DE3015353A1

DE3015353A1 - Crank bearing assembly for bicycle - has common outer sleeve with one bearing axially fixed and other on adjustable support

Info

Publication number: DE3015353A1
Application number: DE19803015353
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(Grad.) Hofmann; Günter Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Markfelder
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1981-10-29

Abstract

The bearing assembly has the outer sleeves (3',4') angled to thrust outwards and with one sleeve (4') adjustable to take up axial play. The races (3,4) are retained by simple snap fastening retainers and dust caps. No external threaded rings or fasteners are required. The adjustable shell is set by inserting a long pronged tool whose fingers straddle the balls. The centre of loading of the races is, as far as possible, from the centre of the crank for max. strength. The adjustment provides a low cost construction with wide manufacturing tolerances.

Description

Tretlagereinheit für FahrräderBottom bracket unit for bicycles

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tretlagereinheit für Fahrräder, bestehend aus zwei Schräglagern, deren Außenringe in einer gemeinsaman, in den Fahrradrahmen einsetzbaren geschlossenen Büchse angeordnet sind und einer Achse die direkt mit den-inneren Laufbahnen der Lager versehen ist.The invention relates to a bottom bracket unit for bicycles, Consists of two angular contact bearings, the outer rings of which are connected together in one, in the bicycle frame usable closed sleeve are arranged and an axis directly with the inner raceways of the bearings is provided.

Tretlagereinheiten der genannten Art sind beispielsweise aus der CH-PS312 492 bekannt. Bei solchen Lagern ist eine spielfreie Einstellung nötig, damit eine günstige Lastverteilung in den Lagern möglich wird. Die spielfreie Einstellung dieser X-Anordnung erfolgt in einfacher Weise durch den mit einem Gewinde versehenen Außenring. Solche Ausführungen haben aber den Nachteil, daß infolge der X-Anordnung mit reduzierter Stützweite die Belastbarkeit der Lagerung stark reduziert wird. Erwünscht ist daher eine große Stützweite, - dies ist der Abstand der Schnittpunkte der Druckwinkellinien beider Lager mit der Welle -, wodurch die Belastbarkeit wesentlich erhöht wird. Dies ist durch eine sogenannte an sich bekannte O-Anordnung möglich. Tretlagerungen mit solchen Druckwinkelanordnungen sind bereits ebenfalls bekannt. Verwiesen wird hierzu auf die DE-OS 26 47 49 wo im Hinblick auf die gewünschte Einstellungsmöglichkeit des Spiels zumindest ein verschiebbarer Innenring und ein Gewinde mit Anstellmutter auf der Achse nötig sind. Die Nachteile bestehen hier darin, daß die Achse durch das Gewinde wegen der Kerbwirkung stark geschwächt wird und daß zusätzliche Teile und weitere Maßnahmen erforderlich sind.Bottom bracket units of the type mentioned are, for example, from CH-PS312 492 known. With such bearings a backlash-free setting is necessary so that a favorable load distribution in the camps becomes possible. The backlash-free setting of this X-arrangement takes place in a simple manner through the outer ring provided with a thread. However, such designs have the disadvantage that due to the X-arrangement with reduced Spans the load capacity of the storage is greatly reduced. It is therefore desirable a large span, - this is the distance between the points of intersection of the pressure angle lines both bearings with the shaft - which significantly increases the load capacity. This is possible through what is known as an O-arrangement, which is known per se. Bottom brackets with such contact angle arrangements are also already known. Is referred this to DE-OS 26 47 49 where with regard to the desired setting option the game at least a sliding inner ring and a thread with adjusting nut are necessary on the axis. The disadvantages here are that the axis is through the thread is greatly weakened because of the notch effect and that additional parts and further action is required.

Auch wird das Gewicht der Lagerung in unerwünschter Weise erhöht bzw. bei Wahl kleinerer Lager, die Belastbarkeit reduziert.The weight of the storage is also undesirably increased or increased. if smaller bearings are selected, the load capacity is reduced.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Tretlagereinheit der eingangs genannten Art aufzuzeigen, die bei möglichst großer Stützweite und damit hoher Belastbarkeit der Lager und hoher Belastbarkeit der Achse ohne Kerbwirkung mit einfachen Mitteln eine spielfreie Einstellung der Lager ermöglicht1 wobei das Gewicht möglichst klein bleibt.It is therefore the object of the invention to provide a bottom bracket unit of the initially introduced to show the type mentioned, with the largest possible span and thus high load capacity the bearings and high load capacity of the axis without notch effect with simple means a play-free adjustment of the bearings enables1 the weight being as small as possible remain.

Die Lösung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs dargelegt.The solution is provided by the characterizing features of the first claim set out.

Bei dem einfachen Aufbau der Lagerung ist eine axiale Einstellung der Lagerung durch dieEinstellhülse ohne weiteres möglich. Diese muß lediglich axial verschoben und nach Erreichen der gewünschten Verhältnisse fixiert werden. Daw bei kann die an sich bekannte O-Anordnung beibehalten werden, wodurch sich bei leichter Bauweise die für eine Tretlagereinheit erwünschte hohe Belastbarkeit ergibt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die hier mögliche Beibehaltung der Integration beider Laufbahnen in die Welle sich ein groBer Wellendurchmesser bei gleichem Lageraußendurchmesser und damit eine geringere Wellenspannung ergibt.In the simple structure of the storage, there is an axial adjustment the storage through the adjustment sleeve is easily possible. This only has to be axial moved and fixed after reaching the desired proportions. Daw at the per se known O-arrangement can be retained, which makes it easier Design results in the high load capacity desired for a bottom bracket unit. A Another advantage is that by maintaining the integration, which is possible here Both raceways in the shaft have a larger shaft diameter with the same outer bearing diameter and thus results in a lower shaft voltage.

Außerdem ist durch die Anordnung der Einstellhülse im Inneren der Lagerung sichergestellt, daß Nichtfachleute an der Lagerung nichts ändern können. Letzteres ist beim Stand der Technik ohne weiteres möglich und führt dann zur Beschädigung der Lager und eventuell zum Lagerausfall.In addition, the arrangement of the adjustment sleeve inside the Storage ensures that non-specialists cannot change the storage. The latter is easily possible in the prior art and then leads to damage the bearings and possibly a bearing failure.

Als bevorzugte Ausführung besteht dieEinstellhülse aus einer Gewindemutter, die in ein Innengewinde der Büchse einschraubbar ist0 Die Ebstellhülse erlaubt dabei in zurückgedrehter Stellung das Kugel einfüllen.As a preferred version, the adjusting sleeve consists of a threaded nut, which can be screwed into an internal thread of the bushing Fill in the ball in the turned back position.

Die genaue Einstellung der zusammengebauten Lagerung erfolgt durch ein Einstellwerkzeug, das durch die axialen Freiräume im Lager hindurchgreift und mit der Einstellhülse in Verbindung steht. Das Einstellwerkzeug besteht dabei zweckmäßigerweise aus einer kammähnlichen Vorrichtung in Ringform, deren Finger so lange sind, daß sie sich åeweils bis zur Einstellhülse erstrecken. Hier können sie in Nuten greifen, wodurch eine für die Einstellung erforderliche Drehbewegung bei Verwendung einer Gewindemutter ermöglicht wird. Dazu ist es lediglich erforderlich, vor dem Einbau des Lagerkäfigs eine Teilung der Wälzkörper in mehrere Gruppen vorzusehen. Wenn sich dabei die Wälzkörper berühren, entstehen breite Spalte, durch die die Finger des Einstellwerkzeugs hindurchgeführt werden können. Mit solchen Ausführungen können größere Kräfte bzw. Drehmomente zur Einstellhülse gebracht werden. Nach dem Einstellen der Lager werdende Wälzkörper in bestimmten Abstand gebracht und der Käfig eingeführt, wobei der hier bevorzugte Kammkäfig lediglich noch in bekannter Weise axial fixiert werden muß.The exact setting of the assembled storage is carried out by an adjustment tool that reaches through the axial clearances in the bearing and is in communication with the adjustment sleeve. The adjustment tool is expediently there from a comb-like device in the shape of a ring, the fingers of which are so long that they each extend to the adjustment sleeve. Here you can grip in grooves, whereby a rotary movement required for the adjustment when using a Thread nut is made possible. For this it is only necessary before the installation of the bearing cage to provide a division of the rolling elements into several groups. if the rolling elements touch each other, creating wide gaps through which the fingers can move the adjustment tool can be passed through. With such designs you can larger forces or torques are brought to the adjusting sleeve. After setting the rolling elements in the bearing are brought into a certain distance and the cage is inserted, the comb cage preferred here merely being axially fixed in a known manner must become.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels dargestellt.The invention is illustrated using an example.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Tretlagereinheit im Teilquerschnitt Fig. 2 zeigt die Lagerung nach Fig. 1 mit eingeführtem Einstellwerkzeug Fig. 3 zeigt eine Einstellhülse in der Draufsicht Fig. 4 zeigt ein Einstellwerkzeug im Längsschnitt.Fig. 1 shows a bottom bracket unit according to the invention in partial cross-section FIG. 2 shows the mounting according to FIG. 1 with the setting tool inserted. FIG. 3 shows an adjusting sleeve in plan view Fig. 4 shows an adjusting tool in longitudinal section.

Die Tretlagereinheit besteht gemäß Fig. 1 aus der Achse 1 mit den beiden integrierten Laufbahnen 2, dem Schrägkugellager 3, dessen Außenring 3' an einem festen Anschlag in Form des Sprengrings 6 anliegt, dem Schrägkugellager 4, dessen Außenring 4' axial verschiebbar ist und der Büchse 5, die im.nicht gezeigten Fahrradrahmen eingebaut werden kann Das Lager 3 besitzt einen Außenring 3', der in der Büchse 5 mit einem Sprengring 6 axial in einer Richtung fixiert ist. Weiterhin werden die Kugeln mit Hilfe eines Kammkäfigs 3" in Abstand gehalten. Das Lager 4 umfaßt einen Außenring 4' der in der zylindrischen Bohrung 5' der Büchse 5 axial verschiebbar angeordnet ist. Auch hier ist ein Kammkäfig 4" für die Kugeln vorgesehen. Die Einstellhülse 7 ermöglicht eine spielfreie oder verspannte Einstellung der Schrägkugellager 3 und 4 und zwar so, daß dabei eine sogenannte O-Anordnung entsteht. Dabei sind die Drucklinien 8 der beiden Lager 3 und 4 so nach außen gerichtet, daß die Entfernung ihrer Schnittpunkte 9 möglichst groß wird. In diesem Fall ergibt sich eine hohe Belastbarkeit der Lagerung ohne Gewichtzunahme, die bei Fahrrädern sehr erwünscht ist. Weiterhin sind auf beiden Seiten der Lagerung noch übliche Dichtungen 10 und 10' und an der Büchse 5 eine Mutter 14 vorgesehen, mit deren Hilfe diese am nichtgezeigten Fahrradrahmen befestigt wird.According to FIG. 1, the bottom bracket unit consists of the axis 1 with the two integrated raceways 2, the angular contact ball bearing 3, the outer ring 3 'on a fixed stop in the form of the snap ring 6 rests on the angular contact ball bearing 4, whose outer ring 4 'is axially displaceable and the sleeve 5, which is not shown in the Bicycle frame can be installed can The bearing 3 has an outer ring 3 ', which is fixed axially in one direction in the sleeve 5 with a snap ring 6. Furthermore, the balls are kept at a distance with the aid of a 3 "comb cage Bearing 4 comprises an outer ring 4 'which is in the cylindrical bore 5' of the sleeve 5 is arranged to be axially displaceable. Again, there is a 4 "comb cage for the balls intended. The adjustment sleeve 7 enables a backlash-free or tensioned adjustment the angular contact ball bearings 3 and 4 in such a way that it is a so-called O-arrangement arises. The pressure lines 8 of the two bearings 3 and 4 are directed outwards so that that the distance between their points of intersection 9 is as great as possible. In this case results a high load-bearing capacity of the storage without increasing the weight, which is the case with bicycles is very welcome. Furthermore, there are still common seals on both sides of the bearing 10 and 10 'and a nut 14 is provided on the sleeve 5, with the help of which this is attached to the bicycle frame, not shown.

Die Fig. 2 zeigt die gleiche Lagerung wie Fig. 1. Hier wird dargestellt, wie mit Hilfe der Einstellhülse 7 die Einstellung der Vorspannung der Lagerung erfolgt. Dabei wird zunächst die Lagerung auf der Seite des Lsgers 3 in üblicher Weise zusammen mit der Achse 1 und der Büchse 5 montiert.Fig. 2 shows the same storage as Fig. 1. Here it is shown how the adjustment of the preload of the bearing takes place with the aid of the adjusting sleeve 7. The storage on the side of the solenoid 3 is initially combined in the usual way mounted with axis 1 and sleeve 5.

Danach werden Einstellhülse 7, Außenring 4' und die Kugeln ebenfalls in die Büchse 5 eingebracht. Die Kugeln werden dann zu zwei, auf dem Teilkreis entgegengesetzt angeordneten Gruppen bis zur Berührung zusammengebracht und das Einstellwerkzeug 11 eingeführt. Dieses besteht, wie auch Fig. 4 zeigt, aus einem Rohrabschnitt 11' mit auf einer Seite angeformten zwei Fingern 12. Diese greifen durch die Freiräume zwischen den Kugelgruppen und werden mit der Einstellhülse 7 in formschlüssigen Kontakt gebracht. Dies geschieht hier in einfacher Weise dadurch, daß die Einstellhülse 7 wie Fig. 3 zeigt, in der Bohrung zwei Nuten 7' besitzt in die die Finger 12 des Einstellwerkzeugs 11 eingreifen. Wird nun das Einstellwerkzeug 11 am Griff 13 gedreht, dann wird die Einstellhülse 7 ebenfalls in Drehung versetzt. Bei entsprechender Drehrichtung wird infolge der Gewindesteigung eine Axialverschiebung eintreten, wodurch der Außenring 4' im glatten Bohrungsabschnitt 5' der Büchse 5 ebenfalls axial so weit bewegt wird, bis die für Tretlager gewünschten Vorspannungsverhältnisse in der Lagereinheit eintreten. Danach werden die Kugeln wieder verteilt und der Kammkäfig 4" eingeschnappt. Nach Anbringung der Dichtung 10 ist dann eine einbaufertige Einheit gegeben, mit der eine einfache Montage in den Rahmen durchgeführt werden kann.Then adjusting sleeve 7, outer ring 4 'and the balls are also introduced into the sleeve 5. The balls then become two, opposite on the pitch circle arranged groups brought together up to the touch and the adjustment tool 11 introduced. As shown in FIG. 4, this consists of a pipe section 11 ' with two fingers 12 molded on one side. These reach through the free spaces between the groups of balls and are positively locked with the adjusting sleeve 7 Brought in contact. This is done here in a simple manner in that the adjusting sleeve 7, as FIG. 3 shows, has two grooves 7 'in the bore the the fingers 12 of the setting tool 11 engage. Now becomes the adjustment tool 11 rotated on the handle 13, then the adjustment sleeve 7 is also set in rotation. With a corresponding direction of rotation, an axial displacement occurs as a result of the thread pitch enter, whereby the outer ring 4 'in the smooth bore section 5' of the sleeve 5 is also moved axially until the preload conditions required for the bottom bracket enter the storage unit. Then the balls are distributed again and the Comb cage 4 "snapped into place. After attaching the seal 10, a ready-to-install one is then available Unit given with which a simple assembly can be carried out in the frame can.

Natürlich kann auch jederzeit während der Gebrauchsdauer eine Nacbstellung der Vorspannungawerte vorgenommen werden.Of course, a replacement can also be made at any time during the period of use the preload values can be made.

Dazu ist lediglich die kurzzeitige Entfernung der Dichtung 10' und des Schnappkäfigs 4" nötig. Dann kann das Einstellwerkzeug 11 in beschriebener Weise angesetzt werden.For this purpose, only the brief removal of the seal 10 'and of the snap cage 4 ″ is necessary. The setting tool 11 can then be used in the manner described be set.

Ebenso ist es möglich, die Einstellhülse anders zu gestalten. Sie kann beispielsweise aus einer Sperrscheibe bestehen, die mit einem etwas abgewandelten Einstellwerkzeug axial in der Büchse verschoben wird, wobei ersteres lediglich lange Finger besitzen muß, da in diesem Fall von der anderen Lagerseite her ein Druckkontakt mit der Sperrscheibe hergestellt werden muß.It is also possible to design the adjustment sleeve differently. she can, for example, consist of a locking washer that has a slightly modified Adjusting tool is moved axially in the sleeve, the former only long Must have fingers, as in this case there is pressure contact from the other side of the bearing must be made with the locking disc.

ss

Claims

Requirements bottom bracket unit for bicycles, consisting of two angular contact bearings, their outer rings in a common closed that can be used in the bicycle frame Bushing are arranged and an axis that is directly connected to the inner raceways of the Bearing is provided, characterized in that a) the pressure lines (8) of the angular contact bearings (3, 4) are arranged so that a known O-arrangement results.

b) in the bush (5) the outer ring of the one bearing (3) at least axially fixed in one direction and that of the other (4) arranged to be axially displaceable is.

c) on the inner face of the sliding outer ring (4 ') an adjusting sleeve (7) that can be axially displaced and fixed in relation to the bushing (5) is provided.

2. Bottom bracket according to claim 1, characterized in that the Adjusting sleeve (7) consists of a threaded nut which is in an internal thread of the Bushing (5) is screwed in.

3. Device for adjusting the bottom bracket according to claim 1, or 2, characterized by an adjustment tool (11) which has an annular shape has and axially directed fingers (12) which are so long that they are extend through the bearing (4) to the adjusting sleeve (7).