DE3441540A1

DE3441540A1 - Tretkurbellager fuer fahrraeder

Info

Publication number: DE3441540A1
Application number: DE19843441540
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: THUN ALFRED HEINRICH
Current assignee: THUN ALFRED HEINRICH
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-05-22
Also published as: GB2166810A; CN1003361B; FR2573141A2; GB2166810B; FR2573141B2; CN85102071A; IT8519973A0; GB8506250D0; DE3441540C2; IT1185089B

Description

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"Tretkurbellager für Fahrräder"

Die Erfindung betrifft ein Tretkurbellager für Fahrräder als Zusatz zur Patentanmeldung P 34 18 499.6» der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Bei dem Tretkurbellager der Patentanmeldung P 34 18 499.6, welches voll funktionstüchtig vormontiert und anschließend in die Rahmenmuffe eingefügt werden kann und auch die Anwendung bei Tretkurbelwellen mit jeweils einer an einem Ende der Tretkurbelwelle unlösbar angeordneten Kurbel ermöglicht, sind die einander zugewandten Flanken der an der Kurbelwelle angeordneten Schultern als Innenwälzkörperlaufbahnen ausgebildet.

Ferner sind die beiden Gehäuseteile rohrförmig ausgebildet, wobei ihre kleinste lichte Weite größer als die Kurbelwellenschultern ist und wobei die Außenwälzkörperlaufbahnen jeweils an den freien Stirnseiten der miteinander verschraubten Gehäuseteile angeordnet sind.

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Zudem sind auf die Kurbelwelle den von der Kurbelwelle und von der Rahmenmuffe umgrenzten Ringraum verschließende Deckel aufgesteckt und der eine, am kurbelfreien Ende der Tretkurbelwelle angeordnete Deckel hat einen zwischen die Rahmenmuffe und das Gehäuse formschließend eingreifenden Rohrstutzen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun ein Tretkurbellager der im Oberbegriff.des Anspruches 1 angegebenene Art derart zu verbessern, daß unter Beibehaltung der bereits erreichten Vorteile die äußeren Flanken der Tretkurbelwellen-Schultern als Innenwälzkörperlaufbahnen ausbildbar sind, aber auch das Tretkurbellager für eine Kraftübertragung mit Freilauf oder mit Freilauf-Rücktrittbremse anwendbar ist und darüber hinaus die Anpassung an im Durchmesser große (ca. 40 mm) als auch kleine Rahmenmuffen (ca. 35 mm) erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch folgende Merkmale:

a. die Gehäuseteile/sind im wesentlichen topfförmig ausgebildet und mit ihren Mündungen zueinander gerichtet miteinander verschraubt,

b. die Außenwälzkörperlaufbahnen sind innenseitig der Gehäuseteilböden angeordnet,

c. in den Gehäuseteilböden sind zur Tretkurbelwelle koaxial angeordnete und von dieser durchgriffene Bohrungen vorgesehen,

d. die lichte Weite des einen ersten Gehäuseteiles entspricht mindestens dem Durchmesser der der Tretkurbel benachbarten Kurbelwellenschulter plus dem doppelten Durchmesser eines Wälzkörpers,

e. der Durchmesser der im Boden des ersten Gehäuseteiles angeordneten Bohrung ist größer als der größte Durchmesser der Tretkurbelwelle,

f. der erste Gehäuseteil ist der Tretkurbel samt Kettenrad benachbart angeordnet,

g. es ist eine in den von der Kurbelwelle

und der Bodenbohrung und des ersten Gehäuseteiles begrenzten Ringraum formschließend eingreifende Dichtung vorgesehen und

h. der erste Gehäuseteil ist auf der Tretkurbelwelle (104) aus der Gebrauchslage zur unlösbaren Tretkurbel (105) hin um etwa den Durchmesser eines Wälzkörpers verschiebbar.

Durch die Ausgestaltung der äußeren Flanken der Tretkurbelwellenschultern als Innenwälzkörperlaufbahnen sind die Wälzlager mit größerem axialen Abstand voneinander als beim Gegenstand der Patentanmeldung P 34 18 499.6 angeordnet, woraus bei gleicher Bemessung wie bisher eine größere Belastbarkeit des Tretkurbellagers resultiert.

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Dabei lassen sich auch beide Gehäuseteile vom kurbelfreien Ende der Tretkurbelwelle her auf diese aufstecken.

Zugleich ist aber auch die Anordnung der Wälzkörper zwischen den ihnen zugeordneten Außen- und Innenwälzkörperlaufbahnen sowie auch die Abdichtung des Tretkurbellagers nach außen sichergestellt.

Ferner ist es bei dem vorbeschriebenen Tretkurbellager vorteilhaft, wenn die Länge des ersten Gehäuseteiles etwa einem Drittel der Länge des gesamten Gehäuses entspricht und im ersten Gehäuseteil eine Gewindebohrung angeordnet ist, in welche der zweite und eine der Gewindebohrung aigepaßte Außengewindezone aufweisende Gehäuseteil eingeschraubt ist.

Hierdurch ergibt sich einerseits für den zweiten Gehäuseteil ein kleinerer Außendurchmesser als für den ersten Gehäuseteil und andererseits bei in die Rahmenmuffe eingefügtem Tretkurbellager zwischen der zylindrischen Rahmenmuffe und den zweiten Gehäuseteil ein freier Ringraum, der es unter anderem erlaubt durch letzteren elektrische Leitungen hindurchzuführen, ohne daß beim Einfügen des Tretkurbellagers in die Rahmenmuffe die elektrischen Leitungen beschädigt werden.

Hierzu kennzeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch, daß der mündungsseitige Endteil des zweiten Gehäuseteiles etwa über die halbe Gesamtlänge des letzteren gegenüber dem bodenseitigen Endteil im Durchmesser vermindert ist.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Gehäuseteil-Verschraubung eine Verdrehsicherung zugeordnet ist.

Hierzu kann zum Beispiel eine auf die Außengewindezone des zweiten Gehäuseteiles aufgeschraubte und an die Mündungsstirnseite des ersten Gehäuseteiles angespannte Kontermutter dienen, um das vor dem Einfügen des Tretlagers in die Rahmenmuffe eingestellte Lagerspiel sicherzustellen.

Hierzu kennzeichnet sich eine vorteilhafte Weiterentwicklung dadurch, daß beide Gehäuseteile aus Kunststoff bestehen und miteinander selbsthemmend verschraubt sind, so daß hierbei die vorerwähnte Kontermutter oder dergleichen entfallen kann.

Dabei können unter Umständen auch hier die Außenwälzkörperlaufbahnen an den Gehäuseteilen angeformt sein.

Um jedoch solche Kunststoffe anwenden zu können, die sich besonders günstig zur Herstellung selbsthemmender Schraubverbindungen eignen,

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ohne aber über besonders günstige Eigenschaften zur Bildung von Drehlagern zu besitzen und dennoch eine hohe Funktionstüchtigkeit für das vorgenannte Tretkurbellager sicherzustellen, sind die Außenwälzkörperlaufbahnen durch an die Gehäuseteile unlösbar angefügte Schalen aus Metall, insbesondere aus gehärtetem Stahl gebildet.

Weitere, sowohl die Montage des vorgenannten Tretkurbellagers erleichternde als auch eine lagerichtige Anordnung und dauerhafte Halterung der der unlösbaren Kurbel benachbarten Dichtung begünstigende Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 8 bis 11 offenbart.

Eine die Montage des vorbeschriebenen Tretkurbellagers besonders vereinfachende Vorrichtung ist im Anspruch 12 gekennzeichnet.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:

Fig. 1 ein Tretkurbellager im Längsschnitt; Fig. 2 und 3 Teile dessen in zueinander unterschiedlichen Montagephasen.

Gemäß der Fig. 1 ist in eine zylindrische Rahmenmuffe 101 ein voll funktionstüchtiges, vormontiertes Tretkurbellager eingefügt, letzteres besteht aus einem, aus zwei, im wesentlichen topfförmigen, kreisringförmige Querschnitte aufweisenden Gehäuseteilen 102 und 103 zusammengesetzten Gehäuse, welches axial von einer Tretkurbelwelle 104 durchdrungen ist.

An dem einen Ende der Tretkurbelwelle 104 ist eine Tretkurbel 105 unlösbar angefügt, die ein zur Tretkurbelwelle 104 koaxial angeordnetes und mit der Tretkurbelwelle 104 fest verbundenes Kettenrad 106 trägt.

Die Gehäuseteile 102 und 103 sind mit ihren Mündungen zueinander gerichtet angeordnet.

Zur koaxialen Verbindung letzterer miteinander sind im Gehäuseteil 102 eine Gewindebohrung 107 und umfangsseitig des Gehäueteiles 103 eine der Gewindebohrung 107 angepaßte Außengewindezone 108 angeordnet und die Außengewindezone 108 ist in die Gewindebohrung 107 in axialer Richtung einstellbar eingeschraubt.

Innenseitig der Gehäuseteilböden ist jeweils eine Außenwälzkörperlaufbahn 110 angeformt.

An der Tretkurbelwelle 104 sind zwei mit axialem Abstand voneinander angeordnete Schultern 111 angeformt und die jeweils äußeren Flanken dieser Schultern 111 sind als Innenwälzkörperlaufbahnen 112 ausgebildet.

Zwischen den Außen- und Innenwälzkörperlaufbahnen und 112 sind jeweils eine Mehrzahl über den Umfang verteilt angeordnete, kugelige Wälzkörper 113 mit Bewegungsspiel zu den Laufbahnen eingefügt,

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wobei der Grad des vorgenannten Bewegungsspieles durch Verschrauben der beiden Gehäuseteile 102 und 103 relativ zueinander bereits vor dem Einfügen des Tretkurbellagers in die Rahmenmuffe 101 eingestellt werden kann.

Der der Tretkurbel 105 und dem Kettenrad 106 benachbart angeordnete Gehäuseteil 102 ist mit engem Schiebesitz in die Rahmenmuffe 101 eingesteckt und hat noch einen angeformten, radial nach außen abstrebenden Flansch 114,der an der ihm benachbarten Stirnseite der Rahmenmuffe 101 anliegt.

Der größte Durchmesser des Gehäuseteiles 103 ist etwa um die ein- bis zweifache Wanddicke der Rahmenmuffe 101 kleiner als deren lichter Durchmesser, so daß der Gehäuseteil 103 über den gesamten Umfang mit gleichmäßigem Spiel zur Wandung der Rahmenmuffe 101 angeordnet ist.

Zur Fixierung des Gehäuseteiles 103 in der Rahmenmuffe 101, und zwar in radialer Richtung ist in den von der Rahmenmuffe 101 und dem Gehäuseteil 103 gebildeten Ringraum ein Rohrstutzen 118 formschließend und reibschlüssig eingesteckt .

An letzterem ist ein radial nach außen abstrebender Flansch 119 angeformt, der an die ihm benachbarte Stirnseite der Rahmenmuffe angelegt ist und somit die Einstecktiefe des Rohrstutzens 118 begrenzt.

Um das Gehäuse in der Rahmenmuffe 101 auch in axialer Richtung formschlüssig festzulegen, ist am äußeren Endteil des Gehäuseteiles eine Außengewindezone 120 angeordnet, auf die eine Schraubenmutter 121 aufgeschraubt und an den Flansch 119 angespannt ist. An der Schraubenmutter 121 ist ein die Tretkurbelwelle 104 spiellos umfassender Dichtring 123 gehaltert.

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Der Dichtring 123 ist an der insbesondere aus Kunststoff gefertigten Schraubenmutter 121 angeformt.

In den Böden der Gehäuseteile 102 und 103 sind zu letzteren koaxial angeordnete Bohrungen 124 bezw. 125 vorgesehen.

Die Bohrung 124 des Gehäuseteiles 102 ist größer als der größte Durchmesser der Tretkurbelwelle 104, so daß der Gehäuseteil 102 vom kurbel-

her freien Ende der Tretkurbelwelle 104/"auf diese über die an letzterer angeformten Schultern 111 hinweg aufgesteckt werden kann.

In den von der schulterfreien Zone der Tretkurbelwelle 104 und der Bohrung 124 begrenzten Ringraum ist eine Dichtung 126 formschließend eingesteckt, die sich sowohl in der Bohrung als auch auf der Tretkurbelwelle 104 reibschlüssig abstützt.

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An der rohrförmigen Dichtung 126 ist ein Flansch 127 angeformt.

Letzterer ist an die äußere Stirnseite des Gehäuseteiles 102 angelegt und hat einen angeformten Stulprand 128, der den hinterschnitten ausgebildeten Mantel des Flansches 114 formschlüssig umfaßt.

Die Dichtung 126 besteht aus elastischem Material, zum Beispiel aus Gummi oder Kunststoff, und der Stulprand 128 ist auf den Flansch 114 unter elastischer Vorspannung aufgesprengt. Unter Umständen ist es auch möglich, die Dichtung 126 aus zwei gemeinsam einen geschlossenen Ring bildenden Teilen, zum Beispiel aus Metall, auszubilden, um auch die an sich formsteifen Teile der Dichtung 126 dennoch in den zuvor erwähnten Ringraum einstecken zu können.

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Zur Montage der Gehäuseteile 102 und 103 und der Wälzkörper 113 wird die Tretkurbelwelle 104 gemäß Fig. 2 zunächst mit dem kurbelfreien Endteil senkrecht nach oben zielend gehaltert.

Alsdann wird die Dichtung 126 auf die Tretkurbelwelle 104 so weit aufgeschoben, daß sich die Dichtung 126 an das Kettenrad 106 anlegt. Sodaimwird der Gehäuseteil 102 mit seinem Boden voran auf die Tretkurbelwelle 104 aufgesteckt und mit der Dichtung 126 gekuppelt. Danach werden die Wälzkörper 113 in den Gehäuseteil 102 eingebracht.

Damit diese die der Tretkurbelwelle benachbarte Schulter 111 der Tretkurbelwelle 104 passieren können, muß einerseits die lichte Weite des Gehäuseteiles 102 größer als der Durchmesser der vorgenannten Schulter 111 plus dem doppelten Wälzkörperdurchmesser sein.

Andererseits muß der Gehäuseteil 102 aus der in Fig. 1 dargestellten Gebrauchslage um etwa

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einen Wälzkörperdurchmesser zum Kettenrad 106 und der Tretkurbel 105 hin verschoben worden sein.

Hiernach wird der Gehäuseteil 102 nach oben verschoben, wobei die Wälzkörper 113 zwangsläufig zwischen ihren Außen- und Innenwälzkörperlaufbahnen 110 und 112 lagerichtig angeordnet werden und durch die reibschlüssige Anordnung des Gehäuseteiles 102 über die Dichtung 126 relativ zur Tretkurbelwelle 104 vorübergehend auch lagerichtig gehalten werden.

Der weitere Zusammenbau erfolgt vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Montagevorrichtung, die im wesentlichen aus einem senkrecht gehalterten zylindrischen Stab 129 besteht, dessen Länge mindestens der Länge des Gehäuseteiles 103 entspricht.

Auf den Stab 129 wird der Gehäuseteil 103 mit seinem Boden voran aufgesteckt.

Der Durchmesser des Stabes 129 ist um etwa den doppelten Wälzkörperdurchmesser kleiner als die

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kleinste lichte Weite des Gehäuseteiles 103.

Außerdem muß der Durchmesser des Stabes 129 größer als der Durchmesser der Bohrung 125 plus einem Wälzkörperdurchmesser sein, damit die von oben in den Gehäuseteil 103 eingebrachten Wälzkörper 113 die Bohrung 125 nicht passieren können,

Danach wird der freie Endteil der Tretkurbelwelle 104 zum Stab 129 koaxial ausgerichtet, mit letzterem zum Beispiel mittels einer Steckverbindung lösbar gekuppelt, wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich ist und dann der Gehäuseteil 103 nach oben auf die Tretkurbelwelle aufgeschoben und mit dem Gehäuseteil 102 verschraubt, wonach das Gehäuse vom Stab 129 gelöst und das günstigste Wälzlagerspiel bereits vor dem Einfügen in die Rahmenmuffe 101 eingestellt wird.

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Dabei ist eine weitere Bedingung erfüllt, nämlich, daß die kleinste lichte Weite des Gehäuseteiles 103 größer als der Durchmesser der dem kurbelfreien Endteil der Tretkurbelwelle 104
benachbarten Schulter 111 ist.

Um innerhalb der Rahmenmuffe 101 im mittleren Bereich einen möglichst großen freien Ringraum, unter anderem zur Durchführung von elektrischen, zum Beispiel zu einer Rückleuchte führenden
Leitern, zu erhalten, entspricht einerseits die Länge des Gehäuseteiles 102 etwa einem Drittel der Gehäusegesamtlänge und der mündungsseitige zylindrische Endteil 130 des Gehäuseteiles 103 ist im Durchmesser gegenüber dem bodenseitigen Teil des Gehäuseteiles 103 vermindert.
Dabei entspricht die Länge des Endteiles 130 etwa der halben Länge des Gehäuseteiles 103.

Auf diese Weise erhält man ein Fahrradtretkurbellager, welches sowohl für Antriebe mit Freilauf als auch für Antriebe mit Rücktrittbremse geeignet ist, während bekannte "BSA-Tretkurbellager" infolge der nur unzureichend gesicherten Wälzlagerspiel-Einstellelemente vornehmlich nur für Antriebe mit Freilauf Anwendung finden, bei Antrieben mit Rücktrittbremsen aber sogenannte bekannte "Thomsen-Tretkurbellager" bevorzugt werden, diese aber eine im lichten Durchmesser größere Rahmenmuffe als die "BSA-Tretkurbellager" bedingen.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche :

1. Tretkurbellager für Fahrräder, als Zusatz

zur Patentanmeldung P 34 18 499.6, bestehend aus einem in die Tretlager-Rahmenmuffe lösbar einfügbaren Gehäuse, welches von einer Tretkurbelwelle durchdrungen ist, an dessen einem Endteil eine unlösbar angeordnete Tretkurbel vorgesehen ist, ferner zwei innerhalb des Gehäuses mit axialem Abstand voneinander angeordnete, insbesondere angeformte und als Innenwälzkörperlaufbahnen ausgebildete Schultern aufweist, denen im Gehäuse angeordnete Außenwälzkörperlaufbahnen gegenüberstehen, zwischen welchen umlaufbare Wälzkörper angeordnet sind, wobei das Gehäuse

aus zwei, in der Rahmenmuffe gehalterten, zueinander koaxial verschraubbaren Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die jeweils eine koaxial angeordnete Außenwälzkörperlaufbahn aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a. die Gehäuseteile (102,103) sind im wesentlichen topfförmig ausgebildet und mit ihren Mündungen zueinaider gerichtet miteinander verschraubt,

b. die Außenwälzkörperlaufbahnen (110) sind innenseitig der Gehäusetei^jlböden angeordnet;

c. in den Gehäuseteilböden sind zur Tretkurbelwelle (104) koaxial angeordnete und von dieser durchgriffene Bohrungen (124,125) vorgesehen ;

d. die lichte Weite des einen ersten Gehäuseteiles (102) entspricht mindestens dem Durchmesser der der Tretkurbel (105) benachbarten Kurbel-

wellen-Schulter (111) plus dem doppelten Durchmesser eines Wälzkörpers (113),

e. der Durchmesser der im Boden des ersten Gehäuseteiles (102) angeordneten Bohrung (124) ist größer als der größte Durchmesser der Tretkurbelwelle (104),

f. der erste Gehäuseteil (102) ist der Tretkurbel (104) samt Kettenrad (106) benachbart angeordnet ,

g. es ist eine in den von der Kurbelwelle (104) und der Boden-Bohrung (124) und des ersten Gehäuseteiles (102) begrenzten Ringraum formschließend eingreifende Dichtung (126) vorgesehen und

h. der erste Gehäuseteil (102) ist auf der Tretkurbelwelle (104) aus der Gebrauchslage zur unlösbaren Tretkurbel (105) hin um

etwa den Durchmesser eines Wälzkörpers (113) verschiebbar.

2. Tretkurbellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Gehäuseteiles (102) etwa einem Drittel der Länge des gesamten Gehäuses entspricht und im ersten Gehäuseteil (102) eine Gewindebohrung (107) angeordnet ist, in welche der zweite und eine der Gewindebohrung (107) angepaßte Außengewindezone (108) aufweisende Gehäuseteil (103) eingeschraubt ist.

3. Tretkurbellager nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der mündungsseitige Endteil (130) des zweiten Gehäuseteiles (103) etwa über die halbe Gesamtlänge des letzteren gegenüber dem bodenseitigen Endteil im Durchmesser vermindert ist.

4. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil-Verschraubung eine Verdrehsicherung zugeordnet ist.

5. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile (102,103) aus Kunststoff bestehen und miteinander selbsthemmend verschraubt sind.

6. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch an den Gehäuseteilen (102,103) angeformte Außenwälzkörperlaufbahnen (110).

7. Tretkurbellager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwälzkörperlaufbahnen (110) durch an die Gehäuseteile (102,103)

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unlösbar angefügte Schalen aus Metall, insbesondere aus gehärtetem Stahl gebildet sind

8. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (126) am ersten Gehäuseteil (102) gehaltert ist.

9. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (126) auf der Tretkurbelwelle (104) axial reibschlüssig verstellbar angeordnet ist.

10. Tretkurbellager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (126) einen insbesondere angeformten, an der Außenseite des Bodens des ersten Gehäuseteiles (102) anliegenden Flansch (127)

mit einem den ersten Gehäuseteil (102) mantelseitig formschließend umfassenden Stulprand (128) aufweist.

11. Tretkurbellager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gehäuseteil (102) im Bereich des Bodens eine hinterschnittene Flanke aufweist und der Stulprand (128) auf den ersten Gehäuseteil (102) die hinterschnittene Flanke umfassend aufgesprengt ist.

12. Vorrichtung zur Montage des vorbeschriebenen Tretlagers gemäß eines der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Stab (129) mit Einrichtungen zur koaxialen Ausrichtung dessen relativ zur Tretkurbelwelle (104) und zur lösbaren Kupplung mit dem freien gnde der Tretkurbelwelle (104), wobei die Länge

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des Stabes (129) mindestens der Länge des zweiten Gehäuseteiles (103) entspricht und dessen Durchmesser einerseits um etwa den doppelten Durchmesser eines Wälzkörpers (113) kleiner als die kleinste lichte Weite des zweiten Gehäuseteiles (103) und andererseites größer als die Summe aus dem Durchmesser der im Boden des zweiten Gehäuseteiles (103) angeordneten Bohrung (125) plus einem Wälzkörperdurchmesser ist.