WO2015018405A1

WO2015018405A1 - Tretlagerpatrone

Info

Publication number: WO2015018405A1
Application number: PCT/DE2014/200306
Authority: WO
Inventors: Matthias Sperber; Christian Willsch; Jörg Schuh
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: DE102013215758A1

Abstract

Es wird eine Tretlagerpatrone (1) angegeben, welche eine Tretlagerwelle (2), zwei Wälzlager (3) und eine die Tretlagerwelle (2) und die Wälzlager (2) zur einer Einheit verbindende Hülse (4) umfasst, und welche zur Montage in einem ersten Rahmenrohr (9.1) eines Fahrrades bestimmt ist. Zur Montage dieser Tretlagerpatrone (1) von einer Seite des ersten Rahmenrohres (9.1) aus wird angegeben, dass sich jedes Ende der Hülse (4) unmittelbar und drehfest an oder in einem ersten Rahmenrohr (9.1) abstützt, wenn die Tretlagerpatrone (1) in dem ersten Rahmenrohr (9.1) ihre Endlage eingenommen hat.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Tretlagerpatrone

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung befasst sich mit der Ausbildung von Tretlagerpatronen und deren Integration im Fahrrad.

Klassische Tretlageranordnungen, wie sie etwa im Zusammenhang mit Fahrrädern verwendet werden, sind etwa aus der Broschüre„Der Klassiker mit Zukunft", FAG Industrial Bearings, Postfach 1260, D-97419 Schweinfurt bekannt, umfassen im Wesentlichen eine Tretlagerwelle und zwei Tretlager, die in gegenseitigem axialen Abstand zueinander angebracht sind und die Tretlagerwelle in einem ersten Rahmenrohr, welches quer zur Längsrichtung des Fahrrades verläuft, lagern. Die axiale Festlegung der Wälzlager im ersten Rahmenrohr erfolgt mittels von mit einer zentralen -von der Tretlagerwelle durchgriffenen- Muttern oder Presshülsen, die die Enden des ersten Rahmenrohrs verschließen, wenn die Tretlagerwelle und die Wälzlager ihre Endlage im ersten Rahmenrohr gefunden haben. Wie in der eben benannten Broschüre beschrieben, können zur Erleichterung der Montage eine der beiden Muttern oder Presshül- sen, die Tretlagerwelle und die beiden Wälzlager eine vorgefertigte und im Zusammenhang mit dieser Anmeldung als Tretlagerpatrone bezeichnete Einheit bilden . In diesem Fall sind die Tretlagerwelle, die beiden Wälzlager und eine der beiden Muttern bzw. eine der beiden Presshülsen mit einer Hülse verbunden. Zur Komplettierung des Tretlagers wird dann die Tretlagerpatrone von einer Seite des ersten Rahmenrohres eingeschraubt oder eingepresst. Sodann wird von der anderen Seite des ersten Rahmenrohres zur Kapselung der Wälzlager innerhalb des ersten Rahmenrohres in das erste Rahmenrohr die zweite Mutter ein- oder aufgeschraubt bzw. die zweite Presshülse ein- oder aufgepresst. Um eine zusätzliche Abdichtung der Wälzlager herbeizuführen und eine radiale Festlegung der Hülse im ersten Rahmenrohr zu erreichen , ist es bei Tretlagerpatronen üblich, dass die zweite Mutter bzw. zweite Presshülse mit einem rohrförmigen Ansatz versehen ist, der die Hülse im Endzustand der Verbauung der Tretlageranordnung im ersten Rahmenrohr in axialer Richtung überdeckt.

Aufgabe der Erfindung

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Tretlagerpatrone zu schaffen, welche einfacher aufgebaut ist und welche sich wegen des erfindungsgemäßen Aufbaus einfacher im ersten Rahmenrohr eines Fahrrades montieren lässt.

Zusammenfassung der Erfindung Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den Ansprüchen 2 bis 7 entnehmbar.

Eine besondere Abstützung der Hülse durch weitere Bauteile kann ent- fallen, wenn zumindest die Ende der Hülse und das erste Rahmenrohr so aufeinander abgestimmt sind, dass sich jedes Ende der Hülse unmittelbar und drehfest an oder im ersten Rahmenrohr abstützt. Dabei schließt der Begriff „unmittelbar" in erster Näherung einen Presssitz zwischen beiden Enden der Hülse und der inneren Mantelfläche des ersten Rah- menrohrs ein. Wie noch gezeigt werden wird, ist es für die Festlegung der Tretlagerpatrone völlig ausreichend, wenn der Presssitz zwischen der inneren Mantelfläche des ersten Rahmenrohres und nur einem Ende der Hülse besteht und das andere Ende der Hülse mit der äußeren Mantelfläche des ersten Rahmenrohres in Unmittelbarkeitsbeziehung steht. Außerdem ist nach der Erfindung auch möglich, die Tretlagerpatrone lediglich von einer Seite des ersten Rahmenrohres zu montieren.

Ist ein Ende der Hülse mit mindestens einem Positionierindikator versehen, gelingt eine Montage der Tretlagerpatrone von einer Seite des ersten Rahmenrohrs, da dieser auch bei Montage von nur einer Seite des ersten Rahmenrohrs einem Monteur anzeigt, wann die Tretlagerpatrone ihre richtige Lage im ersten Rahmenrohr eingenommen hat.

Vorteilhaft ist es, wenn der Positionierindikator eine Federzunge ist, die radial ausfedert, wenn die Hülse ihre Endlage im ersten Rahmenrohr eingenommen hat.

Eine gute Abdichtung ist dann gegeben, wenn das andere Ende der Hülse mit einem sich rechtwinklig zur Hülsenachse erstreckenden Flansch und mit einem rohrförmigen Ansatz versehen ist, wobei der Ansatz mit dem Flansch verbunden ist und die Hülse mit radialem Abstand umgibt. Bei dieser Ausbildung ist es nicht notwendig, dass sich dieses Ende der Hülse am Innenmantel des ersten Rahmenrohres abstützt. Vielmehr kann bei dieser Ausbildung die Abstützung der Hülse auch ausschließlich über den Innenmantel des rohrförmigen Ansatzes am Außenmantel des ersten Rahmenrohres erfolgen.

Eine vorteilhafte Verbindung zwischen erstem Rahmenrohr und Tretlagerpatrone ist dann gegeben, wenn der rohrformige Ansatz an seiner der Hülse zugewandten Mantelfläche mit einem Innengewinde versehen ist, welches auf ein entsprechendes Außengewinde am ersten Rahmenrohr angebracht ist. Im Gegensatz zu einer Verschraubung der Hülse mit einem im ersten Rahmenrohr angebrachten Innengewinde hat ein Außengewinde am ersten Rahmenrohr auch den Vorteil, dass durch das Schneiden des Innengewindes der lichte Durchmesser des ersten Rahmenrohres nicht verengt wird und somit auch ein beschädigungsfreies Einbringen der Tretlagerpatrone von der Montageseite aus erlaubt. Vorteilhaft ist es, wenn die Hülse, der Flansch und der Ansatz einstückig ausgebildet sind.

Ist die Hülse in einen ersten und einen zweiten Teil unterteilt und sind beide Teile drehbar miteinander verbunden, ist die Verbindung zwi- sehen der Tretlagerpatrone und dem ersten Rahmenrohr weiter verbessert. Wird nämlich die Tretlagerpatrone mit dem ersten Rahmenrohr verschraubt, wirkt durch die Trennung der Hülse eine an einem Ende wirkende Drehbewegung nicht auf das andere Ende der Hülse. Vielmehr wird durch die Trennung das andere Ende der Hülse nicht drehend , sondern mittels einer das Hülsenmaterial weniger beanspruchenden Schiebebewegung in seine endgültige Position verbracht.

Kurze Beschreibung der Figuren

Es zeigen:

Fig .1 eine Perspektive einer Tretlagerpatrone nach der Erfindung; und

Fig. 2 eine Einbausituation für eine Tretlagerpatrone gemäß

Fig. 1 .

Detaillierte Beschreibung der Figuren

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden. Die in Fig. 1 gezeigte Tretlagerpatrone 1 wird im Wesentlichen von einer Tretlagerwelle 2, zwei Walzlagern 3, die in axialem Abstand zueinander mit der Tretlagerwelle 2 verbunden sind, und einer Hülse 4 gebildet, die die Tretlagerwelle 2 und die beiden Wälzlager 3 umgibt.

Deutlich ist der Darstellung gemäß Fig. 1 entnehmbar, dass das eine Ende 5 der Hülse 4 im Wesentlichen dem Hülsendurchmesser im Übrigen entspricht, während das andere Ende 6 der Hülse 4 sich vom Ende 5 dadurch unterscheidet, dass diese Ende 6 einen Flansch 7 aufweist, der sich rechtwinklig von der Rotationsachse R weg erstreckt. Außerdem ist der Flansch 7 mit einem rohrförmigen Ansatz 8 ausgestattet, welcher die Hülse 4 mit radialem Abstand umrandet. Auch kann entnommen werden, dass die Hülse 4 aus einem ersten Teil 4.1 und einem zweiten Teil 4.2 gebildet ist.

In Fig. 2 ist ein erstes Rahmenrohr 9.1 angedeutet, welches waagerecht angeordnet ist, und in welches ein weiteres Rahmenrohr 9.2 mündet. In dieses erste Rahmenrohr ist eine Tretlagerpatrone 1 eingesetzt. Wie der Darstellung gemäß Fig. 2 deutlich entnehmbar ist, wird auch dort die Tretlagerpatrone 1 von zwei, in axialem Abstand zueinander mit der Tretlagerwelle 2 verbundenen Wälzlagern 3 und einer Hülse 4 gebildet, welche im Wesentlichen die Tretlagerwelle 2 und die Wälzlager 3 umgibt. Jeder dieser Wälzlager 3 weist einen Lagerinnenring 3.1 , einen La- geraußenring 3.2 und zwischen den Lagerringen 3.1 und 3.2 abrollende Wälzkörper 3.3 auf. Die jeweiligen Lagerinnenringe 3.1 der Wälzlager 3 sind mit der Tretlagerwelle 2 verbunden und die jeweiligen Lageraußenringe 3.2 sind in der Hülse 4 festgelegt. Um eine drehbare Lagerung der Tretlagerwelle 2 im ersten Rahmenrohr 9.1 sicherzustellen, rollen zwi- sehen den jeweiligen Innen- und Außenringen der Wälzlager 3 Wälzkörper ab. Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, wird auch in Fig. 2 die Hülse 4 von einem ersten Teil 4.1 und einem zweiten Teil 4.2 gebildet, wobei beide Teile 4.1 , 4.2 drehbar miteinander verbunden sind.

Das Einsetzen der Tretlagerpatrone 1 in das erste Rahmenrohr 9.1 erfolgt dergestalt, dass das Ende 5 der Tretlagerpatrone 1 von der in der Fig.2 rechten Seite aus in das erste Rahmenrohres 1 einsteckt wird und dann in Pfeilrichtung P1 in die in Fig. 2 gezeigte Position verschoben wird.

Kommt dann beim Einschieben der Tretlagerpatrone 1 der rohrförmige Ansatz 8 der über den Flansch 7 mit dem zweiten Teil 4.2 der Hülse 4 in körperlichen Kontakt, erfolgt die weitere Befestigung der Tretlagerpatrone 1 dadurch, dass die einstückig ausgebildete und aus dem zweitem Teil 4.2, einem Flansch 7 und einem rohrformigen Ansatz 8 bestehende Einheit auf das erste Rahmenrohr 9.1 aufgeschraubt wird. Zu diesem Zweck ist das erste Rahmenrohr 9.1 mit einem Außengewinde 10 und der rohrförmige Ansatz 8 mit einem entsprechenden Innengewinde 1 1 versehen. Das Aufschrauben der einstückigen und aus den zweiten Teil 4.2, dem Flansch 7 und dem rohrformigen Ansatz 8 gebildeten Einheit auf das erste Rahmenrohr 9.1 führt wegen der bloß drehbaren Verbin- dung der beiden die Hülse 4 bildenden Teile 4.1 , 4.2 aber nicht dazu, dass sich auch das erste Teil 4.1 unter der Wirkung der drehenden Bewegung des zweiten Teils 4.2 mitdreht. Diese rotative Entkopplung der beiden Teile 4.1 , 4.2 der Hülse 4 ist bei einer Schraubverbindung der Hülse 4 mit dem ersten Rahmenrohr wesentlich, da allein eine translato- rische Bewegung des anderen Endes 5 der Hülse 4 für eine ausreichend gute und spielfreie Abstützung dieses Endes 5 im ersten Rahmenrohr 9.1 . sorgt.

Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 gezeigt, ist auch die Tretlager- patrone 1 gemäß Fig. 2 mit einem Positionsindikator 12 versehen, der anzeigt, wenn die Tretlagerpatrone 1 ihre vorbestimmte Lage innerhalb des ersten Rahmenrohres 9.1 eingenommen hat. Dieser Positionsindika- tor 12 wird im Wesentlichen von mindestens einer durch einen Freischnitt am Ende 5 der Hülse 4 erzeugten Federzunge 13 gebildet, an deren freien Ende eine in radialer Richtung der Hülse vorspringende Nase 14 vorgesehen ist. Um eine kompakte Baueinheit zu realisieren, sind - wie die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt- die Federzungen 13 in Umfangs- richtung der Hülse 4. Wird die Tretlagerpatrone 1 mit dem ersten Rahmenrohr 9.1 verbunden und zu diesem Zweck dessen Ende 5 in des erste Rahmenrohr 9.1 eingeführt, weichen die an diesem Ende 5 vorgesehenen Federzungen 13 radial nach innen aus, wenn die vorstehenden Nasen 14 mit dem ersten Rahmenrohr 9.1 in körperlichen Kontakt kommen. Setzt sich der Vortrieb der Tretlagerpatrone 1 im ersten Rahmenrohr 9.1 fort, gleiten die Nasen 14 am Innenmantel des ersten Rahmenrohres 9.1 . entlang. Hat dann -so wie in Fig. 2 gezeigt- die Tretlagerpatrone 1 ihre Endlage im ersten Rahmenrohr 9.1 eingenommen, federn die Federzungen 13 wieder aus und die vorspringenden Nasen 14 stehenden neben dem Rand 15 des ersten Rahmenrohres 9.1 und zeigen einem Monteur an, dass die Tretlagerpatrone 1 nun die richtige Lage im ersten Rahmenrohr 9.1 eingenommen hat. Im weiteren Sinne wird ein Positionsindikator 12 auch von dem Flansch 7 bereitgestellt, der den Vor- trieb der Hülse 4 im ersten Rahmenrohr 9.1 begrenzt und somit einem Monteur die Richtigkeit der Lage der Tretlagerpatrone 1 zumindest mittelbar dadurch anzeigt, dass ein weiterer Vortrieb nicht mehr möglich ist.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass es nicht -wie in Fig. 2 her- vorgehoben- notwendig ist, das erste Rahmenrohr 9.1 mit einem Außengewinde 10 und den rohrförmigen Ansatz 8 mit einem Innengewinde 1 1 zu versehen. Vielmehr kann auch zu einer einseitigen Montage eine Tretlagerpatron 1 gemäß Fig. 1 , deren Ansatz 8 innengewindefrei ausgebildet ist, auf ein entsprechendes außengewindefreies erstes Rahmenrohr 9.1 aufgepresst sein. Auch wenn die Ausbildung des dem Ende 5 der Hülse 4 gegenüberliegenden Endes des Hülse 4 als eine Art Überwurfmutter Vorteile hat, ist eine solche Ausbildung verzichtbar. So kann in ei- nem sehr einfachen Ausführungsbeispiel auch der zweite Teil 4.2 der Hülse 4 ebenso wie der erste Teil der Hülse 4 ausschließlich mit dem Innenmantel des ersten Rahmenrohres 9.1 verbunden sein. Nachzutragen ist auch noch, dass die Hülse 4 auch einteilig, d.h. ohne drehbare Ver- bindung zwischen den beiden Teilen 4.1 , 4.2 realisiert sein kann, wenn die Tretlagerpatrone 1 ins erste Rahmenrohr 9.1 nur eingepresst wird.

Bezugszeichenliste

I Tretlagerpatrone

2 Tretlagerwelle

3 Wälzlager

3.1 Lagerinnenring

3.2 Lageraußenring

3.3 Wälzkörper

4 Hülse

4.1 , 4.2 erster und zweiter Teil

5 Ende

6 anderes Ende

7 Flansch

8 rohrförmiger Ansatz

9.1 , 9.2 erstes und zweites Rahmenrohr

10 Außengewinde

I I Innengewinde

12 Positionsindikator

13 Federzunge

14 Nase

15 Rand

Claims

Patentansprüche

Tretlagerpatrone (1 )

mit einer Tretlagerwelle (2)

mit zwei je einen Lagerinnenring (3.1 ), einen Lageraußenring (3.2) und Wälzkörper (3.3) umfassenden Wälzlagern (3), deren Lagerinnenringe (3.1 ) in axialem Abstand zueinander mit der Tretlagerwelle (2) verbunden sind, und

mit einer Hülse (4, 4.1 , 4.2) , welche die beiden Lageraußenringe (3.2) drehfest aufnimmt,

dadurch gekennzeichnet,

dass jedes Ende (5, 6) der Hülse (4; 4.1 , 4.2) sich unmittelbar und drehfest an oder in einem ersten Rahmenrohr (9.1 ) abstützt, wenn die Tretlagerpatrone (1 ) in dem ersten Rahmenrohr (9.1 ) ihre Endlage eingenommen hat.

Tretlagerpatrone nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Ende (5; 6) der Hülse (4; 4.1 , 4.2) mit mindestens einem Positionierindikator (12) versehen ist.

Tretlagerpatrone nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet,

dass der Positionierindikator (12) eine Federzunge (13) ist, die radial ausfedert, wenn die Hülse (4; 4.1 , 4.2) ihre Endlage im ersten Rahmenrohr (9.1 ) eingenommen hat.

Tretlagerpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3

dadurch gekennzeichnet,

dass das andere Ende (6) der Hülse (4; 4.1 , 4.2) mit einem sich rechtwinklig zur Hülsenachse erstreckenden Flansch (7) und einem rohrformigen Ansatz (8) versehen ist, wobei der Ansatz (8) mit dem Flansch (7) verbunden ist und die Hülse (4; 4.1 , 4.2) mit radialem Abstand umgibt. Tretlagerpatrone nach Anspruch 4

dadurch gekennzeichnet,

dass der Ansatz (8) an seiner der Hülse (4; 4.1 , 4.2) zugewandten Mantelfläche mit einem Innengewinde (1 1 ) versehen ist.

Tretlagerpatrone nach Anspruch 4 oder 5

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hülse (4; 4.1 , 4.2), der Flansch (7) und der Ansatz (8) einstückig ausgebildet sind.

Tretlagerpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6

dadurch gekennzeichnet,

dass die Hülse (4) in einen ersten und einen zweiten Teil (4.1 , 4.2) unterteilt ist und

dass beide Teile (4.1 , 4.2) drehbar miteinander verbunden sind.