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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tretlageranordnung für ein Fahrrad, mit zwei über einen röhrenförmigen Zylinderkörper axial beabstandet zueinander angeordneten Wälzlagern, deren Wälzlageraußenringe über eine je zugeordnete Aufnahmehülse an einem Fahrradrahmen befestigt sind, und in deren Wälzlagerinnenringe eine Tretkurbel eingesetzt ist, wobei die Wälzlager im Bereich der Wälzkörper mit einem Dauerschmiermittel versehen sind. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Verwendung derselben.
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Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Fahrräder und ähnlich manuell über Tretkurbeln antreibbare Fahrzeuge. Dabei ist die Tretkurbel über eine Tretlageranordnung der hier interessierenden Art in eine korrespondierende zylindrische Aufnahme seitens des Fahrzeugrahmens drehbar gelagert. Da die Wälzlager der Tretlageranordnung störenden Umwelteinflüssen, wie Regen, Straßenschmutz und dergleichen ausgesetzt sind, ist eine gekapselte Dauerschmierung erforderlich.
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Aus der
DE 10 2008 029 088 A1 geht eine gattungsgemäße Tretlageranordnung hervor, welche im Wesentlichen aus zwei über einen rohrförmigen Zylinderkörper zueinander beabstandet angeordnete Wälzlager in Form von Kugellagern besteht, die über je zugeordnete aus Kunststoff bestehende Aufnahmehülsen als Baueinheit in die rohrförmige Aufnahme des Fahrradrahmens eingesetzt sind. Bei der hier offenbarten technischen Lösung wird auf separate Wälzlager mit Wälzlagerinnenring und Wälzlageraußenring verzichtet; stattdessen bildet der rohrförmige Zylinderkörper gleichzeitig auch den Wälzlageraußenring. Der Wälzlagerinnenring wird durch die Tretwelle der Tretlageranordnung ersetzt.
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Gemäß des allgemeinen bekannten Standes der Technik werden Tretlageranordnungen gewöhnlich mit einer Fettfüllung zur Dauerschmierung versehen. Das Dauerschmiermittel bewirkt eine Schmierung der Wälzkörper relativ zu den angrenzenden Lagerbestandteilen.
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Um derartige vorbekannte Tretlageranordnungen vor korresionsverursachenden Äußeren Umwelteinflüssen zu schützen, werden die Wälzlager zusätzlich durch geeignete Dichtungen, Schutzscheiben und dergleichen abgekapselt.
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Die
DE 10 2013 101 621 A1 offenbart eine gattungsgemäße Tretlageranordnung für zwei axial beanstandet zueinander angeordnete Wälzlager, deren Wälzlageraußenringe über eine je zugeordnete Aufnahmehülse an einem Fahrradrahmen befestigt sind. Die Wälzlagerinnenringe stehen mit einer Tretwellle in Verbindung.
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Die
DE 30 24 546 A1 offenbart eine Tretlageranordnung, deren Wälzlager ebenfalls axial beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei hier die Wälzlageraußenringe direkt in eine Buchse des Fahrradrahmens eingesetzt sind. Als Wälzlager sind einreihige Kugellager oder zweireihige Pendelkugellager vorgesehen.
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Die
DE 10 2012 218 620 A1 offenbart einen speziellen Käfig für ein Wälzlager, der aus einer Matrix eines Duroplasten besteht, in welchem ein Schmierstoff eingelagert ist. Der Käfig übernimmt somit sowohl eine Führungsfunktion für die Wälzkörper als auch eine Dauerschmierfunktion. Aufgrund des Materials ist allerdings die Führungsfunktion durch fortschreitenden Verschleiß bei hohen Beanspruchungen beeinträchtigt.
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Die
DE 10 2006 058 172 A1 schlägt ein Wälzlager mit einem Drahtkissenlagerkörper vor, in dessen Hohlräumen Schmierstoff gespeichert ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Tretlageranordnung zu schaffen, die unter Verwendung weniger Einzelbauteile eine zuverlässige Dauerschmierung ermöglicht.
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Die Aufgabe wird ausgehend von einer Tretlageranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Hinsichtlich einer Verwendung wird auf Anspruch 9 verwiesen.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass als Dauerschmiermittel für Wälzlager einer Tretlageranordnung eine spezielle Schmiermittelverbindung mit fester poröser Matrixstruktur, im Wesentlichen bestehend aus einem Polymer und Schmierstoff vorgesehen ist, die in den Bereich zwischen Wälzlageraußenring und Wälzlagerinnenring derart in das Wälzlager eingebracht ist, dass die Wälzkörper hiervon vollständig umschlossen sind.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass dank dieses speziellen Dauerschmiermittels sowohl eine Schmierung als auch Abkapselung der Wälzkörper vor äußeren Umwelteinflüssen erzielbar ist. Das Dauerschmiermittel lässt sich durch eine einfache Befüllung mit anschließender Aushärtung in einfacher Weise in das Wälzlager einbringen. Durch den nach Aushärtung festen Aggregatzustand des Dauerschmiermittels ergibt sich die zusätzliche Dichtwirkung vor äußeren Umwelteinflüssen. Das spezielle Dauerschmiermittel stellt einen zuverlässigen Korrosionsschutz durch ausdringendes Öl in Bewegung der Bauteile sicher, so dass kein Nachschmieren erforderlich ist.
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Als Dauerschmiermittel für den erfindungsgemäßen Einsatz kommt beispielsweise das Produkt Lubtect® (eine Marke der Anmelderin) zum Einsatz, das durch seine feste, poröse Matrixstruktur eine große Menge an Schmierstoff speichert. Im Betrieb gelangt dieser Schmierstoff an die zu schmierenden Stellen des Wälzkörperbereichs.
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Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, die Wälzkörper des Wälzlagers – welche vorzugsweise Kugelkörper sind – in einem Lagerkäfig zu führen, der ebenfalls vollständig von dem Dauerschmiermittel umschlossen ist. Hierdurch wird das feste Dauerschmiermittel von einer zusätzlichen Führung der Wälzkörper ausgenommen. Ein herkömmlicher Lagerkäfig bildet für diese Funktion eine höhere Dauerfestigkeit.
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Obwohl das Dauerschmiermittel wegen seines festen Aggregatzustands auch eine stirnseitige Abdichtung des Wälzlagers vor äußeren Umwelteinflüssen bietet, wird gemäß einer anderen, die Erfindung verbessernden Maßnahme vorgeschlagen, dass zumindest zur außenliegenden Stirnseite der Tretlageranordnung hin eine Dichtungsringscheibe zwischen dem Wälzlageraußenring und dem Wälzlagerinnenring angeordnet wird. In diesem Bereich kann das feste Dauerschmiermittel zusätzlich vor einem erhöhten äußeren Druck, geschützt werden, der beispielsweise von einem Hochdruckreiniger auf die außen liegende Stirnseite des Wälzlagers einwirken kann.
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Vorzugsweise ist die optional zusätzliche Dichtungsringscheibe in je zugeordnete Umfangsnuten seitens des Wälzlageraußenrings und des Wälzlagerinnenrings eingesetzt. Ferner wird vorgeschlagen, radial innenseitig der Dichtungsringscheibe eine Dichtungslippe anzuformen, die eine dynamische Abdichtung gegenüber dem Lagerinnenring bildet. Das lagerinnenseitig eingebrachte Dauerschmiermittel verhindert dabei ein Wegdrücken der Dichtungslippe nach innen, so dass diese durch das Dauerschmiermittel zusätzlich abgestützt wird.
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Die Dichtungsringscheibe kann beim Befüllen des Wälzlagers mit dem im Ausgangszustand pastösen Dauerschmiermittel gleichzeitig auch als Bodenabdichtung für den Gießprozess dienen. Ein zusätzliches Werkzeug ist hierfür insoweit nicht erforderlich. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Dauerschmiermittel an der der Dichtungsringscheibe abgewandten Stirnseite des Wälzlagers bündig mit dem Wälzlageraußenring und Wälzlagerinnenring abschließt. Somit kann von der weniger druckbelasteten Stirnseite des Wälzlagers her eine wirksame Abdichtung ohne zusätzliche Bauteile erzeugt werden. Zusätzlich wird vorgeschlagen, im Bereich der innenliegenden Stirnseite des Wälzlagers im Wälzlageraußenring und/oder im Wälzlagerinnenring eine Umfangsnut zur formschlüssigen Verbindung des Dauerschmiermittels mit dem Wälzlager einzubringen. Hierdurch kann ein Lösen des festen Dauerschmiermittels vom Wälzlagerinnenbereich mit einfachen Mitteln durch Formschluss verhindert werden.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt durch eine Tretlageranordnung ohne Tretwelle, und
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2 einen Querschnitt durch ein exemplarisches Wälzlager mit hierin eingebrachtem festen Dauerschmiermittel.
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Gemäß 1 besteht die Tretlageranordnung für ein – nicht weiter dargestelltes – Fahrrad aus zwei über einen rohrförmigen Zylinderkörper 1 aus Kunststoff axial beabstandet zueinander angeordneten Wälzlagern 2a, 2b. Die Wälzlager 2a, 2b kommen mit den einander zugeordneten Stirnflächen stirnseitig am rohrförmigen Zylinderkörper 1 zur Anlage. Die Wälzlageraußenringe 3 (exemplarisch) jedes Wälzlagers 2a, 2b sind in eine je zugeordnete Aufnahmehülse 4a, 4b aus Kunststoff eingepresst. Der rohrförmige Zylinderkörper 1 ist in die eine Aufnahmehülse 4a eingesteckt und per Rastverbindung befestigt. Seitens der anderen Aufnahmehülse 4b ist der rohrförmige Zylinderkörper 1 ebenfalls eingesteckt und über einen dazwischenliegenden elastomeren O-Ring 8 statisch abgedichtet. Über die beiden Aufnahmehülsen 4a, 4b wird die Tretlageranordnung in eine korrespondierende rohrförmige Aufnahme seitens des Fahrradrahmens eingesetzt. Durch die jeweiligen Wälzlagerinnenringe 5 (exemplarisch) der Wälzlager 2a, 2b wird die Tretwelle des Fahrrades gesteckt, um diese drehbar gegenüber dem Fahrradrahmen in an sich bekannter Weise zu lagern.
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Die Wälzkörper 6 (exemplarisch) der beiden Wälzlager 2a, 2b sind mit einem speziellen Dauerschmiermittel versehen, welches eine feste, poröse Matrixstruktur 7 aus einem Polymer und Schierstoff bildet. Diese Matrixstruktur 7 ist in dem radialen Bereich zwischen dem Wälzlageraußenring 3 und dem Wälzlagerinnenring 5 derart in das Wälzlager 2a, 2b eingebracht, dass die Wälzkörper 6 hiervon vollständig umschlossen sind.
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Wie detaillierter in 2 erkennbar, sind die Wälzkörper 6 des exemplarisch hier dargestellten Wälzlagers 2a in einem Lagerkäfig 9 geführt. Der Lagerkäfig 9 besteht aus einem Metallblech oder Kunststoff und ist ebenfalls vollständig von der Matrixstruktur 7 des Dauerschmiermittels umschlossen.
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Zu der am Tretlager von außen her zugänglichen Stirnseite 10 des Wälzlagers 2a ist eine zusätzliche außenliegende Dichtungsringscheibe 11 vorgesehen. Die zusätzlich den Lagerzwischenraum abkapselnde Dichtungsringscheibe 11 ist in Radialrichtung zwischen dem Wälzlageraußenring 3 und dem Wälzlagerinnenring 5 platziert. Die formschlüssige Befestigung der Dichtungsringscheibe 11 erfolgt über eine je zugeordnete Umfangsnut 12 am Wälzlageraußenring 3 sowie Umfangsnut 13 am Wälzlagerinnenring 5.
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Radial innenseitig der Dichtungsringscheibe 11 ist eine Dichtungslippe 14 angeformt, welche einer dynamischen Abdichtung gegenüber dem Wälzlagerinnenring 5 im Bereich der Umfangsnut 13 bildet. Weiterhin ist die aus einem elastomeren Dichtmaterial bestehende Dichtungsringscheibe 11 mit einem eingegossenen Verstärkungsring 15 versehen. Der Verstärkungsring 15 verläuft in Radialrichtung von der Umfangsnut 12 des Lageraußenrings 3, bis kurz vor die seitens der Umfangsnut 13 des Lagerinnenrings 5 angeformte Dichtlippe 14. Die Matrixstruktur 7 des eingebrachten Dauerschmiermittels schließt an der der Dichtungsringscheibe 11 abgewandten Stirnseite 16 des Wälzlagers 2a bündig mit dem Wälzlageraußenring 3 sowie dem Wälzlagerinnenring 5 ab. An dieser Stelle ist keine separate Dichtungsringscheibe vorgesehen. Diese Funktion wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Stirnseite des – hier nicht dargestellten – rohrförmigen Zylinderkörpers 1 übernommen.
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Im randseitigen Bereich der Stirnseite 16, konkret an der Innenwandung des Wälzlageraußenrings 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Umfangsnut 17 eingebracht, welche einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Matrixstruktur 7 des Dauerschmiermittels und dem Wälzlager 2 dient.
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Es ist beispielsweise auch möglich, bei Bedarf an beiden Stirnseiten des Wälzlagers eine zusätzliche Dichtungsringscheibe vorzusehen. Eine solche Dichtungsringscheibe kann allerdings auch entfallen, falls das Wälzlager von den Stirnseiten her keinen erheblichen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderkörper
- 2
- Wälzlager
- 3
- Wälzlageraußenring
- 4
- Aufnahmehülse
- 5
- Wälzlagerinnenring
- 6
- Wälzkörper
- 7
- Matrixstruktur des Dauerschmiermittels
- 8
- O-Ring
- 9
- Lagerkäfig
- 10
- Stirnseite
- 11
- Dichtungsringscheibe
- 12
- Umfangsnut
- 13
- Umfangsnut
- 14
- Dichtungslippe
- 15
- Verstärkungsring
- 16
- Stirnseite
- 17
- Umfangsnut
