DE19828009A1 - Vorrichtung zur drehbaren Lagerung einer Radnabe eines Zweiradfahrzeuges - Google Patents
Vorrichtung zur drehbaren Lagerung einer Radnabe eines ZweiradfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drehbaren Lagerung einer
Radnabe eines Zweiradfahrzeuges, insbesondere eines Fahrrades, welche
Vorrichtung die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die sich
durch eine einfache und zuverlässige Bauweise auszeichnet und einen einfa
chen und schnellen Zusammenbau ermöglicht. Diese Aufgabe ist erfindungs
gemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, das eine metallische Achswelle vorsieht,
beispielsweise aus einer Leichtmetall-Legierung, wird das konische Ringele
ment, das für das Festlegen der Radlager vorgesehen ist, axial in seine Wirk
stellung mittels einer Ringmuller gedrückt, die auf einen mit Gewinde versehe
nen Endteil der Achswelle aufgeschraubt ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist dieser Endteil der Achswelle glatt
(d. h. gewindefrei), und das ringförmige Element wird mittels eines ringförmigen
Spanners axial beaufschlagt, der auf der Achswelle verschiebbar ist. Sowohl die
Ringmutter des ersten Ausführungsbeispiels als auch der ringförmige Spanner
des zweiten Ausführungsbeispieles sind geschlitzt und weisen eine tangentiale
Spannschraube auf, um die Ringmutter bzw. den ringförmigen Spanner auf der
Achswelle in der Wirkstellung zu verriegeln.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist insbesondere für den Fall gedacht, bei dem
der Achswelle aus einem Kompositwerkstoff gefertigt und daher nicht geeignet
ist, um ein Gewinde an ihrem Endteil auszubilden. Außerdem weist in diesem
Fall die Achswelle eine regelrechte Zylinderform auf, so daß beide Radlager,
die die Nabe abstützen, mit einem konischen, klemmenden Ringelement der
oben beschriebenen Art versehen sind. In dem Fall jedoch, in dem die Achs
welle aus metallischem Werkstoff gefertigt ist, kann der Innenring eines der
zwei Lager gegen eine konische Oberfläche angedrückt werden, die unmittel
bar an einem Ende der Achswelle ausgebildet ist, während das entgegenge
setzte Lager mit dem konischen Ringelement versehen ist, wie es oben be
schrieben ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen in größerem Maßstab gezeichneten Ausschnitt von Fig. 1;
Fig. 3 eine auseinandergezogen gezeichnete perspektivische Ansicht
des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 und 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles der
Erfindung und
Fig. 5 eine auseinandergezogen gezeichnete perspektivische Ansicht
des Ausführungsbeispiels von Fig. 4.
Es wird zunächst auf Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Eine Radnabe für ein Rad
eines Fahrrades ist als Ganzes mit 1 bezeichnet und weist einen Körper aus
metallischem Werkstoff auf, beispielsweise aus einer Leichtmetall-Legierung,
der rohrförmig ist und einen axialen Hohlraum 2 begrenzt. Bei dem dargestell
ten Beispiel weist der Körper der Nabe 1 einen zentralen Teil 3 auf, der eine
zylindrische Form mit konstantem Durchmesser und zwei glockenförmige,
erweiterte Endteile 4 mit ringförmigen Flanschen 5 aufweist, die zur Befesti
gung der radial innenliegenden Enden von Speichen des Fahrradrades benutzt
werden.
Die Nabe 1 ist auf einer Achswelle 6 drehbar gelagert, die ebenfalls aus
metallischem Werkstoff gefertigt und an ihren Enden an einem Fahrradrahmen
zu befestigen ist. Zu diesem Zweck weist bei dem dargestellten Beispiel die
Achswelle 6 zwei Halbachsen 7, 8 an ihren Enden auf, von denen die Halb
achse 8 einstückig mit der Achswelle 6 ausgebildet ist und die Halbachse 7 ein
gesondertes Bauteil ist, das an einem mit Innengewinde versehenen Endteil 9 in
den inneren zylindrischen Hohlraum 10 der Achswelle eingeschraubt ist.
Die Nabe 1 ist auf der Achswelle 6 mittels zweier Wälzlager drehbar gelagert,
die beim dargestellten Beispiel zwei Kugellager 11,12 sind, die sowohl Axial
kräfte als auch Radialkräfte übertragen können, die zwischen Nabe 1 und
Achswelle 6 wirksam sind. Die zwei Kugellager 11, 12 weisen Innenringe 11a
bzw. 12a auf, welche drehfest mit der Achswelle 6 verbunden sind, sowie
Außenringe 11b bzw. 12b auf, die drehfest mit der Nabe 1 verbunden sind.
Gemäß der Erfindung wird der Zusammenbau der oben beschriebenen Einheit
bewirkt, indem ein Ringelement 13, das eine äußere Konusfläche 13a und eine
innere Zylinderfläche besitzt, zwischen Achswelle 6 und Innenring 11a des
Kugellagers 11 eingesetzt wird. Zu diesem Zweck weist die innere Oberfläche
des Innenringes 11a einen Konusteil 14 auf, der mit der äußeren Konusfläche
13a des Ringelementes 13 in Berührung ist. Letzteres wird axial nach rechts
(entsprechend Fig. 1) gedrückt, bis es eine Wirkstellung erreicht, in der es den
Innenring 11a des Lagers 11 drehfest an der Achswelle 6 sichert. Gleichzeitig
wird der Außenring 11b gegen eine Ringschulter 15 gespannt, die in der
Oberfläche des Hohlraumes 2 der Nabe 1 ausgebildet ist.
Das konische Ringelement 13 wird axial in seine endgültige Wirkstellung, in
der das Kugellager 11 im Einbauzustand festgelegt ist, mittels einer Ringmutter
16 gedrückt, die auf einen mit Außengewinde versehenen Endteil 17 der
Achswelle aufgeschraubt ist.
Am entgegengesetzten Ende der Achswelle 6 weist letztere einen Teil 18 mit
einer Konusfläche auf, die mit einem entsprechenden konischen Flächenteil 19
zusammenwirkt, der an der inneren Oberfläche des Innenringes 12a des Kugel
lagers 12 ausgebildet ist. Wenn das konische Ringelement 13 bis zu seiner
Wirkstellung gedrückt ist, d. h. nach rechts bezüglich Fig. 1, wird die auf das
Kugellager 11 aufgebrachte Axialkraft über die Radnabe 1 auf das Kugellager
12 übertragen, so daß dessen Innenring 12a an dem konischen Oberflächenteil
18 der Achswelle 6 angreift und dadurch ein sicheres Festspannen auch für das
Kugellager 12 bewirkt.
Wenn die Ringmutter 16 aufgeschraubt ist, bis sie das konische Ringelement 13
in seine Wirkstellung drückt, kann sie in dieser Stellung verriegelt werden. Zu
diesem Zweck weist die Ringmutter 16 einen Schlitz 16a auf und ist mit einer
tangentialen Spannschraube 16b versehen, die angezogen werden kann, um die
Ringmutter 16 durch Reibung in der erreichten Stellung zu verriegeln. Es
versteht sich, daß anstelle dieser Anordnung ein anderes Spann- und Verriege
lungsmittel angewendet werden kann, beispielsweise eine Ringmutter mit einer
zusätzlichen Gegenmutter oder eine selbstsichernde Ringmutter.
Fig. 4 und 5 zeigen eine Abwandlung, die einen Fall betrifft, bei dem die
Achswelle 6 einen regelrechten zylindrischen Körper aus einem Komposit
werkstoff besitzt, beispielsweise einem Kohlefaserwerkstoff, und kein Außenge
winde nach Art des mit Außengewinde versehenen Endteiles 17 besitzt, da eine
solche Bearbeitung an einem Werkstoff dieser Art nicht durchführbar ist. In
diesem Falle werden beide Lager 11, 12 mittels betreffender konischer Ring
elemente 13 bzw. 13' gespannt. Ferner sind bei diesem Beispiel wiederum, da
die Achswelle 6 eine regelrechte zylindrische Form haben muß, beide Halb
achsen 7, 8 durch von der Achswelle 6 gesonderte Elemente gebildet, die in
die Endteile des inneren Hohlraumes 10 der Achswelle 6 eingeklebt sind.
Außerdem wird in diesem Falle, da die äußere Oberfläche der Achswelle 6
keinerlei Gewinde aufweisen kann, das konische Ringelement 13 gegen seine
Wirkstellung hin mittels eines ringförmigen Spanners 16' gedrückt, der, ähnlich
wie die Ringmutter 16 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels, einen
Schlitz 16'a und eine Spannschraube 16'b aufweist, die angezogen werden
kann, um den ringförmigen Spanner 16' mittels Reibung auf der Achswelle 6
festzuklemmen. Wenn der Spanner 16' das ringförmige Element 13 gegen seine
Wirkstellung drückt, wird das Lager 11 in ähnlicher Weise gespannt wie dies
unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, während das Lager 12 ge
spannt wird, da sein Innenring 12a auf das konische Ringelement 13' gedrückt
wird, welches axial mittels einer Distanzierhülse 20 und einen Ringflansch 21
an der Halbachse 18 gesichert ist, welcher sich über den Außendurchmesser
der Achswelle 6 hinaus erstreckt.
Die Druckkraft, welche auf den ringförmigen Spanner 16' aufgebracht werden
muß, um die Einheit im zusammengebauten Zustand zu spannen, kann bei
spielsweise mittels eines Werkzeuges ausgeübt werden, das eine Schraube
beinhaltet, die über die gesamte Länge des inneren Hohlraumes 10 der Achs
welle 6 und durch zentrale Bohrungen 8a und 7a der Halbachsen 8 bzw. 7
hindurchgesteckt wird. Diese Schraube weist einen Kopf auf, der sich gegen die
Halbachse 8 abstützt. Eine am anderen Ende auf diese Schraube aufgeschraubte
Mutter ermöglicht es, eine Kraft auf die ringförmigen Spanner 16' auszuüben.
Das oben beschriebene Werkzeug ist jedoch in den beigefügten Zeichnungen
nicht dargestellt, da es für sich allein keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet und da es möglich ist, den Spanner 16' auf andere Weise anzubringen,
wie es für den einschlägigen Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist.
Im Falle des in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispieles weist die Radnabe
1 einen zentralen Teil 3 auf, dessen Innendurchmesser nur geringfügig größer
ist als der Außendurchmesser der Achswelle 6, um eine gute Abstützung für
diese Achswelle zur Verfügung zu stellen, was eine übermäßige Biegung
derselben verhindert.
Es versteht sich, daß bei gleichbleibendem Grundprinzip der Erfindung die
baulichen Einzelheiten und die Ausführungsbeispiele weitgehend gegenüber
dem, was beschrieben und lediglich beispielhaft dargestellt ist, abgewandelt
werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur drehbaren Lagerung einer Radnabe eines Zweiradfahr
zeuges, insbesondere eines Fahrrades, die aufweist:
- - eine Achswelle (6), die sich durch den Hohlraum (2) der Nabe (1) erstreckt,
- - ein Paar Wälzlager (11, 12), die zwischen die äußere Oberfläche der Achswelle (6) und die Fläche des Hohlraumes (2) der Nabe (1) eingefügt sind und die jedes einen Innenring (11a, 12a) und einen Außenring (11b, 12b) besitzen, die an der Achswelle (6) bzw. der Nabe (1) festgelegt sind, und
- - eine Einrichtung zum Festlegen der genannten Lager (11, 12) im
zusammengebauten Zustand,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung zumindest ein ringförmi ges Element (13) beinhaltet, das eine äußere Konusfläche (13a) aufweist, die zwischen die äußere Oberfläche der Achswelle (6) und den Innenring (11a) eines der Lager (11, 12) eingesetzt ist, daß der Innenring (11a) dieses Lagers eine zumindest teilweise konische Innenfläche (14) in Berührung mit der Konusfläche (13a) des genannten konischen Ringele mentes (13) aufweist, daß eine Einrichtung (16, 16') vorgesehen ist, um das konische Ringelement (13) zwischen der Achswelle (6) und dem Lager (11) axial in eine Wirkstellung zu drücken, in der es den Innenring (11a) des genannten Lagers (11) drehfest an der genannten Achswelle (6) fest legt, und daß die genannte Einrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, das genannte konische Ringelement (13) in der genannten Wirkstellung zu verriegeln.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte
Einrichtung für axiales Drücken des konischen Ringelementes (13) eine
Ringmutter (16) mit Innengewinde aufweist, die auf einen mit Gewinde
versehenen Endteil (17) der Achswelle (6) aufschraubbar und mit Mitteln
(16a, 16b) versehen ist, um sie auf der Achswelle (6) zu verriegeln.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte
Einrichtung für axiales Drücken des konischen Ringelementes (13) einen
ringförmigen Spanner (16') aufweist, der verschiebbar auf einem gewin
defreien Endteil der Achswelle (6) angeordnet und mit Mitteln (16'a, 16'b)
versehen ist, um ihn auf der Achswelle (6) zu verriegeln.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
einziges konisches Ringelement (13) vorgesehen und einem der Lager (11)
zugeordnet ist und daß das andere Lager (12) auf einem Teil (18) der
Achswelle (6) festspannbar ist, der eine konische, unmittelbar an der
Achswelle (6) ausgebildete Oberfläche besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achswelle (6) eine regelrechte zylindrische Form besitzt und daß zwei
konische Ringelemente (13, 13') vorgesehen sind, die den zwei Lagern
(11 bzw. 12) zugeordnet sind, daß eines dieser konischen Elemente (13)
unmittelbar der Kraft ausgesetzt ist, die durch die Einrichtung (16') zum
axialen Drücken ausgeübt wird, und daß das zweite konische Ring
element (13') durch ein Anschlagelement (20, 21) abgestützt ist, das mit
der Achswelle (6) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achswelle (6) aus metallischem Werkstoff ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Achswelle (6) aus einem Kompositwerkstoff
gefertigt ist.
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