B e s c h r e i b u n g Description
Dichtungsanordnung, Fahrradtretlager und Fahrradnabe mit der DichtungsanordnungSeal assembly, bicycle pedal bearing and bicycle hub with the seal assembly
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung eines Fahrrades sowie ein Fahrrad¬ tretlager und eine Fahrradnabe mit der Dichtungsanordnung.The invention relates to a sealing arrangement of a bicycle and a Fahrrad¬ bottom bracket and a bicycle hub with the seal assembly.
Aus der DE 90 14 394 Ul ist eine Abdichtung für eine Tretachslagerung eines Fahrrades bekannt, bei der eine an der Welle dichtend anliegende Dichtscheibe zwischen einer Dichthülse und einem Dichtelement angeordnet ist, wobei die Dichthülse mit einem in Achsrichtung verlaufenden Abschnitt versehen ist, der in einen Raum zwischen der Welle und einer die Welle umschließenden Hülse hineinragend angeordnet ist. Dabei soll mit dieser Ausgestaltung ein guter Schutz gegen Schmutz und Wasser bei geringer Reibung erzielt werden.From DE 90 14 394 Ul a seal for Tretachslagerung a bicycle is known in which a sealing engagement with the shaft sealing washer between a sealing sleeve and a sealing element is arranged, wherein the sealing sleeve is provided with an axially extending portion which in a Space between the shaft and a sleeve enclosing the shaft is arranged projecting. It should be achieved with low friction with this embodiment, a good protection against dirt and water.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Dichtungsanordnung eines Fahrrades zu schaffen, die insbesondere auch dann eine hinreichende Dichtwirkung aufweist, wenn Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikel mit einem vergleichsweise hohen Druck in Richtung der Dichtungsanordnung vordringen.An object of the invention is to provide an improved sealing arrangement of a bicycle, which in particular has a sufficient sealing effect, even if dirt and / or moisture particles penetrate with a comparatively high pressure in the direction of the seal arrangement.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 weist eine Dichtungsanordnung eines Fahrrades folgende Merkmale auf:The object is solved by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments are described in the subclaims. According to claim 1, a sealing arrangement of a bicycle has the following features:
- Ein erstes sich in einer axialen Richtung erstreckendes Element,A first element extending in an axial direction,
- ein zweites sich in axialer Richtung erstreckendes Element, das das erste wenigs- tens in einem Teilbereich umschließt,a second element extending in the axial direction, which encloses the first at least in a partial region,
- die Elemente sind gegeneinander drehbar gelagert,- The elements are rotatably mounted against each other,
- ein sich zwischen den Elementen erstreckender, abzudichtender Raum ist im Bereich wenigstens eines axialen Endabschnitts eines der Elemente mit einem, im Wesentlichen zwischen den Elementen angeordneten Dichtring geschlossen unda space to be sealed extending between the elements is closed in the area of at least one axial end section of one of the elements with a sealing ring substantially arranged between the elements
- der Dichtring ist am zweiten Element befestigt und weist eine Dichtlippe auf, die an einer sich in radialer Richtung erstreckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt.- The sealing ring is attached to the second element and has a sealing lip which sealingly bears against a radially extending, annularly circumferential surface of the first element.
Insbesondere dadurch, dass die Dichtlippe an der sich in radialer Richtung erstre¬ ckenden, ringartig umlaufenden Fläche des ersten Elements dichtend anliegt, wird insbesondere bei einem Vordringen von Feuchtigkeits- und/oder Schmutzpartikel unter erhöhtem Druck in Richtung des Dichtrings, beispielsweise bei Reinigung des Fahrrades mit einem Hochdruckreiniger, die Dichtlippe wunschgemäß stärker angedrückt und somit eine Verstärkung ihrer Dichtwirkung erzielt, wohingegen beim normalen Fahrbetrieb des Fahrrades die Dichtlippe mit einem dazu geringeren, aber trotzdem für den normalen Fahrbetrieb eine gute Dichtwirkung sicherstellen¬ den Druck anliegt, der eine geringe Reibung und damit einen geringen Verschleiß der Dichtlippe und somit eine lange Lebensdauer des Dichtrings bewirkt.In particular, the fact that the sealing lip sealingly abuts on the radially erstre¬ ckenden, annular circumferential surface of the first element is particularly at a penetration of moisture and / or dirt particles under increased pressure in the direction of the sealing ring, for example when cleaning the bike with a high-pressure cleaner, the sealing lip pressed as desired stronger, thus achieving an increase in their sealing effect, whereas during normal operation of the bicycle, the sealing lip with a lower, but nevertheless for normal driving a good sealing effect sicher¬ the pressure is applied, the low friction and thus causes low wear of the sealing lip and thus a long life of the sealing ring.
Weiterhin ist bei der Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 1 mit Vorteil ein Design begünstigt, das ein selbsttätiges Wiederaustreten von einmal trotzdem zum Dichtring vorgedrungenen Feuchtigkeits- und/oder Schmutzpartikeln aufgrund der Schwerkraftwirkung erlaubt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Dichtungsanordnung ein dem Dichtring vorgeschaltetes, mit dem ersten Element verbundenes ringartiges Ele¬ ment, das mit seiner Außenmantelfläche in radialer Richtung zu einer gegenüberlie¬ genden Innenmantelfläche des zweiten Elements einen engen hohlzylinderartigen Spalt bildend gestaltet und angeordnet ist. Dadurch ist mit Vorteil eine Vorschalt- dichtungsfunktion für den Dichtring geschaffen, so dass ein unmittelbares und ungebremstes Vordringen von Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikeln insbeson¬ dere hin zur Dichtlippe, beispielsweise bei Reinigung des Fahrrades mit einem Hochdruckreiniger, verhindert ist.Furthermore, in the case of the sealing arrangement according to claim 1, a design favoring an automatic re-emergence of moisture and / or dirt particles once penetrated nevertheless to the sealing ring due to the gravitational effect is favored. In an advantageous embodiment, the sealing arrangement comprises a ring-like element which is connected upstream of the sealing ring and connected to the first element, which with its outer lateral surface forms and arranges a narrow hollow-cylinder-like gap in the radial direction to an opposing inner lateral surface of the second element. As a result, a Vorschalt- sealing function is advantageously provided for the sealing ring, so that a direct and unchecked penetration of dirt and / or moisture particles in particular towards the sealing lip, for example when cleaning the bike with a high pressure cleaner, is prevented.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtring mit einer Ringfeder versehen. Dadurch kann insbesondere bei einer Dichtlippe mit V-förmigem Längs¬ schnittsprofil durch ein dichtendes Anliegen der Spitze der V-Form als weitere Dichtlippe an einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Oberfläche eine verstärkte Dichtwirkung erzielt werden, was insbesondere bei Fahrrädern von Vorteil ist, die für einen Einsatz in schwerem Gelände vorgesehen sind.In a further advantageous embodiment, the sealing ring is provided with an annular spring. As a result, in particular in the case of a sealing lip with a V-shaped longitudinal sectional profile, a sealing effect can be achieved by sealingly contacting the tip of the V-shape as a further sealing lip on an essentially axially extending surface, which is particularly advantageous for bicycles that are suitable for a use in heavy terrain are provided.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments of the invention described below with reference to FIGS. Showing:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Fahrradtretlager mit einer Dichtungsan¬ ordnung,1 shows a longitudinal section through a bicycle pedal bearing with a Dichtungsan¬ order,
Figur 2 eine Ausschnittsvergrößerung der Figur 1 im Bereich der Dichtungs¬ anordnung undFIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1 in the region of the sealing arrangement and FIG
Figur 3 einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte eines Dichtrings, der mit einer Ringfeder versehen ist.
Die Figur 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch ein Fahrradtretlager. Dabei umfasst das Fahrradtretlager eine im Wesentli¬ chen hohlzylinderartig ausgebildete Welle 10 sowie eine Außenhülse 20, die die Welle 10 derart umschließend angeordnet ist, dass die beiden axialen Endbereiche der Welle 10 über eine axiale Ausdehnung der Außenhülse 20 hinausragen.3 shows a longitudinal section through an upper half of a sealing ring, which is provided with an annular spring. FIG. 1 shows, as an exemplary embodiment of the invention, a longitudinal section through a bicycle pedal bearing. The bicycle pedal bearing comprises a substantially hollow cylinder-like shaft 10 and an outer sleeve 20 which surrounds the shaft 10 in such a way that the two axial end regions of the shaft 10 protrude beyond an axial extent of the outer sleeve 20.
Die Welle 10 ist dabei über zwei Wälzlager drehbar in der Außenhülse 20 gelagert. Eines der Wälzlager ist dabei als ein Zylinderrollenlager ausgebildet, wobei die Zylinderrollen 32 in einem Käfig 34 geführt sind und die Welle 10 eine innere Laufbahn und die Außenhülse 20 eine äußere Laufbahn des Zylinderrollenlagers bilden. Das andere der Wälzlager ist als ein Kugellager ausgebildet, wobei die Kugeln 42 ebenfalls in einem Käfig 44 geführt sind und ebenso wie beim Zylinder¬ rollenlager die Welle 10 eine Innenlaufbahn und die Außenhülse 20 eine Außen- laufbahn für die Kugeln 42 bilden.The shaft 10 is rotatably supported in the outer sleeve 20 via two rolling bearings. One of the bearings is designed as a cylindrical roller bearing, wherein the cylindrical rollers 32 are guided in a cage 34 and the shaft 10 an inner raceway and the outer sleeve 20 form an outer race of the cylindrical roller bearing. The other of the roller bearings is formed as a ball bearing, wherein the balls 42 are also guided in a cage 44 and just as in Zylinder¬ roller bearings, the shaft 10 an inner raceway and the outer sleeve 20 form an outer raceway for the balls 42.
Zwischen der Außenhülse 20 und der Welle 10 erstreckt sich dabei ein, die beiden Wälzlager beinhaltender, abzudichtender Raum, zu dessen Abdichtung an jedem der beiden axialen Enden der Außenhülse 20 jeweils ein Hilfsring 50 in Verbindung mit einem Dichtring 60 vorgesehen ist. Die Figur 2 zeigt dazu eine Ausschnittsvergrö- ßerung aus dem in der Figur 1 mit Z bezeichneten Bereich, wobei im Folgenden Aufbau und Wirkungsweise des Hilfsrings 50 und des Dichtrings 60 exemplarisch für die in Figur 2 dargestellte Kugellagerseite beschrieben wird, was aber in entsprechender Weise auch für die Zylinderrollenlagerseite gilt.Between the outer sleeve 20 and the shaft 10 extends a, the two bearings containing, to be sealed space to the seal at each of the two axial ends of the outer sleeve 20 each have an auxiliary ring 50 is provided in conjunction with a sealing ring 60. FIG. 2 shows an enlarged detail of the region designated by Z in FIG. 1, the structure and mode of operation of the auxiliary ring 50 and of the sealing ring 60 being described below by way of example for the ball bearing side shown in FIG. 2, but correspondingly also applies to the cylindrical roller bearing side.
Wie man insbesondere in Figur 2 erkennt, ist der Dichtring 60 mit einem im Wesentlichen C-förmigen Längsschnittsprofil ausgebildet, wobei das radial innere Ende der C-Form zum Ausbilden einer im Wesentlichen ein V-förmiges Längs¬ schnittsprofil aufweisenden Dichtlippe 62 fortgesetzt ist. Dabei ist der Dichtring 60 mit der Rückenseite der C-Form voran von außen her eingebaut und in einem entsprechend ausgeformten axialen Endbereich der Außenhülse 20 in die Außenhül¬ se 20 eingepresst.
Der Hilfsring 50 weist in etwa ein L-förmiges Längsschnittsprofil auf und ist mit einem der Schenkel der L-Form voran von außen auf die Welle 10 aufgepresst, so dass der Eckpunkt der L-Form axial außen an der Welle 10 anliegt. Der Hilfsring 50 ist beispielsweise aus Aluminium gefertigt.As can be seen in particular in Figure 2, the sealing ring 60 is formed with a substantially C-shaped longitudinal section profile, wherein the radially inner end of the C-shape for forming a substantially V-shaped Längs¬ sectional profile having sealing lip 62 is continued. In this case, the sealing ring 60 is installed with the back side of the C-shape from the outside and pressed into a correspondingly shaped axial end region of the outer sleeve 20 in the Außenhül¬ se 20. The auxiliary ring 50 has approximately an L-shaped longitudinal sectional profile and is pressed with one of the legs of the L-shape ahead of the outside of the shaft 10, so that the corner of the L-shape rests axially on the outside of the shaft 10. The auxiliary ring 50 is made of aluminum, for example.
Die gesamte Tretlageranordnung ist dabei derart ausgebildet, dass bei bestim¬ mungsgemäßem Zusammenbau die Dichtlippe 62 lediglich am freien Ende ihrer V- Form eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Stirnfläche des Hilfsrings 50 dichtend berührt. Weiterhin ist die Spitze der V-Form der Dichtlippe 62 zu einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 mit geringem Abstand beabstandet angeordnet.In this case, the entire bottom bracket arrangement is designed in such a way that, when properly assembled, the sealing lip 62 only sealingly contacts a substantially radially extending end face of the auxiliary ring 50 at the free end of its V-shape. Furthermore, the tip of the V-shape of the sealing lip 62 is spaced apart from a substantially axially extending lateral surface of the auxiliary ring 50 at a small distance.
Die Hilfsringe 50 sind dabei derart gestaltet, dass sie zu der Außenhülse 20 bzw. zu einer auf der Außenhülse 20 angebrachten Zwischenhülse 25 einen engen hohlzy- linderartigen Spalt bilden, so dass die Hilfsringe 50 als eine Art labyrinthartiger Vorschaltdichtungen für die Dichtringe 60 fungieren. Insbesondere bei einer Reinigung der Anordnung, beispielsweise mit einem Hochdruckreiniger von außen her, wird aufgrund der Vorschaltdichtungsfunktion der Hilfsringe 50 ein unmittel- bares und ungebremstes Vordringen von Schmutz- und/oder Feuchtigkeitspartikeln in Richtung der Dichtringe 60 verhindert. Weiterhin bewirken trotzdem zu den Dichtringen 60 vordringendes Wasser- und/oder Schmutzteilchen aufgrund des Designs der Dichtringe 60 mit Vorteil durch ein verstärktes Andrücken der Dicht¬ lippen 60 an besagte Stirnflächen der Hilfsringe 50 eine verstärkte Dichtwirkung, so dass der abzudichtende Raum auch bei dieser Belastung gegen ein Vordringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutzteilchen sicher geschützt ist.The auxiliary rings 50 are designed in such a way that they form a narrow hollow-cylinder-like gap relative to the outer sleeve 20 or to an intermediate sleeve 25 mounted on the outer sleeve 20, so that the auxiliary rings 50 act as a kind of labyrinth-like ballast seals for the sealing rings 60. In particular when cleaning the arrangement, for example with a high-pressure cleaner from the outside, an immediate and unbraked penetration of dirt and / or moisture particles in the direction of the sealing rings 60 is prevented due to the Vorschaltdichtungsfunktion of the auxiliary rings 50. In addition, due to the design of the sealing rings 60, the water and / or dirt particles penetrating into the sealing rings 60 advantageously have the effect of increasing the sealing effect by pressing the sealing lips 60 against said end faces of the auxiliary rings 50, so that the space to be sealed also under this load is safely protected against penetration of moisture and / or dirt.
Der Dichtring 60 ist weiterhin mehrteilig ausgebildet. So umfasst er im dargestell¬ ten Ausfuhrungsbeispiel einen lochscheibenartigen, den Rücken der C-Form bildenden Stützkörper 64, an dem ein äußeres und ein inneres Elastomerteil 66 und 68 anvulkanisiert sind. Dabei ist das äußere Elastomerteil 66 zusammen mit dem
Stützkörper 64 zum Befestigen an der entsprechenden Ausformung der Außenhülse 20 vorgesehen. Der innere Elastomerteil 68 ist dabei die V-förmige Dichtlippe 62 ausbildend gestaltet und weist weiterhin einen in Umfangsrichtung umlaufenden, radial nach innen auskragenden Fortsatz 63 auf, der ebenso wie die Spitze der V- Form der Dichtlippe 62 bestimmungsgemäß zur gegenüberliegenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 beabstandet ist, und der für den wenigstens teilweise mit Schmier¬ fett befüllten abzudichtenden Raum eine Fettrückhalte- bzw. -rückförderfunktion erfüllt. In einer anderen Ausführungsform kann der Dichtring auch vollständig aus PTFE ausgebildet sein.The sealing ring 60 is further designed in several parts. Thus, in the illustrated exemplary embodiment, it comprises a perforated disc-like support body 64 forming the back of the C-shape, on which an outer and an inner elastomer part 66 and 68 are vulcanized. In this case, the outer elastomeric member 66 together with the Support body 64 for fixing to the corresponding shape of the outer sleeve 20 is provided. The inner elastomeric member 68 is designed to form the V-shaped sealing lip 62 and further comprises a circumferentially circumferential, radially inwardly projecting projection 63 which as well as the tip of the V-shape of the sealing lip 62 as intended to the opposite lateral surface of the auxiliary ring 50 spaced is, and for the at least partially filled with lubricating grease sealed space fulfills a Fettrückhalte- or -rückförderfunktion. In another embodiment, the sealing ring may also be formed entirely of PTFE.
Die Figur 3 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Dicht¬ ring 60', der gegenüber dem Dichtring 60 der Figuren 1 und 2 zusätzlich mit einer Ringfeder 70 versehen ist, die in die durch die V-Form der Dichtlippe 62' gebildete Rinne eingesetzt ist. Damit wird gegenüber dem Dichtring 60 der Figur 1 und 2 für eine zusätzliche Dichtwirkung ein Anliegen der Spitze der V-Form des Dichtrings 60' an der entsprechend gegenüberliegenden Mantelfläche des Hilfsrings 50 bewirkt. Ansonsten gilt das vorausgehend zu den Figuren 1 und 2 Beschriebene entsprechend.FIG. 3 shows, as a further embodiment of the invention, a sealing ring 60 ', which is additionally provided with an annular spring 70 opposite the sealing ring 60 of FIGS. 1 and 2, inserted in the channel formed by the V-shape of the sealing lip 62' is. Thus, relative to the sealing ring 60 of Figure 1 and 2 for an additional sealing effect a concern of the tip of the V-shape of the sealing ring 60 'causes on the corresponding opposite lateral surface of the auxiliary ring 50. Otherwise, the previously described to the figures 1 and 2 applies accordingly.
Die vorausgehend im Rahmen eines Fahrradtretlagers beschriebenen Dichtungsan¬ ordnungen sind natürlich auch an anderen Stellen eines Fahrrades, beispielsweise in den Radnaben, einsetzbar.
The sealing arrangements previously described in the context of a bicycle pedal bearing can, of course, also be used at other locations on a bicycle, for example in the wheel hubs.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Welle10 wave
20 Außenhülse20 outer sleeve
25 Zwischenhülse25 intermediate sleeve
32 Zylinderrolle32 cylindrical roller
42 Kugel42 ball
34, 44 Käfig34, 44 cage
50 Hilfsring50 auxiliary ring
60, 60' Dichtring60, 60 'sealing ring
62, 62' Dichtlippe62, 62 'sealing lip
63 Fortsatz63 extension
64 Stützkörper64 support bodies
66, 68 Elastomerteil66, 68 elastomer part
70 Ringfeder
70 ring spring