DE19856626A1 - Nabe, insbesondere für Fahrräder und dergleichen - Google Patents

Abstract

Nabe, insbesondere für Fahrräder und dergleichen, welche eine Nabenachse und ein mit Wälzlagern gegenüber dieser Nabenachse gelagertes Nabengehäuse umfaßt, wobei die Wälzlager Wälzkörper aufweisen, die jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Zur Lagerung werden zwei nebeneinander, in einem geringen Abstand, angeordnete Wälzlager verwendet. Weiterhin ist es möglich, eine hohle Nabenachse zu verwenden, die derart gestaltet ist, daß an einer zentralen Stelle ein Innendurchmesser der hohlen Nabenachse größer ist als ein Außendurchmesser der Nabe in einem Außenbereich, der dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nabe, die insbesondere für Fahrräder geeignet ist. Der Einsatz in Fahrrädern ist aber nicht der einzig mögliche Einsatz; solche Naben können z. B. auch für Rollstühle, (Fahrrad-)Anhänger und andere muskelbe­ triebene oder nicht muskelbetriebene Fahrzeuge und Geräte ver­ wendet werden. Zur Vereinfachung wird die Erfindung aber im folgenden in bezug auf die Anwendung bei Fahrrädern beschrie­ ben, wobei diese Beschreibung keinesfalls als Einschränkung der Anwendung verstanden werden soll.

Naben dienen zur Verbindung des Fahrradrahmens mit dem Laufrad. Üblicherweise weist eine Nabe eine feststehende Achse und ein drehbar dazu gelagertes Nabengehäuse auf, an welchem Speichen angeordnet werden können, um das Nabengehäuse mit der Felge des Rades zu verbinden. Neben diesen Speichen werden heute zunehmend auch Verbindungen verwendet, bei denen nur drei oder vier Kunststoffabstützungen zur Verbindung mit der Felge verwendet werden, oder es werden Scheiben, z. B. Karbon­ scheiben verwendet.

Insbesondere, aber nicht nur im hochsportlichen Bereich, sind die Anforderungen an solche Naben sehr hoch.

Auf der einen Seite soll eine Fahrradnabe auch hohe Kräfte, wie sie z. B. bei Geländefahrten mit Mountainbikes auftreten, sicher aufnehmen, auf der anderen Seite sollte eine Nabe bei dem Einsatz in z. B. sogenannten Rennrädern ein möglichst ge­ ringes Gewicht aufweisen, um eine möglichst große Geschwindig­ keit zu ermöglichen.

Weiterhin soll eine Nabe, auch über längere Zeiträume hinweg, zuverlässig arbeiten.

Im professionellen und semiprofessionellen Sportbereich ist es üblich, derartige Naben vor jedem oder fast jedem Einsatz zu warten. Es ist deshalb weiterhin erforderlich, daß die Nabe leicht zerlegt und wieder zusammengebaut werden kann.

In den letzten Jahren ist es zunehmend beliebter geworden, mit dem Fahrrad ausgedehnte Touren zu unternehmen oder mit Fahrrad und Gepäck auch entfernte Länder zu erkunden. Bei langen Fahr­ ten über unebene Strecken oder durch unwegsames Gelände oder auch durch natürliche Abnutzung können Teile einer Nabe Defek­ te aufweisen oder verschleißen.

Dann ist es erforderlich, die Nabe zu reparieren und die ver­ schlissenen Elemente auszutauschen. Es ist deshalb weiterhin erforderlich, daß Ersatzteile für solche Naben einfach und schnell erhältlich sind.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nabe für ein Fahrrad zur Verfügung zu stellen, welche die vor­ genannten Anforderungen erfüllt und welche insbesondere eine zuverlässige Funktion bei guter Demontierbarkeit und einem ge­ ringen Gewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1, des Anspruchs 2, des Anspruchs 17 und des An­ spruchs 18 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrradnabe mit geringem Gewicht und hoher Funktionssicherheit und Haltbarkeit zur Ver­ fügung, welche einfach zu warten ist.

Die erfindungsgemäße Nabe beinhaltet eine Nabenachse und ein konzentrisch dazu angeordnetes hohles Nabengehäuse, welches mit wenigstens zwei vorzugsweise baugleichen bzw. identischen Wälzlagern gegenüber diese Nabenachse drehbar gelagert ist. Wenigstens zwei der Wälzlager sind zueinander benachbart ange­ ordnet. Diese wenigstens zwei benachbart angeordneten Wälzla­ ger sind nebeneinander mit im wesentlichen geringem Abstand zueinander angeordnet.

Unter einem geringen Abstand ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, daß der axiale Abstand zwischen den nebeneinander angeordneten Wälzlagern kleiner ist als die axiale Breite ei­ nes der beiden Wälzlager. Vorzugsweise ist der axiale Abstand der beiden Wälzlager kleiner als die Hälfte der axialen Breite eines der Lager, und besonders bevorzugt ist er kleiner als ein Zehntel der axialen Breite eines der Wälzlager, und beson­ ders bevorzugt sind die beiden Wälzlager im wesentlichen an­ einander anstoßend angeordnet.

Mit im wesentlichen aneinander anstoßend angeordnet ist im Sinne dieser Anmeldung zu verstehen, daß die beiden Lager be­ vorzugterweise aneinander anstoßen bzw., daß ein gegenseitiges Berühren der Lager nicht durch zusätzliche Maßnahmen verhin­ dert wird.

Die zur Lagerung eingesetzten Wälzlager weisen Wälzkörper auf, und die Wälzkörper jedes Wälzlagers sind in einem vorbestimm­ ten Abstand zueinander angeordnet. Vorzugsweise werden han­ delsübliche Wälzlager eingesetzt.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nabe weist die Nabe eine hohle Nabenachse und ein mit Wälzlagern gegenüber der Nabenachse drehbar gelagertes Nabengehäuse auf. Die Wälzlager weisen jeweils Wälzkörper auf, die wie in der vorigen Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Nabe je­ weils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Weiterhin weist eine solche Nabe einen ersten Durchmes­ serabschnitt auf, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfal­ lende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden.

Des weiteren weist die Nabe bzw. die Nabenachse wenigstens ei­ nen zweiten Durchmesserabschnitt auf, der im wesentlichen in einem zentralen Bereich der Nabenachse angeordnet ist und wel­ cher einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser auf­ weist, wobei der Innendurchmesser dieses zweiten Durchmesser­ bereiches gleich oder größer ist als der Außendurchmesser die­ ses ersten Durchmesserbereichs.

In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nabe weist die Nabe eine hohle Nabenachse auf, die im Unterschied zu konventionellen Nabenachsen derart gestaltet ist, daß das Verhältnis von Außen- zu Innendurchmesser klein ist bzw. daß sie eine relativ geringe Wandstärke aufweist. Auch in dieser Ausgestaltung werden zur Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse Wälzlager eingesetzt, die Wälzkörper aufweisen, welche jeweils ebenfalls in einem vorbestimmten Abstand zuein­ ander angeordnet sind. In einem zentralen Bereich in der Mitte der Nabe beträgt die Wandstärke der hohlen Nabenachse zwischen 0,5 und 3 mm, bevorzugterweise zwischen 1 und 2,5 mm und be­ sonders bevorzugt zwischen 1,7 mm und 2,3 mm und liegt bevor­ zugt bei etwa 2 mm.

Die erfindungsgemäße Nabe hat viele Vorteile.

Durch den Einsatz von Wälzlagern, die eine Vielzahl von Wälz­ körpern aufweisen, welche jeweils in einem vorbestimmten Ab­ stand zueinander angeordnet sind, können industriell gefertig­ te bzw. handelsübliche Wälzlager eingesetzt werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der erfindungsgemä­ ßen Nabe erzielt wird.

Besonders bei Verwendung von handelsüblichen, industriell ge­ fertigten Wälzlagern ist insbesondere der Austausch verschlis­ sener oder defekter Wälzlager sehr einfach, da insbesondere bei Einsatz von z. B. nach DIN oder ISO oder dgl. genormten Lagern diese auf der ganzen Welt in kurzer Zeit erhältlich sind. So kann ein Austausch eines Wälzlagers innerhalb kürze­ ster Zeit erfolgen, auch wenn gerade kein Fahrradhändler in der Nähe ist oder ein Fahrradhändler kein passendes Lager auf Vorrat hat.

Die Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse mit zwei benachbart, vorzugsweise direkt benachbart, und besonders bevorzugt aneinander anstoßend angeordneten Wälzlagern ist be­ sonders vorteilhaft, da die von jedem Lager aufzunehmende Be­ lastung kleiner ist und deshalb Wälzlager mit kleineren Außen­ abmessungen eingesetzt werden können, die einen kleineren Raumbedarf aufweisen. Durch den Einsatz zweier Wälzlager an­ stelle des bisher üblichen einen ist es möglich, das Bau- und das Materialvolumen bei gleicher Haltbarkeit und Belastbarkeit zu reduzieren.

Eine Nabe mit einer hohlen Nabenachse, bei welcher ein Außen­ durchmesser der Nabe in einem ersten Bereich, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens einge­ schoben zu werden, größer ist als ein Innendurchmesser in ei­ nem zweiten Durchmesserbereich, der im wesentlichen im zentra­ len Bereich der Nabenachse angeordnet ist, hat viele Vorteile.

Im Gegensatz zu konventionellen hohlen Nabenachsen hat eine erfindungsgemäße hohle Nabenachse einen besonders großen In­ nendurchmesser, welcher es erlaubt, die gesamte Nabenachse be­ sonders schlank bzw. dünnwandig zu gestalten.

In der weiteren und anderen Ausgestaltung bei Verwendung einer hohlen Nabenachse werden ebenfalls Wälzlager mit Wälzkörpern verwendet, wobei die Wälzkörper jedes Wälzlagers in einem vor­ bestimmten Abstand zueinander ausgerichtet sind.

Steifigkeit und Festigkeit einer Nabenachse hängen nicht nur von der Masse bzw. dem Volumen und dem verwendeten Material ab, sondern auch von deren geometrischer Verteilung. Die Bie­ gesteifigkeit von Naben steigt mit zunehmendem Durchmesser an. Radial weiter außen liegende Bereiche tragen überproportional zur Biegesteifigkeit bei. Deshalb ist eine erfindungsgemäße Nabe besonders vorteilhaft, da durch den großen Außendurchmes­ ser in Verbindung mit der geringen Wandstärke eine hohe Biege­ steifigkeit bei geringem Materialeinsatz und somit Gewicht er­ zielt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine bevorzugte Weiterbildung aller bisher beschriebener Ausgestaltungen auch Merkmale ein­ zelner, oder aller, bisher beschriebener Ausgestaltungen ver­ wenden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nabe nach einer oder mehrerer vorher beschriebener Ausgestaltungen weist die Nabe weiterhin einen Rotor auf, an welchem minde­ stens ein, vorzugsweise bis zu 10 oder mehr Zahnräder anzuord­ nen sind und welcher mit wenigstens einem Wälzlager drehbar gegenüber der Nabenachse gelagert ist, und umfaßt eine Frei­ laufeinrichtung, welche zwischen dem Rotor und dem Nabengehäu­ se angeordnet ist.

Diese Weiterbildung wird insbesondere für Hinterräder von Fahrrädern verwendet, da diese üblicherweise angetrieben wer­ den. Im Stand der Technik sind jedoch auch Fahrräder bekannt geworden, bei denen das Vorderrad angetrieben wird. Selbstver­ ständlich eignet sich diese Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Nabe auch für solche Vorderräder.

Die Verwendung einer solchen erfindungsgemäßen Nabe als An­ triebsnabe bzw. Hinterradnabe hat viele Vorteile, da durch die Verwendung von zwei benachbart angeordneten Wälzlagern anstel­ le von einem Wälzlager, wie es im Stand der Technik bekannt geworden ist, der Materialeinsatz bzw. das Bauvolumen der Hin­ terradnabe verringert werden kann und somit Gewicht gespart wird.

Bei Einsatz einer erfindungsgemäßen hohlen Nabenachse ist es ebenfalls möglich, Gewicht gegenüber herkömmlichen Naben ein­ zusparen.

In einer bevorzugten Weiterbildung aller bisher beschriebenen Ausgestaltungen weisen die Wälzlager Wälzkäfige auf, in denen die Wälzkörper der jeweiligen Wälzlager in vorbestimmten Ab­ ständen gehalten bzw. angeordnet werden. Bevorzugterweise sind die Wälzkäfige aus Kunststoff oder Metall.

In einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Wälzlager zu­ sätzlich einen Innen- bzw. Außenring und besonders bevorzugt einen Innen- und einen Außenring auf.

Die Verwendung von Wälzlagern mit Innen- und Außenring ist be­ sonders vorteilhaft, da bei Verschleiß oder Zerstörung eines oder mehrerer Wälzkörper das komplette Wälzlager einfach aus­ getauscht werden kann.

Bei herkömmlichen Fahrradnaben dient oft ein kegelförmiger Ab­ schnitt auf der Nabenachse als innere Lauffläche für die Wälz­ körper, während die äußere Lauffläche im Nabengehäuse gebildet wird. Durch natürlichen Verschleiß, Überschreiten der Lebens­ dauer oder durch Eindringen von Fremdpartikeln oder Staub kön­ nen die Wälzkörper zerstört werden, und es bilden sich bei solchen herkömmlichen Naben schnell Riefen und andere Schäden auf den inneren und/oder äußeren Laufflächen an der Nabenachse und dem Nabengehäuse, was dazu führen kann, daß die gesamte Nabe unbrauchbar wird. Bei Verwendung von Wälzlagern mit In­ nen- und Außenring wird eine solche Zerstörung vermieden.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahr­ radnabe werden als Wälzlager Rillenkugellager bzw. Nadellager eingesetzt, und die verwendeten Lager weisen vorzugsweise Dichtungen gegen Staub bzw. Wasser auf und sind besonders be­ vorzugt wartungsfrei.

Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da insbe­ sondere bei Einsatz von abgedichteten und wartungsfreien La­ gern die Zuverlässigkeit und Einsatzbereitschaft einer erfin­ dungsgemäßen Nabe besonders hoch ist und die Lebensdauer der Lager erhöht wird.

Werden gemäß der erstbeschriebenen Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Nabe zwei benachbart angeordnete Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses gegenüber der Nabenachse einge­ setzt, so werden besonders bevorzugt ähnliche, insbesondere baugleiche Rillenkugellager verwendet, während insbesondere bei Hinterradnaben zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Na­ bengehäuse auch Nadellager eingesetzt werden können, die dann bevorzugterweise nur einen Innen- bzw. Außenkranz oder nur ei­ nen Nadelkranz aufweisen, um die Bauhöhe in radialer Richtung und somit das Gesamtgewicht möglichst klein zu halten.

Bezüglich weiterer möglicher Ausgestaltungen und insbesondere der Lagergestaltung wird auf die parallele Anmeldung des glei­ chen Anmelders (Anwaltsakte 4571P197) verwiesen, die am glei­ chen Tage beim Deutschen Patentamt eingereicht worden ist, wie die vorliegende Anmeldung und die eine Freilaufnabe beschreibt und deren Beschreibung, Figuren und gesamter Inhalt somit in die Offenbarung dieser Anmeldung mit aufgenommen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Nabe ist wenigstens eines der Wälzlager und insbesondere eines der Wälzlager zur Lagerung des Nabengehäuses und/oder des Rotors schwimmend und insbesondere axial schwimmend gela­ gert. Die Paßgenauigkeit der schwimmenden Lagerung beträgt zwischen 0,02 und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,15 mm und besonders bevorzugt beträgt sie etwa 0,1 mm. Be­ sonders bevorzugt werden die beiden äußeren Wälzlager zur La­ gerung des Nabengehäuses schwimmend gelagert, besonders, aber nicht nur, wenn jeweils zwei benachbarte Wälzlager bzw. Ril­ lenkugellager zur Lagerung eingesetzt werden.

Es ist aber auch möglich, daß nur auf einer Seite ein Lager axial schwimmend gelagert ist. Bevorzugterweise wird bei Hin­ terradnaben die Seite der Nabe schwimmend gelagert, die nicht angetrieben wird.

Werden keine Lager schwimmend gelagert, so kann beim Einpres­ sen der Lager in das Nabengehäuse, den Motor bzw. auf die Na­ benachse eine (kleine) Verspannung der Lager auftreten, die im montierten Zustand erhalten bleibt. Insbesondere bei Hinter­ radnaben kann eine Verspannung der einzelnen Lager dazu füh­ ren, daß der Rotor einen leichten Winkelversatz aufweist, was zu Springen der Kette führen kann. Deshalb werden bevorzugter­ weise die in bezug auf die Nabenmitte äußersten Lager der er­ findungsgemäßen Nabe schwimmend gelagert.

Bevorzugterweise weist die Nabenachse im wesentlichen eine zy­ lindrische Form auf, und sie kann auf der Außenoberfläche zwei ring- oder halbkegelförmige Verdickungen aufweisen, die auf der von der Nabenmitte weg gerichteten Seite jeweils einen Ab­ satz aufweisen. Die letztgenannten Absätze dienen zur axialen Fixierung von Wälzlagern auf der linken und rechten Nabenseite in bezug auf die Nabenachse.

Die weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Nabe schließt Merkmale mit ein, wie sie in Anmeldungen desselben Anmelders mit der Anmeldenummer DE 197 31 451.1, beim Deut­ schen Patentamt eingereicht am 22.07.1997, oder unter der An­ meldenummer DE 198 47 673.6, beim Deutschen Patentamt einge­ reicht am 15.10.1998, beschrieben worden sind. Der Inhalt die­ ser Anmeldungen wird deshalb in die Offenbarung der vorliegen­ den Anmeldung mit aufgenommen.

Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Nabe Dichtungsein­ richtungen auf, um Eindringen von Staub oder Wasser und son­ stigen Verunreinigungen in das Innere des Nabengehäuses zu vermeiden.

Bei einer Ausgestaltung als Hinterradnabe ist vorzugsweise noch wenigstens eine Dichtungseinrichtung zwischen Rotor und Nabenachse und eine zwischen Rotor und Nabengehäuse angeord­ net. Die spezielle Ausgestaltung der Dichtungseinrichtungen erfolgt bevorzugterweise so, wie sie in der schon oben erwähn­ ten DE 197 31 451.1 oder der DE 198 47 673.6 oder der am glei­ chen Tag wie die vorliegende Anmeldung vom gleichen Anmelder beim Deutschen Patentamt eingereichten Anmeldung (Anwaltsakte 4571P197) beschrieben ist.

Bevorzugterweise wird an wenigstens einer Dichtungseinrichtung eine Elastomerdichtung einer Labyrinthdichtung nachgeschaltet.

Eine solche Ausgestaltung der Dichtungseinrichtungen ist be­ sonders vorteilhaft, da besonders durch hintereinanderschalten zweier, insbesondere unterschiedlicher, Dichtungselemente eine besonders hohe Dichtungswirkung erzielt wird.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsge­ mäßen Nabe ist die Nabe im wesentlichen ohne Einsatz von Werk­ zeug von Hand zerlegbar, und weiterhin ist der Rotor ebenfalls im wesentlichen ohne Einsatz von Werkzeug von Hand entfernbar bzw. abziehbar.

Eine solche Gestaltung ist besonders vorteilhaft, da insbeson­ dere im hochsportlichen Bereich ein häufiges Reinigen und War­ ten der Nabe erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Nabe ist einfach demontierbar und ist bevorzugterweise derart gestal­ tet, daß auch bei Demontage keine wesentlichen Teile, wie z. B. Sperrklinken bei Einsatz eines Klinkenfreilaufs oder Ku­ geln von Kugellagern oder dgl. aus der Nabe herausfallen.

An wenigstens einem, bevorzugterweise an beiden Enden der Na­ benachse ist jeweils ein rechter bzw. linker Adapterring ange­ ordnet, welcher auf die Nabenachse aufgeschraubt sein kann oder auf die Nabe aufgeschoben ist, um eine besonders einfache Demontage zu ermöglichen.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Nabe als Antriebsnabe bzw. Hinterradnabe kann die Freilaufeinrichtung zwei Zahn­ scheiben aufweisen, die im wesentlichen konzentrisch zur Nabe­ nachse angeordnet sind und wobei die Zahnscheiben jeweils eine Zahnfläche aufweisen.

Die Zahnflächen der beiden Zahnscheiben werden durch eine Vor­ spanneinrichtung aufeinander gedrückt und wenigstens eine oder auch beide Zahnscheiben werden schwimmend gehalten, so daß ei­ ne Verkippung wenigstens einer Zahnscheibe gegenüber einer Ebene, die senkrecht zu einer Mittellinie der Nabenachse ver­ läuft, möglich ist.

Ein solcher Freilauf wird in den schon oben erwähnten Anmel­ dungen des gleichen Anmelders mit den Anmeldenummern 198 47 673.6 bzw. DE 197 31 451.1 beschrieben. Deshalb wird eine ausführliche Beschreibung hier unterlassen.

In einer anderen bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Nabe für Hinterräder beinhaltet die Freilaufeinrichtung wenigstens eine, vorzugsweise zwei, drei oder vier Sperrklin­ ken, die entlang dem Umfang einer Klinkenträgereinrichtung vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind und die zur Drehmo­ mentübertragung des Rotors auf das Nabengehäuse vorzugsweise in Vertiefungen, Nuten oder Verzahnungen auf der Innenumfangs­ oberfläche des Rotors eingreifen können.

Bevorzugterweise wird das Nabengehäuse und/oder die Naben­ achse aus Metall, besonders bevorzugt aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung wie z. B. Aluminium gefertigt. Der Rotor wird ebenfalls aus Metall gefertigt und bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung oder für besonders hohe Belastungen aus Stahl gefertigt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung eines Ausführungsbeispiels mit der Zeichnung.

Darin zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nabe für ein Vorderrad im Schnitt; und

Fig. 2 ein Schnitt durch die Nabenachse des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nabe für ein Hinterrad im Schnitt; und

Fig. 4 ein Schnitt durch die Nabenachse des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 3.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nabe 3a insbesondere für ein Vorderrad wird nun mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Nabe 3a weist eine Nabenachse 4a und ein Nabengehäuse 1a auf.

Auf der linken Seite der Nabe 3a (gemäß der Ausrichtung der Fig. 1) sind zwei direkt nebeneinander angeordnete und bau­ gleiche Rillenkugellager 2 zur drehbaren Lagerung des Nabenge­ häuses gegenüber der Nabenachse 3a angeordnet.

Das zur Nabenmitte hin angeordnete Kugellager 2 wird nach rechts durch einen Absatz 36 in einem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a und durch den Absatz 35 auf der Nabenachse in einem Bereich eines Wulstes 37 mit größerem Durchmesser gesi­ chert.

Das links von diesem Kugellager 2 angeordnete Kugellager 2 ist axial schwimmend gelagert mit einer Paßgenauigkeit von etwa 0,1 mm. Die Kugellager 2 sind wartungsfrei ausgeführt und wei­ sen Dichtungen gegen Staub und Wasser auf. Es handelt sich um handelsübliche, hoch- bzw. höchstqualitative und genormte La­ ger, die oft auch als Industrielager bezeichnet werden, da sie industriell für verschiedenste Lagerungszwecke hergestellt werden.

Von den Kugellagern 2 aus nach links, also von der Nabenmitte weg gesehen, ist ein linker Adapterring 13 auf das Ende der Nabenachse 4a aufgeschoben, der im wesentlichen rotationssym­ metrisch gestaltet ist. Der Adapterring schließt das Nabenge­ häuse auf dieser Seite der Nabe nach außen ab. Auf einem zy­ lindrisch ausgeformten Endbereich des Adapterrings auf der zur Nabenmitte hin ausgerichteten Seite ist auf der Außenfläche des Adapterrings eine ringförmige, in ihrem Querschnitt V-förmige Dichtung angeordnet. Die Öffnung des V zwischen den beiden Dichtwandungen weist im wesentlichen radial nach außen.

Die V-förmige Dichtung 18 ist zwischen dem linken Adapter­ ring 13 und einem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a ange­ ordnet. Die Dichtwandung der Dichtung 18, welche auf der zur Nabenmitte hin liegenden Seite angeordnet ist, berührt schlei­ fend eine in dem linken Endbereich des Nabengehäuses 1a umlau­ fende Nut, so daß von außen eindringender Staub bzw. eindrin­ gendes Wasser nicht zu dem Lagerbereich der Kugellager 2 ge­ langen kann.

Die zweite Dichtwandung der Dichtung 18 endet in radialer Richtung kurz vor dem Nabengehäuse 1a, so daß ein kleiner, axial ausgedehnter Spalt in radialer Richtung zwischen der er­ sten Dichtwandung der Dichtung 18 und dem Nabengehäuse 1a im linken Endbereich verbleibt und eine Art vorgeschaltete Laby­ rinthdichtung bildet.

Auf einer Innenumfangsoberfläche des Adapterrings 13 in dem rechten Endbereich ist eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines O-Rings 16 aus elastischem Material vorgesehen. Der O-Ring 16 dichtet die Nabenachse 4a gegenüber dem linken Adapterring 13 ab und sichert zudem den linken Adapterring 13 vor einem axia­ len Verrutschen.

Die erfindungsgemäße Nabe 3a ist im wesentlichen seitensymme­ trisch aufgebaut. Auf der rechten Seite ist ein rechter Adap­ terring 12 angeordnet, welcher mit dem linken Adapterring 13 baugleich ist. Ebenso werden in einem rechten Bereich der Na­ benachse 4a zwei identische Kugellager 2 zur drehbaren Lage­ rung des Nabengehäuses mit Bezug auf die Nabenachse 4a ange­ ordnet.

Der Innenring mit der inneren Lauffläche des zur Nabenmitte hin ausgerichteten Kugellagers 2 auf der rechten Seite der Na­ be 4a wird axial durch einen Absatz 35 in einem Bereich einer axialen Verdickung der Nabenachse 4a abgestützt, während der Außenring mit der äußeren Lauffläche dieses Kugellagers axial zur Nabenmitte hin durch einen Absatz 36 im Nabengehäuse 1a abgestützt wird.

Der Innendurchmesser 41 der erfindungsgemäßen Nabenachse 4a beträgt etwa 12 mm und ist größer als ein Außendurchmesser 38 des linken bzw. des rechten Adapterrings 12, 13 in einem End­ bereich des jeweiligen Adapterrings, die dafür vorgesehen sind, in Ausfallenden des Fahrradrahmens geschoben zu werden, um die Nabe im Rahmen bzw. in der Gabel zu halten.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Nabe­ nachse 4a des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1. Die Nabenach­ se 4a ist im wesentlichen zylindrisch geformt und weist nahe des rechten bzw. des linken Endbereichs einen Abschnitt bzw. einen Ring 37 mit größerem Durchmesser auf, weiche auf der von der Nabenmitte abgewandten Seite jeweils steil abfallende Ab­ sätze 35 aufweisen.

Ein Innendurchmesser 41 der erfindungsgemäßen Nabenachse be­ trägt 12 mm, wobei der Durchmesser mindestens 11,8 mm, jedoch nicht mehr als 12 mm beträgt. Ein Außendurchmesser 42 beträgt 15 mm, wobei die Toleranz in den Endbereichen, wo Kugellager angeordnet sind, kleiner als 15 µm ist. Der maximale Durchmes­ ser 43 der Nabenachse 4a beträgt 17,5 mm für eine Vorderradna­ be und 18,5 mm für einen Hinterradnabe.

Eine erfindungsgemäße Hinterradnabe 4b wird nun mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.

Die Nabe 3b weist eine Nabenachse 4b, ein Nabengehäuse 1b, ei­ ne Freilaufeinrichtung 6, 8 und einen Rotor 5 auf.

Ein rechter Adapterring 12 mit einer darauf angepreßten bzw. angeordneten Rändelscheibe 17 schließt die Nabe 3b nach rechts ab, während auf der linken Seite ein linker Adapterring 13 an­ geordnet ist. Wie schon bei der erfindungsgemäßen Nabe 3a mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben, weisen die Adapter­ ringe 12, 13 jeweils eine Dichtung 18 und einen O-Ring 16 auf.

Das Nabengehäuse 1b wird mit einem in einem linken Endbereich der Nabe angeordneten Rillenkugellager 2 und mit zwei in einem rechten Endbereich des Nabengehäuses 1b angeordneten Rillenku­ gellagern 30 drehbar mit Bezug auf die Nabenachse 4b gelagert.

Die Freilaufeinrichtung umfaßt zwei konzentrisch zur Nabenach­ se 4b angeordnete Zahnscheiben 6, welche mit Federn 8 gegen­ einander gedrückt werden. Die Federn 8 dienen gleichzeitig zur schwimmenden Lagerung der Zahnscheiben 6 und ermöglichen so ein Verkippen der Zahnscheiben mit Bezug auf eine Ebene senk­ recht zur axialen Mittellinie der Nabenachse.

Es ist jedoch auch möglich, daß nur eine der Zahnscheiben schwimmend gelagert wird. Eine genaue Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise der Freilaufeinrichtung mit einer oder zwei schwimmend gelagerten Zahnscheiben wurde in den oben er­ wähnten deutschen Patentanmeldungen DE 198 47 673.6 und DE 197 31 451.1 vorgenommen, auf welche hier Bezug genommen wird. Insbesondere wird bei der genauen Ausgestaltung der Freilaufeinrichtung auf die Beschreibung der Fig. 1, 4a, 4b, 5a, 5b, 5c der deutschen Patentanmeldung DE 198 47 673.6 verwiesen und kann deshalb hier unterbleiben.

Die zur Nabenmitte hin angeordnete Zahnscheibe 6 wird von ei­ nem in das Nabengehäuse 1b eingeschraubten Gewindering 7 umge­ ben, welcher vorzugsweise aus gehärtetem Stahl gefertigt ist.

Der Rotor wird mittels zweier Rillenkugellager 2 drehbar in bezug auf die Nabenachse gelagert, wobei zwischen diesen Ril­ lenkugellagern 2 eine Distanzhülse 11 angeordnet ist. Die In­ nenumfangsoberfläche des Rotors weist auf einem zentralen Ab­ schnitt eine Nut auf, in welcher ein Sicherungsring 10 ange­ ordnet ist.

Zwischen dem rechten Adapterring 12 und dem Rotor ist eine Ab­ deckscheibe 14 angeordnet.

An dem zur Nabenmitte hin ausgerichteten Endbereich des Ro­ tors 5 ist zwischen Rotor 5 und Nabengehäuse 1b eine Dich­ tung 9 angeordnet, um das Eindringen von Wasser und Staub in das Innere dieser Nabe zu vermeiden.

Der Innendurchmesser 51 der erfindungsgemäßen Nabenachse 4a beträgt etwa 12 mm und ist größer als ein Außendurchmesser 38 des linken bzw. des rechten Adapterrings 12, 13.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Nabenachse 4b. Die Nabe­ nachse 4b ist im wesentlichen zylindrisch geformt und weist zwei Bereiche mit größerem Durchmesser bzw. Ringe 37 auf.

Der Innendurchmesser 51 der Nabenachse 4b entspricht dem In­ nendurchmesser 41 der Nabenachse 4a, und der Außendurchmes­ ser 52 der Nabenachse 4b entspricht dem Außendurchmesser 42 der Nabenachse 4a. Die Wandstärke 54 beträgt 3 mm, genau wie die Wandstärke 44 der Nabenachse 4a.

Bezugszeichenliste

1

a Nabengehäuse

1

b Nabengehäuse

2

Rillenkugellager

3

a Nabe

3

b Nabe

4

a Nabenachse

4

b Nabenachse

5

Rotor

6

Zahnscheibe

7

Gewindering

8

Feder

9

Dichtung

10

Sicherungsring

11

Distanzhülse

12

Adapterring

13

Adapterring

14

Abdeckscheibe

16

O-Ring

17

Rändelscheibe

18

Dichtung

19

Paß-Scheibe

30

Rillenkugellager

35

Absatz

36

Absatz

37

Wulst

38

Durchmesser

41

Durchmesser

42

Durchmesser

43

Durchmesser

44

Wandstärke

51

Durchmesser

52

Durchmesser

54

Wandstärke

Claims (18)

1. Nabe, insbesondere für Fahrräder und dergleichen, mit:
einer Nabenachse,
einem Nabengehäuse, welches mit wenigstens zwei Wälzlagern gegenüber dieser Nabenachse drehbar gelagert ist,
wobei wenigstens zwei dieser Wälzlager nebeneinander mit im wesentlichen geringem Abstand angeordnet sind,
und wobei diese Wälzlager jeweils Wälzkörper aufweisen, welche jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind.

2. Nabe, insbesondere für Fahrräder und dergleichen, mit:
einer hohlen Nabenachse,
einem mit Wälzlagern gegenüber dieser Nabenachse drehbar gelagertem Nabengehäuse,
wobei diese Wälzlager jeweils Wälzkörper aufweisen, welche jeweils in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeord­ net sind; und
wobei diese Nabenachse einen ersten Durchmesserabschnitt aufweist, welcher dafür vorgesehen ist, in das Ausfallende eines Fahrradrahmens eingeschoben zu werden; und
wobei diese Nabenachse weiterhin einen zweiten Durchmesser­ bereich aufweist, der im wesentlichen im zentralen Bereich der Nabenachse angeordnet ist, wobei dieser zweite Durch­ messerbereich einen Außendurchmesser und einen Innendurch­ messer aufweist und wobei der Innendurchmesser dieses zwei­ ten Durchmesserbereiches gleich oder größer ist wie bzw. als der Außendurchmesser dieses ersten Durchmessserbe­ reichs.

3. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für Hinterräder von Fahrrädern und derglei­ chen, zusätzlich mit:
einem Rotor, welcher mit wenigstens einem Wälzlager drehbar gegenüber dieser Nabenachse gelagert ist,
einer Freilaufeinrichtung, welche zwischen diesem Rotor und diesem Nabengehäuse angeordnet ist.

4. Nabe, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper aller Wälzlager mit Wälzkäfigen in vor­ bestimmten Abständen angeordnet sind.

5. Nabe, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wälzlager Rillenkugellager und/oder Nadellager sind, welche vorzugsweise Dichtungen gegen Staub und/oder Wasser aufweisen, und welche besonders bevorzugt wartungs­ frei sind.

6. Nabe, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines dieser Wälzlager, vorzugsweise zwei oder mehr dieser Wälzlager, und besonders bevorzugt die beiden äußeren Wälzlager zur Lagerung dieses Nabengehäuses, schwimmend gelagert ist/sind, wobei diese Paßgenauigkeit dieser schwimmenden Lagerung(en) zwischen 0,02 und 0,5 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 0,15 mm beträgt.

7. Nabe nach mindestens einem aber vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese hohle Nabenachse im wesentlichen eine zylindri­ sche Form aufweist, und daß eine Außenoberfläche dieser hohlen Nabenachse wenigstens einen Absatz aufweisen kann, welcher direkt an eines dieser Wälzlager anstößt.

8. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Nabe im wesentlichen ohne Einsatz von Werkzeug (mit der Hand) zerlegbar ist.

9. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rotor im wesentlichen ohne Einsatz von Werkzeug (mit der Hand) entfernbar oder abziehbar ist.

10. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem Ende, bevorzugterweise an beiden Enden dieser hohlen Nabenachse ein rechter bzw. linker Ad­ apterring angeordnet ist, welcher auf diese Nabenachse auf­ geschraubt oder aufgeschoben ist.

11. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dieser Nabenachse und diesem Nabengehäuse we­ nigstens eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist.

12. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Freilauf-Einrichtung zwei Zahnscheiben aufweist, welche im wesentlichen konzentrisch zu dieser Nabenachse angeordnet sind und deren Zahnflächen durch eine Vorspann­ einrichtung aufeinander gedrückt werden, wobei eine oder beide Zahnscheiben schwimmend gehalten werden.

13. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Freilauf-Einrichtung wenigstens eine, vorzugswei­ se zwei, drei oder vier Sperrklinken umfaßt.

14. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesem Rotor und diesem Nabengehäuse wenig­ stens eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist.

15. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dichtungseinrichtung wenigstens ein Elastomer-Dichtungselement umfaßt.

16. Nabe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dichtungseinrichtung wenigstens eine Labyrinthdichtung umfaßt.

17. Laufrad, insbesondere für Fahrräder und dergleichen, mit einer Nabe gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16.

18. Mehrrad, vorzugsweise Zweirad, vorzugsweise Fahrrad, mit wenigstens einer Nabe gemäß wenigstens einem der Ansprü­ che 1 bis 16.