stoßen der Pedalachse 11 und des Pedalkörpers 13 führen kann, wenn die Pedalachse 11 und der Pedalkörper 13 sich relativ zueinander drehen. Dies kann eine Beschleunigung des Abstoßens und des Verschleißes der Drehstrukturen der Pedalachse 11 und des Pedalkörpers 13 zur Folge haben.
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Im montierten Zustand ist die Überwurfmutter 14 von der Endkappe 15 abgedeckt, so dass es für den Benutzer nicht möglich ist, eine Überprüfung sofort und schnell durchzuführen und die Überwurfmutter 14 erneut festschrauben. Stattdessen muss er zuerst die Endkappe 15 abnehmen, um die Überprüfung durchführen zu können, was für die Bedienung unpraktisch ist.
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Um das Gewicht des Pedals zu reduzieren, ist bei vielen gegenwärtigen Pedalen die Pedalachse angemessen verkürzt, wobei die Axialbreite des Pedalkörpers unverändert bleibt. Wenn die Länge der Pedalachse verkürzt wird, muss das am Außenende montierte Kugellager jedoch eine größere Lastwirkungskraft ertragen. Daraus ist leicht zu schließen, dass das am Außenende montierte einzige Kugellager eine so große Lastwirkung nicht aushalten kann. Zur Lösung des Problems mit der durch die Abkürzung der Pedalachse entstandenen Lastzunahme isteine weitere Achsstruktur eines Pedals 20 aus 2 vorgeschlagen worden, wobei in dieser herkömmlichen Ausführungsform statt eines einzigen Kugellagers 12 zwei Kugellager 21 nebeneinander angeordnet sind, d. h., dass die gegenüberliegenden Wände des Innen- und des Außenrings 211, 212 der beiden Lager 21 einander abstützen, um zweckgemäß die Belastbarkeit zu erhöhen. Jedoch ist bei dieser herkömmlichen Achsstruktur eines Pedals 20 nur der Nachteil der mangelnden Belastbarkeit beseitigt, während weitere Probleme ungelöst bestehen.
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Die Dokumente
US 4 840 085 A ,
DE 40 02 574 A1 und
DE 29805 544 U1 beschreiben unterschiedliche Fahrradpedale, bei denen Kugellager vorgesehen sind, die entweder einen gemeinsamen Außenring, getrennte Schrägkugellager oder unmittelbar einander benachbarte Kugellager aufweisen, die jedoch in ihrer Ausbildung komplex sind und Nachteile bezüglich der Belastbarkeit und der Einfachheit des Zusammenbaus aufweisen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gewichtsreduziertes Fahrradpedal zu schaffen, mit dem die oben genannten Nachteile beim Stand der Technik beseitigt werden.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein gewichtsreduziertes Fahrradpedal mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße gewichtsreduzierte Fahrradpedal umfasst eine Pedalachse und einen Pedalkörper. Zwischen dem Innenende der Pedalachse und dem Achsloch des Pedalkörpers ist ein erstes Drehelement angeordnet, und zwischen dem Außenende und dem Achsloch des Pedalkörpers sind ein zweites und ein drittes Drehelement angeordnet, die als Lager ausgeführt werden können. Die Innenwand des Innenrings und die Außenwand des Außenrings des zweiten Drehelements können jeweils durch eine Begrenzungswand am Außenende der Pedalachse und durch eine Innenwandung einer Begrenzungswand im Achsloch Außenende des Pedalkörpers abgestützt und begrenzt werden. Die Innenwand des Außenrings des dritten Drehelements kann durch die Außenwandung der Begrenzungswand des Pedalkörpers abgestützt und begrenzt werden, und die Außenwand des Innenrings kann durch eine am Außenende der Pedalachse verschraubte Überwurfmutter abgestützt und festgepresst werden.
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Beim erfindungsgemäßen gewichtsreduzierten Fahrradpedal muss am Außenende des Achsloches des Pedalkörpers kein Außengewinde gefertigt und keine Endkappe verschraubt werden, wie es herkömmlich üblich wäre, wodurch das Herstellungsverfahren vereinfacht wird und die Fertigungs- sowie Bauteilkosten reduzierbar sind. Außerdem kann die Dicke der Wand des Achsloches angemessen verringert werden, und am Außenende des Achsloches muss nur ein Raum zur Aufnahme eines Teils der Überwurfmutter vorgesehen sein, so dass die Länge des Achsloches auch angemessen verringerbar ist. Dadurch kann das Gewicht des Pedalkörpers in erheblichem Maße reduziert werden.
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Am Außenende der Pedalachse sind zwei Lager, nämlich das zweite und das dritte Drehelement angeordnet, um die Belastbarkeit des Außenendes zu steigern, so dass das Problem einer mangelnden Belastbarkeit trotz der Anordnung einer kurzen Pedalachse nicht vorkommt. Gleichzeitig kann die Länge des Achsloches des Pedalkörpers entsprechend verkürzt werden, wodurch das Gesamtgewicht des Pedalkörpers ebenfalls zweckgemäß in erheblichem Maße reduziert werden kann.
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Am Außenende des erfindungsgemäßen Fahrradpedals ist eine einzige Überwurfmutter angeordnet, wobei keine Endkappe vorgesehen werden muss. Somit kann der Benutzer sofort und schnell eine Überprüfung durchzuführen oder die Überwurfmutter erneut festschrauben, ohne eine Endkappe abnehmen zu müssen, so dass die Bedienung einfach und schnell vorgenommen werden kann. Die Anordnung eines einzigen Schraubelements hat zudem den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit von Stößen und Schwankungen, die aufgrund eines gelockerten Schraubelements/Schraubelementen bei einer Drehbewegung des Pedalkörpers und der Pedalachse verursacht werden, in erheblichem Maße reduzierbar ist, so dass die Leichtgängigkeit der Drehbewegung und die vorgesehene Lebensdauer der Drehkonstruktion gewährleistet werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Seitenansicht eines herkömmlichen Fahrradpedals im Schnitt.
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2 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren herkömmlichen Fahrradpedals im Schnitt.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrradpedals im aufgebauten Zustand.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrradpedals im zerlegten Zustand.
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5 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fahrradpedals im Schnitt.
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6 zeigt eine Seitenansicht eines Teils des Außenendes des erfindungsgemäßen Fahrradpedals im Schnitt.
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.
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In 3 bis 6 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen gewichtsreduzierten Fahrradpedals angezeigt, das im Wesentlichen eine Pedalachse 30, einen Pedalkörper 40, ein erstes Drehelement 50, ein zweites Drehelement 60, ein drittes Drehelement 70 und eine Überwurfmutter 80 umfasst.
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Die Pedalachse 30 weist ein Innen- und ein Außenende 31, 32 auf, wobei das Außenende 32 ein Außengewinde 33 trägt, nahe dessen Innenseite eine Begrenzungswand 34 angeordnet ist.
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Im Pedalkörper 40 verläuft ein Achsloch 41 axial, das ein Innen- und ein Außenende 42, 43 aufweist; an dem dem Außenende 43 naheliegenden Innenrand des Achsloches 41 steht eine Begrenzungswand 44 radial vor.
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Das erste Drehelement 50 ist beispielsweise zwischen dem Innenende 31 der Pedalachse 30 und dem Innenende 42 des Achsloches 41 des Pedalkörpers 40 montiert, so dass sich das Innenende 42 des Pedalkörpers 40 mittels des ersten Drehelements 50 relativ zum Innenende 31 der Pedalachse 30 dreht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Drehelement 50 als hülsenförmiges, selbstschmierendes Lager ausgeführt, lässt sich aber nicht auf diese Bauform einschränken. Das erste Drehelement 50 kann auch als Kugellager ausgeführt werden.
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Das erste Drehelement 50 ist ferner mit einem vor Staub schützenden Abdeckring 501 versehen, der an dem Innenende der Pedalachse 30 angebracht und zwischen einem einstückig vorstehenden Positionierflansch 35 am Innenende der Pedalachse 30 und dem Innenendrand des Pedalkörpers 40 formschlüssig festgeklemmt ist, wodurch das erste Drehelement 50 durch eine angemessene Abdeckung zuverlässig staubdicht geschützt wird.
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Das zweite Drehelement 60 ist beispielsweise zwischen dem Außenende 32 der Pedalachse 30 und dem Außenende 43 des Achsloches 41 des Pedalkörpers 40 montiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Drehelement 60 als Kugellager ausgeführt, lässt sich jedoch nicht darauf einschränken, wobei das zweite Drehelement 60 beispielsweise als Nadellager oder weiteres geeignetes Lager ausgeführt werden kann. Das Kugellager weist einen Außen- und einen Innenring 61, 62 auf, die sich relative zueinander drehen können. Die Innenwand des Innenrings 62 und die Außenwand des Außenrings 61 können jeweils durch die Begrenzungswand 34 der Pedalachse 30 und die Innenwandung der Begrenzungswand 44 des Pedalkörpers 40 abgestützt und begrenzt werden.
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Das dritte Drehelement 70 ist beispielsweise zwischen dem Außenende 32 der Pedalachse 30 und dem Außenende 43 des Achsloches 41 des Pedalkörpers 40 montiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das dritte Drehelement 70 als Kugellager ausgeführt, lässt sich jedoch nicht darauf einschränken, wobei das dritte Drehelement 70 beispielsweise als Nadellager oder als ein weiteres geeignetes Lager ausgeführt werden kann. Das Kugellager weist einen Außen- und einen Innenring 71, 72 auf, die sich relativ zueinander drehen können. Die Innenwand des Außenrings 72 kann durch die Innenwandung der Begrenzungswand 44 des Pedalkörpers 40 abgestützt und begrenzt werden.
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Die Überwurfmutter 80 kann am Außengewinde 33 des Außenendes 32 der Pedalachse 30 verschraubt werden, um die Außenwand des Innenrings 72 des dritten Drehelements 70 abzustützen und festzupressen.
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An der Außenumfangswand der Überwurfmutter 80 ist ferner ein vor Staub schützender Abdeckring 801 aufgesetzt, dessen Außenumfangswand ziemlich nahe bei der entsprechenden Lochwand des Achsloches 41 liegt oder in etwaigem Kontakt mit derselben steht, so dass das zweite und das dritte Drehelement 60, 70, vor allem das dritte Drehelement 70, durch eine angemessene Abdeckung zuverlässig staubdicht geschützt wird.
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An der Außenumfangswand der Überwurfmutter 80 ist ferner ein Schraubteil 81 ausgebildet, durch den ein vorbestimmtes Werkzeug wie z. B. ein beweglicher Schraubenschlüssel, ein Ringschlüssel oder ein Maulschlüssel die Überwurfmutter 80 ab- und festschraubt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Schraubteil 81 an der Außenseite des staubgeschützten Abdeckrings 801 angeordnet und kann im montierten Zustand noch außerhalb des Achsloches 41 am Außenende 43 des Pedalkörpers 40 herausragen, damit das Werkzeug an die Überwurfmutter 80 leicht herankommen kann.
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Beim erfindungsgemäßen gewichtsreduzierten Fahrradpedal muss am Außenende des Achsloches 41 des Pedalkörpers 40 kein Außengewinde gefertigt und keine Endkappe verschraubt werden, wie es herkömmlich üblich wäre, wodurch das Herstellungsverfahren vereinfacht wird und die Fertigungs- sowie Bauteilkosten reduzierbar sind. Außerdem kann die Dicke der Wand des Achsloches 41 angemessen verringert werden, und am Außenende 43 des Achsloches 41 muss nur ein Raum zur Aufnahme eines Teils der Überwurfmutter 80 vorgesehen sein, so dass die Länge des Achsloches 41 auch angemessen verringerbar ist. Dadurch kann das Gewicht des Pedalkörpers 40 in erheblichem Maße reduziert werden.
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Am Außenende 32 der Pedalachse 30 sind zwei Lager, nämlich das zweite und das dritte Drehelement 60, 70 angeordnet, um die Belastbarkeit des Außenendes zu steigern, so dass das Problem einer mangelnden Belastbarkeit trotz der Anordnung einer kurzen Pedalachse 30 nicht vorkommt. Gleichzeitig kann die Länge des Achsloches 41 des Pedalkörpers 40 entsprechend verkürzt werden, wodurch das Gesamtgewicht des Pedals ebenfalls zweckgemäß in erheblichem Maße reduziert werden kann.
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Am Außenende des erfindungsgemäßen Fahrradpedals 40 ist eine einzige Überwurfmutter 80 angeordnet, wobei keine Endkappe vorgesehen werden muss. Somit kann der Benutzer direkt, sofort und schnell eine Überprüfung durchführen oder die Überwurfmutter 80 erneut festschrauben, ohne eine Endkappe abnehmen zu müssen, so dass die Bedienung einfach und schnell vorgenommen werden kann. Die Anordnung eines einzigen Schraubelements hat zudem den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit von Stößen und Schwankungen, die aufgrund eines gelockerten Schraubelements/Schraubelementen bei Drehbewegung des Pedalkörpers 40 und der Pedalachse 30 verursacht werden, in erheblichem Maße reduzierbar ist, so dass die Leichtgängigkeit der Drehbewegung und die vorgesehene Lebensdauer der Drehkonstruktion gewährleistet werden können.
