DE69204756T2

DE69204756T2 - Fahrradpedal.

Info

Publication number: DE69204756T2
Application number: DE69204756T
Authority: DE
Inventors: Masashi Nagano
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-06-16
Also published as: EP0519381B1; JPH04137994U; EP0519381A1; DE69204756D1; JP2546149Y2; US5379665A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrradpedal mit einem Pedalkörper, der mittels Lagern drehbar auf einer Pedalwelle getragen ist, die an einem Kurbelarm befestigt ist.
Ein bekanntes Beispiel van Fahrradpedalen wie vorstehend angegeben ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 1990-44630 (siehe auch FR-A-2 593 134) offenbart. Bei der bekannten Bauweise umfaßt die Pedalwelle einen distalen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser als dem proximalen Abschnitt, der an dem Kurbelarm befestigt ist. Ein Paar Kugellager ist zwischen dem Pedalkörper und dem distalen Abschnitt der Pedalwelle mit kleinem Durchmesser angebracht.
Bei der Bauweise des Stands der Technik ist der proximale Abschnitt der Pedalwelle, da die Pedalwelle freitragend abgestützt ist, im Hinblick auf einen großen Durchmesser ausgebildet, um ausreichende Festigkeit gegen ein starkes Biegemoment sicherzustellen. Der distale Abschnitt der Pedalwelle ist von einem starken Biegemoment frei und kann deshalb einen kleinen Durchmesser zur Aufnahme eines Paars von Kugellagern haben, die axial voneinander beabstandet ist. Da der Pedalkörper durch die Kugellager abgestützt sind, die an dem Abschnitt kleinen Durchmessers angebracht sind, vermeidet die Bauweise des Stands der Technik, daß das Pedal insgesamt eine übermäßige Dicke hat.
Gemäß dieser Bauweise des Stands der Technik ist der Pedalkörper drehbar durch nur ein Paar Kugellager abgestützt. Der Pedalkörper, der direkt durch den Fuß des Radfahrers getreten wird und die Pedalwelle stehen in Punktkontakt mit den Kugellagern. Folglich konzentriert sich die Last der Tretkraft auf Stellen des Punktkontakts. Solche Stellen neigen dazu, schnell zu verschleißen und die Haltbarkeit der Pedalkonstruktion zu beeinträchtigen. Der Verschleiß kann zu der Verschiebung der Kugel axial von der Pedalwelle führen, wodurch zwischen der Pedalwelle und dem Pedalkörper ein Rattern auftritt und der Pedalkörper eine glatte Pedalwirkung behindert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile des Stands der Technik auszuschalten und ein verbessertes Fahrradpedal zur Befestigung an einem Kurbelarm zu schaffen. Ein solches Pedal weist eine Pedalwelle mit einem Befestigungsabschnitt, der an deren einem Ende ausgebildet und an dem Kurbelarm befestigt ist, wobei die Pedalwelle einen Abschnitt kleinen Durchmessers begrenzt, der in der Nähe von deren anderem Ende ausgebildet ist und einen kleineren Durchmesser als der Befestigungsabschnitt hat, und ein erstes und ein zweites Kugellager auf, die in einem Bereich des Abschnitts mit kleinem Durchmesser angeordnet und voneinander in axialer Richtung durch die Pedalwelle beabstandet sind. Das Pedal kann auch eine verringerte Axiallänge aufweisen.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrradpedal gelöst, das ein Nadellager, das in der Nähe der Kugellager angeordnet ist, und einen Pedalkörper, der an dem Abschnitt kleinen Durchmessers über das erste und das zweite Kugellager und das Nadellager drehbar gelagert ist, wobei der Pedalkörper mindestens eine Trittfläche auf einer Oberfläche davon begrenzt.
Bei der vorstehend erwähnten Bauweise nimmt das Kugellagerpaar einen Teil der Tretkraft auf, die durch den Pedalkörper übertragen wird, und die entsprechenden Kugellager verhindern wirksam, daß sich der Pedalkörper entlang der Achse der Pedalwelle nach außen und innen bewegt. Das Nadellager nimmt auch einen Teil der durch den Pedalkörper übertragenen Tretkraft auf und stützt den Pedalkörper drehbar durch Linienkontakt. Folglich erzeugt diese Bauweise weniger rechtes und linkes Rattern aufgrund des Verschleißes von Bereichen des Gleitkontakts als beim Stand der Technik.
Selbst wenn der Mittelpunkt der Pedaltretlast auf das äußere Kugellager oder eine weiter außerhalb dieses Kugellager gelegene Stelle wirkt, verringert das Nadellager, das einen Teil der Last aufnimmt, den Verschleiß des Kugellagers. Folglich kann der Mittelpunkt der Last weiter nach außen als beim Stand der Technik liegen, was den Mittelpunkt der Pedaltretlast zwischen das innere und das äußere Kugellager bringt, um die Lebensdauer der Kugellager zu verlängern. Diese Bauweise gestattet es dem äußeren Kugellager, sich nach innen zu verschieben, wodurch die axiale Länge des Pedals verringert wird.
So kann der Pedalkörper erfindungsgemäß eine verringerte innere Dicke aufweisen, während eine ausreichende Festigkeit der Pedalwelle sichergestellt ist. Die äußere Dicke des Pedalkörpers, die auf der Grundlage der inneren Dicke bestimmt wird, kann auch verringert werden. Die Trittfläche kann an dem Pedalkörper in der Nähe des Kurbelarms ausgebildet sein, um einen großen Abstand zur Strafe sicherzustellen, wodurch der Vorteil des Übertragens der Tretkraft an die Pedalwelle mit großer Wirksamkeit geschaffen wird. Außerdem ermöglicht das Kugellagerpaar eine zuverlässige Stellungseinstellung des Pedalkörpers axial von der Pedalwelle, während das Nadellager die Möglichkeit des rechten und linken Ratterns aufgrund von Verschleiß des Lagerbereichs verringert. Diese Bauweise stellt eine konstante Pedaltretberührung während eines langen Zeitraums sicher.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Fahrradpedal bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1,
Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein Fahrradpedal bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Fahrradpedal bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Fahrradpedal mit einer Pedalwelle 1, die freitragend an einem freien Ende eines Kurbelarms 100 eines Fahrradkurbelsatzes befestigt ist. Die Pedalwelle 1 stützt einen Pedalkörper 20 unter Bildung einer Trittfläche 22a drehbar ab.
Die Pedalwelle 1 umfaßt einen mit einem Gewinde versehenen Befestigungsabschnitt 1a zur Befestigung an dem Kurbelarm 100, einen Schaftabschnitt 1b, der mit dem Befestigungsabschnitt 1a fluchtet und sich axial von der Pedalwelle 1 erstreckt, und einen Drehflansch 1c mit einem winkelförmigen Abschnitt, der zwischen dem Befestigungsabschnitt 1a und dem Schaftabschnitt 1b befestigt ist. Der Schaftabschnitt 1b umfast einen distalen Bereich mit einem kleineren Durchmesser als dem Befestigungsabschnitt 1a. Eine Lagereinrichtung ist zwischen dem Bereich kleinen Durchmessers und dem Pedalkörper 20 angeordnet, die zum drehbaren Abstützen des Pedalkörpers 20 diesem gegenüber liegt.
Insbesondere ist der Schaftbereich 1b innerhalb eines Bereichs stufenweise eingeengt, um einem maximalen Biegemoment zu widerstehen, das von der Tretwirkung des Radfahrers aufgebracht wird. Der Bereich kleinen Durchmessers weist ein Paar erster und zweiter Kugellager 3 und 4 und ein Nadellager 5 auf, das benachbart dazu angeordnet ist, um den Pedalkörper 20 drehbar abzustützen. D.h. der Schaftabschnitt 1b weist einen proximalen Abschnitt 6 in der Nähe des Kurbelarms 100 und, nach vorne oder nach außen davon aufeinanderfolgend ausgebildet, einen ersten Zwischenabschnitt 7 kleinen Durchmessers, einen zweiten Zwischenabschnitt 8 kleinen Durchmessers und einen Abschnitt 9 minimalen Durchmessers auf, um den Bereich kleinen Durchmessers zu bilden. Der erste Zwischenabschnitt 7 kleinen Durchmessers definierte einen nach außen orientierten Laufring 11 des ersten Kugellagers 3. Der Abschnitt minimalen Durchmessers 9 ist mit einem Gewinde versehen, um eine Kugeldrückeinrichtung 12 aufzuweisen, die daran angeschraubt ist, und einen nach innen orientierten Laufring 11 des zweiten Kugellagers 4 aufweist. Die Kugeldrückeinrichtung 12 ist in ihrer Lage durch eine Sperrmutter 13 befestigt. Ein äußeres Lagerelement 14 erstreckt sich von dem ersten Zwischenabschnitt 7 kleinen Durchmessers, dem zweiten Zwischenabschnitt 8 kleinen Durchmessers und dem Abschnitt 9 minimalen Durchmessers radial nach außen. Das äußere Lagerelement 14 begrenzt an seinem einen Ende gegenüber dem Kurbelarm 100 einen nach innen orientierten Laufring 15 des ersten Kugellagers 3, der dem nach außen orientierten Laufring 10 gegenüberliegt. Das äußere Lagerelement 14 begrenzt an seinem anderen Ende einen nach außen orientierten Laufring 16 des zweiten Kugellagers 4, derdem nach innen orientierten Laufring 11 gegenüberliegt. Das Nadellager 5 ist zwischen dem ersten Kugellager 3 und dem zweiten Kugellager 4 und zwischen dem Außenumfang des zweiten Zwischenabschnitts 8 kleinen Durchmessers und dem Innenumfang des äußeren Lagerelements 14 angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt umfaßt das Nadellager 5 eine Vielzahl von Nadeln 17, die umfangsmäßig davon in Abständen angeordnet sind, wobei Abstandshalter 18 zwischen benachbarten Paaren der Nadeln 17 angebracht sind, um konstant feststehende Abstände dazwischen aufrechtzuerhalten.
Der Pedalkörper 20 ist aus Kunststoff ausgebildet und weist eine zweiteilige Konstruktion, einschließlich eines ersten Elements 21, das an einem Bereich der Pedalwelle 1 in der Nähe des Kurbelarms 100 befestigt ist, und eines zweiten Elements 22 auf, das sich von der Pedalwelle 1 aus axial nach außen erstreckt und teilweise das erste Element 21 überlappt und den distalen Bereich der Pedalwelle 1 umgibt. Das zweite Element 22 ist an einem Außenumfang des äußeren Lagerelements 14 befestigt. Die Trittfläche 22a ist auf einer Außenfläche des zweiten Elements 22 ausgebildet. Alternativ kann der Pedalkörper aus einem Metall gebildet sein und kann in zwei Teile, einen oberen und einen unteren Teil, getrennt sein.
So ist der Pedalkörper 20 drehbar an der Pedalwelle 1 mittels des Paars erster und zweiter Kugellager 3 und 4 und des Nadellagers 5 abgestützt, das in dem distalen Bereich der Pedalwelle 1 angeordnet ist. Ein großer Teil der sich aus der Pedaltreten ergebenden Last wird von dein Nadellager 5 getragen. Der Pedalkörper 20 wird von dem ersten Kugellager 3 daran gehindert, sich nach innen mit Bezug auf die Pedalwelle 1 zu bewegen, und von dem zweiten Kugellager 4 daran gehindert, sich nach außen zu bewegen.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der ein Paar Kugellager 3 und 4 in dem distalen Bereich der Pedalwelle 1 angeordnet sind und ein Nadellager 5 in einem Bereich davon näher an dem Kurbelarm 100 angeordnet ist. In Fig. 3 werden gleiche Bezugszeichen verwendet, zur Identifizierung von gleichen Teile wie in Fig. 1, um eine unnötige Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei der ein Nadellager 5 an einem äußeren Ende der Pedalwelle 1 angeordnet ist, wobei ein Paar Kugellager 3 und 4 in einem Bereich davon näher an dem Kurbelarm 100 angeordnet ist. Hier werden wiederum gleiche Bezugszeichen verwendet, zur Identifizierung von gleichen Teile wie in Fig. 1 zu identifizieren, um eine unnötige Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden.

Claims

1. Fahrradpedal zur Befestigung an einem Kurbelarm (100), umfassend:

eine Pedalwelle (1) mit einem Befestigungsbereich (la) der an deren einen Ende ausgebildet ist und geeignet ist, an dein Kurbelarm (100) befestigt zu werden, wobei die Pedalwelle (1) einen Bereich (7, 8, 9) kleinen Durchmessers begrenzt, der in der Nähe von deren anderem Ende ausgebildet ist und einen kleineren Durchmesser als der Befestigungsbereich (1a) hat,

ein erstes (3) und ein zweites (4) Kugellager, die in einem Abschnitt des Bereichs mit kleinem Durchmesser angeordnet und voneinander in axialer Richtung durch die Pedalwelle (1) beabstandet sind,

ein Nadellager (5), das in der Nähe der Kugellager (3, 4) angeordnet ist, und

einen Pedalkörper (20) der an dem Bereich (7, 8, 9) mit kleinen Durchmesser durch das erste (3) und das zweite (4) Kugellager und das Nadellager (15) drehbar gelagert ist, wobei der Pedalkörper (20) mindestens eine Trittfläche (22a) auf einer Oberfläche davon begrenzt.

2. Fahrradpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadellager (5) zwischen dem ersten Kugellager (3) und dem zweiten Kugellager (4) angeordnet ist.

3. Fahrradpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßß das Nadellager (5) näher an dem Kurbelarm (100) als das erste und das zweite Kugellager (3, 4) angeordnet ist.

4. Fahrradpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadellager (5) näher an dem äußersten Ende der Pedalwelle (1) als das erste und zweite Kugellager (3, 4) angeordnet ist.

5. Fahrzeugpedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalkörper (20) ein erstes Element (21), das einen Bereich der Pedalwelle (1) in der Nähe des Kurbelarms (100) umgibt, und ein zweites Element (22)umfaßt, das sich axial nach außen von der Pedalwelle (1) erstreckt und mindestens einen Teil des ersten Elements (21) umgibt, wobei das Nadellager (5) und das erste und zweite Kugellager (3, 4) zwischen dem zweiten Element (22) und dem Bereich (7, 8, 9) mit kleinem Durchmesser angeordnet sind.