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Die Erfindung betrifft eine Steckachse zur Radbefestigung, insbesondere zur Befestigung von Rädern für Fahrräder oder ähnliche Fortbewegungsmittel. Als Stand der Technik wird die
EP 1 990 265 B2 angegeben, die allgemein ein Steckachsensystem zur Radbefestigung betrifft.
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Das dort dargestellte Steckachsensystem zur Radbefestigung besteht aus einer etwa rohrförmigen Steckachse, die auf der einen Seite einen Steckachsenkopf aufweist, der mit einem ersten Ausfallende verbunden ist und auf der gegenüberliegenden Seite einen Gewindeansatz aufweist, der mit einem anderen Ausfallende verbunden ist.
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Nachteil der bekannten Steckachse ist allerdings die aufwendige Befestigung und die aufwendige Ausbildung des Steckachsenkopfes sowie die Defektanfälligkeit des O-Ringes, welcher das ringförmige Andruckelement gegen ein Abrutschen im ausgebauten Zustand sichert.
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Im genannten Patent wird vorausgesetzt, dass ein ringförmiges Andruckelement vorgesehen ist, welches eine im Wesentlichen zentrische Durchführung aufweist, durch die sich zumindest ein Teil des Achsabschnittes erstreckt und wenigstens einen innen liegenden Rücksprung aufweist, an welchen im eingebauten Zustand eine Schulter anliegt, sodass diese Schulter die axiale Verschiebungskraft zumindest teilweise auf das Andruckelement überträgt.
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Der Steckachsenkopf ist einteilig mit dem Rohrabschnitt der Steckachse verbunden, d. h. mit dem Achsrohr.
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Damit entsteht der Nachteil einer aufwendigen Fertigung, denn ein solcher Steckachsenkopf kann nur durch einen aufwendigen mechanischen Stauchvorgang oder durch eine aufwendige Zerspanung des gesamten Achsrohres aus einem Vollmaterial hergestellt werden, was mit hohem Aufwand verbunden ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, den Steckachsenkopf einer Steckachse so weiterzubilden, dass er wesentlich vereinfacht hergestellt werden kann.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
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Merkmal der Erfindung ist, dass der Steckachsenkopf erfindungsgemäß aus einer ein- oder mehrteiligen Kopfschraube besteht, die mit ihrem bolzenseitigen Ende in das stirnseitige Ende des Achsrohrs eingreift und dort verankert ist und dass die Kopfschraube ferner einen abgestuften Ansatz für die lagensichere Anlage einer zweiteiligen Kopfscheibe aufweist.
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Mit der Erfindung wird demnach der Vorteil erzielt, dass auf ein werkstoffeinstückiges Anformen eines Steckachsenkopfes an ein Achsrohr verzichtet wird und dass stattdessen eine ein- oder mehrteilige Kopfschraube in das Achsrohr eingeführt wird und dort festgelegt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kopfschraube mit einem Schraubbolzen in einem zugeordneten Gewinde im Innenraum des Achsrohres eingeschraubt. Statt einer solchen Gewindeverbindung können auch andere Verbindungen verwendet werden wie z. B. eine Pressverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Schrumpfverbindung.
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Wichtig ist nun die zweiteilige Ausführung, denn die Kopfschraube kann aus einem relativ kostengünstigen, leichtgewichtigen Material auf einfache Weise hergestellt werden. Die eigentlichen lastübertragenden Elemente sind dann neben der Kopfschraube selbst auch die zweiteilige Kopfscheibe, die aus zwei aneinander lastübertragend und formschlüssig anliegenden, metallisch hochwertigen und lastübertragenden Ringen besteht, nämlich aus einem Paßring und einem Druckring.
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Damit besteht der Vorteil, dass die Kopfschraube aus einem relativ einfachen und kostengünstigen Material hergestellt werden kann und die eigentlichen lastübertragenden Teile, nämlich der zweiteilige Kopfring aus relativ hochwertigen Materialien hergestellt werden kann.
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Die Kopfschraube kann aber auch aus einem werkstoffeinstückigen Material hergestellt werden und ist dann einteilig. In diesem Fall bildet die Kopfschraube mit der ein- oder mehrteiligen Kopfscheibe ein material-einheitliches, einstückiges Teil. Der einfacheren Beschreibung wegen wird jedoch in der folgenden Beschreibung von einer Kopfschraube und einer davon material-getrennten ein- oder mehrteiligen Kopfscheibe ausgegangen, obwohl die Erfindung darauf nicht beschränkt ist. Das ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 2.
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Soll beispielsweise die Steckachse in ein aus Carbon bestehendes Ausfallende einer Gabel eines Fahrrades eingesteckt und dort befestigt werden, hat es sich als günstig herausgestellt, den dort direkt anliegenden Teil des Kopfringes, der nachfolgend als Paßring bezeichnet wird, aus einem Titanmaterial auszubilden, während der andere Teil des Kopfringes, nämlich der Druckring, aus einem einfacheren Material wie z. B. aus Aluminium bestehen kann.
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Damit ist mit der mehrteiligen, material-getrennten Ausbildung des Steckachsenkopfes ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik zu erreichen, was bisher nicht möglich war.
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Wichtig ist auch noch, dass der maximale Außendurchmesser der Kopfschraube insgesamt nicht oder nicht wesentlich über den Außendurchmesser des Achsrohres im Bereich der Befestigung hinaus steht, weil damit eine erhebliche Gewichtseinsparung verbunden ist und die eigentlichen Anschlagflächen durch eine zweiteilige hochwertige Kopfscheibe erreicht wird, die aus dem Paßring und dem Druckring besteht.
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Es wird bevorzugt, wenn der Paßring an seiner Steckseite eine Konusfläche aufweist, sodass sich die zweiteilige Kopfscheibe bestehend aus Paßring und Druckring an dem Innenumfang des Rohres zentriert, in welches die Steckachse eingesteckt wird.
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Ferner wird es bevorzugt, wenn der Paßring einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, der den Umfang des Paßringes in radialer Richtung durchtrennt und unterteilt, sodass der Paßring durchmesservariabel ist. Es ist nicht lösungsnotwendig, dass der Schlitz sich in genau achsialer Richtung parallel zur Längsachse der Steckachse erstreckt. Der Schlitz kann auch schräg verlaufend, zick-zack-förmig oder in anderer Weise ausgebildet sein. Wichtig ist nur, dass der Paßring durchmesservariabel ausgebildet ist, weil der Schlitz den Durchmesser des Paßrings variabel gestaltet.
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Mit der Verwendung einer zweiteiligen Kopfscheibe bestehend aus Paßring und Druckring, die entlang einer gemeinsamen Kontaktebene lastübertragend aneinander liegen, ergibt sich der Vorteil einer günstigen Herstellung und der Möglichkeit, verschiedene Materialien für den Paßring und den Druckring zu verwenden.
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Der Druckring liegt mit einer zugeordneten Anschlagfläche an einer axialen Anschlagfläche der Kopfschraube an.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich” oder „wichtig” bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: Längsschnitt durch eine Steckachse nach der Erfindung
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2: Seitenansicht der Steckachse nach 1
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3: Seitenansicht der Kopfschraube
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4: Seitenansicht des Paßringes
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5: Vorderansicht des Paßringes
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6: Vorderansicht des Druckringes
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7: Einschnitt durch den Druckring
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In 1 ist eine Steckachse 1 dargestellt, die im Wesentlichen aus einem Achsrohr 2 besteht, welches aus einem Kunststoff oder einer Leichtmetalllegierung oder einem Kombinationswerkstoff aus Metall und Kunststoff bestehen kann.
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Das Achsrohr ist zylindrisch profiliert und weist an seiner rechten Stirnseite einen einschraubbaren oder eingesteckten Einfädelkonus 3 auf, mit dem die Steckachse 1 in eine zugeordnete Aufnahmeöffnung in einem Ausfallende der Radbefestigung an einem Zweirad eingesteckt werden kann.
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Aus diesem Grund weist der Außenumfang des Achsrohres ein Außengewinde 4 auf.
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Das Profil des Achsrohres 2 ist aus Gewichtsgründen unterschiedlich ausgebildet und weist jeweils an einander gegenüberliegenden Stirnseiten durchmesserverdickte Abschnitte 11, 12 auf, während der dazwischen liegende Abschnitt 13 aus Gewichtsersparnisgründen im Durchmesser verkleinert ausgebildet ist.
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Der erfindungsgemäße Steckachsenkopf 5 ist mehrteilig ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einer Kopfschraube 6, die mittels einer Gewindeverbindung 7 in den Innenumfang des Achsrohres 2 eingeschraubt ist.
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An der Stirnseite der Kopfschraube 6 ist eine Werkzeugöffnung 10 für das Einstecken eines geeigneten Drehwerkzeuges, wie z. B. ein Inbusschlüssel oder ein Torx-Werkzeug vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Kopfscheibe ist zweiteilig und besteht aus einem innen liegenden konischen Paßring 8 und einem außen liegenden Druckring 9, mit dem die Steckkraft auf den Kopf der Kopfschraube 6 übertragen wird.
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In 2 ist die Steckachse 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es ist dargestellt, dass der Einfädelkonus 3 entfernt wurde.
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Die 3 zeigt den Aufbau der Kopfschraube 6, wobei sich an einen Schraubbolzen 16 mit Außengewinde eine Anschlagfläche 17 vergrößerten Durchmessers anschließt, die in einen Schraubenbund 18 vergrößerten Durchmessers übergeht.
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Dieser geht wiederum über eine weitere Anschlagfläche 19 in einen Kopfbund 20 über, der einen Durchmesser 32 aufweist.
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Der Durchmesser 31 des Schraubenbundes 18 ist demzufolge kleiner als der Durchmesser 32 des Kopfbundes 20 und insgesamt ist der Durchmesser 32 der Kopfschraube 6 nicht oder nur minimal größer als der Außendurchmesser des Achsrohres 2 im Bereich des verdickten Abschnittes 11.
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Damit ragt die Kopfschraube an keiner Stelle über den Außenumfang des Achsrohres 2 im Bereich des Abschnittes 11 hinaus.
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Dies ist eine wesentliche Gewichtsersparnis, denn in anderen Fällen mussten massive Kopfschrauben 6 verwendet werden, die daher einen dementsprechenden vergrößerten Kopfbund 20 aufwiesen, der die Anschlagbegrenzung für das Einstecken des Achsrohres 2 bildete.
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Im vorliegenden Fall wird die Anschlagbegrenzung durch die zweiteilige Kopfscheibe gebildet, wobei der eine Teil aus einem Paßring 8 besteht, der sich mit seiner Konusfläche 21 an einer nicht näher dargestellten Stecköffnung eines Ausfallendes zentriert, in welches die Steckachse 1 eingesteckt ist.
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Damit sich der Paßring 8 günstig an diese Stecköffnung anpassen kann, ist ein Schlitz 14 vorgesehen, der das Material des Passringes 8 durchsetzt, sodass sich dieser im Durchmesser verringern kann, (4).
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Der Paßring 8 liegt nicht unmittelbar an der Stirnseite des Abschnittes 11 des Achsrohres 2 an, sondern hat dort ein gewisses axiales Spiel 23.
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Er bildet an seiner flachen Stirnseite eine Kontaktfläche 24, an der lastübertragend eine gegenüberliegende Kontaktfläche 28 des Druckringes 9 anliegt. Beide Flächen bilden somit eine lastübertragende Kontaktebene 15.
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Die 5 zeigt im Übrigen, dass im Umfangsbereich der Innenbohrung 25 eine Begrenzungsfläche 22 angeordnet ist.
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Die 6 und 7 zeigen die Draufsicht und den Schnitt durch den Druckring 9, der im Wesentlichen mit einer vorderen, sichtseitigen Konusfläche 27 versehen ist, die lediglich aus Gewichtsersparnisgründen angeschrägt ist.
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An der Rückseite ist die vorher erwähnte Kontaktfläche 29 angeordnet, mit der der Druckring 9 mit der Kontaktfläche 24 des Paßringes 8 zusammenhängt.
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In der Innenbohrung 28 befindet sich ein erweiterter Ringansatz, der eine Anschlagfläche 30 bildet, mit dem der Druckring lastübertragend an der Anschlagfläche 19 am Kopfbund 20 der Kopfschraube 6 anliegt.
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In einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Kopfschraube 6 aus hochlegiertem Stahl oder Titan oder einem anderen harten metallischen Material besteht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der sich im Steckachsenkopf 5 befindliche Innensechskant oder das Vielzahnprofil besonders stabil und verschleißfest ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckachse
- 2
- Achsrohr
- 3
- Einfädelkonus
- 4
- Außengewinde
- 5
- Steckachsenkopf
- 6
- Kopfschraube
- 7
- Gewindeverbindung
- 8
- Paßring
- 9
- Druckring
- 10
- Werkzeugöffnung
- 11
- Abschnitt
- 12
- Abschnitt
- 13
- Abschnitt
- 14
- Schlitz
- 15
- Kontaktebene
- 16
- Schraubbolzen (von 6)
- 17
- Anschlagfläche
- 18
- Schraubenbund
- 19
- Anschlagfläche
- 20
- Kopfbund
- 21
- Konusfläche (von 8)
- 22
- Begrenzungsfläche
- 23
- Spiel
- 24
- Kontaktfläche (von 8)
- 25
- Innenbohrung
- 26
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- 27
- Konusfläche (von 9)
- 28
- Kontaktfläche (von 9)
- 29
- Innenbohrung
- 30
- Anschlagfläche (für 19)
- 31
- Durchmesser
- 32
- Durchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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