DE1257613B

DE1257613B - Crank assembly for bicycles

Info

Publication number: DE1257613B
Application number: DER28992A
Authority: DE
Inventors: Leonard Cyrol Clarkson Curragh; Harry Letherland; Geoffrey Sydney Ralp Sheffield
Original assignee: Raleigh Cycle Co Ltd
Current assignee: Raleigh Cycle Co Ltd
Priority date: 1959-11-03
Filing date: 1960-10-28
Publication date: 1967-12-28

Description

Tretkurbelanordnung für Fahrräder Die Erfindung betrifft eine Tretkurbelanordnung für Fahrräder mit Verbindung der Tretkurbelnabe mit der Tretkurbelwelle durch zylindrisch hergestellte Kerbverzahnungen. Unter zylindrisch hergestellter Verzahnung wird dabei eine solche Ausbildung der Zähne sowohl der Tretkurbelwelle als auch der Tretkurbelnabe verstanden, bei der die Erzeugenden der Zahnflanken achsparallel verlaufen, also eine Ausbildung, die man sich durch eine achsparallele Bewegung eines Werkzeugs hergestellt denken kann. Selbstverständlich läßt sich eine solche zylindrische Verzahnung auch auf andere Weise, etwa durch Rollen zwischen Flachbacken, erzeugen.Pedal crank assembly for bicycles The invention relates to a pedal crank assembly for bicycles with connection of the pedal crank hub with the pedal crankshaft through cylindrical manufactured serrations. Cylindrical toothing is used here such a design of the teeth of both the pedal crankshaft and the pedal crank hub understood, in which the generators of the tooth flanks run axially parallel, so a training that can be achieved through an axially parallel movement of a tool manufactured can think. Such a cylindrical toothing can of course be used also in other ways, for example by rolling between flat jaws.

Bei derartigen Verzahnungen ist es erforderlich, die Teile so auszubilden, daß beim Aufschieben der Tretkurbelnabe auf das Ende der Tretkurbelwelle die axiale Bewegung der beiden Teile gegeneinander begrenzt wird. Wenn die Teile bis zu dieser Begrenzung ineinandergeschoben sind, können sie durch eine auf das Ende der Tretkurbelwelle geschraubte Sicherungsschraube gegen eine Axialbewegung in entgegengesetzter Richtung gesichert werden. Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Begrenzung der axialen Bewegung dadurch erzielt, daß die Tretkurbelwelle in einem Abstand von ihrem Ende sich in Form einer konischen Schulter verbreitert, wobei an dieser konischen Schulter die Verzahnung durch rasches Flacherwerden der Zwischenzahnkerben ausläuft. Diese Ausbildung hat den fertigungstechnischen Nachteil, daß die Verzahnung weder durch ausschließlich achsparallele Bewegung eines Werkzeuges, insbesondere durch Räumen, noch durch Rollen zwischen Flachbacken hergestellt werden kann. Außerdem erfolgt das Anschlagen der Tretkurbelnabe an der konischen Schulter der Welle verhältnismäßig abrupt, so daß die die Teile verspannende Klemmwirkung verhältnismäßig klein ist. Am Ende der Welle ist eine das Aufschieben der Nabe erleichternde konische Ausbildung vorhanden.With such gears, it is necessary to design the parts in such a way that that when sliding the crank hub onto the end of the crankshaft, the axial Movement of the two parts against each other is limited. If the parts are up to this Limitation can be pushed together by an on the end of the crankshaft screwed locking screw against axial movement in the opposite direction secured. In a known embodiment, the limitation of the axial Movement achieved by having the crankshaft at a distance from its end widens in the form of a conical shoulder, on this conical shoulder the toothing runs out due to the rapid flattening of the intermediate tooth notches. These Training has the manufacturing disadvantage that the teeth neither through only axially parallel movement of a tool, especially through broaching, can still be produced by rolling between flat jaws. Also takes place the impact of the pedal crank hub on the conical shoulder of the shaft is relatively abruptly, so that the clamping effect which braces the parts is relatively small. At the end of the shaft there is a conical design that makes it easier to slide the hub on available.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und schafft eine Verbindung von Tretkurbelwelle und Tretkurbelnabe, deren Kerbverzahnung durch billigste Massenfertigungsmethoden, nämlich durch Räumen (insbesondere bei der Nabe) und durch Rollen zwischen Flachbacken (bei der Welle) hergestellt werden kann, und bei der außer der Begrenzung der axialen Eindringtiefe der beiden Teile ineinander auch eine Verspannung der Teile erzielt wird.The present invention avoids these disadvantages and provides one Connection of pedal crankshaft and pedal crank hub, their serration by cheapest Mass production methods, namely by broaching (especially the hub) and by Rolls between flat jaws (at the shaft) can be made, and at the apart from the limitation of the axial depth of penetration of the two parts into one another, too a bracing of the parts is achieved.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die Scheitel der Wellenverzahnung eine geringe Neigung zur Achse aufweisen. Kerbverzahnungen zur Verbindung von Tretkurbelwelle und Tretkurbelnabe, bei denen die Scheitel der Wellenverzahnung zur Achse geneigt, d. h. konisch verlaufen, sind an sich bekannt. Es handelt sich bei den bekannten Ausführungsformen jedoch stets um eine konische Ausbildung der gesamten Verzahnung, bei der also auch die Basen der Verzahnung und damit auch die Erzeugenden der Zahnflanken konisch verlaufen, und zwar sowohl bei der Wellenverzahnung als auch bei der zu dieser komplementären Nabenverzahnung. Bei diesen Verzahnungen ergeben sich daher ebenfalls und in verstärktem Maß die obengenannten fertigungstechnischen Nachteile.This is achieved according to the invention in that in per se known Way, the apex of the shaft teeth have a slight inclination to the axis. Serrations to connect the crankshaft and crank hub, where the apex of the shaft teeth inclined to the axis, d. H. are conical known per se. However, it is always the case with the known embodiments a conical design of the entire toothing, including the bases the toothing and thus also the generating lines of the tooth flanks are conical, both in the shaft toothing and in the complementary one Hub teeth. With these gears, therefore, there are also and to a greater extent Measure the manufacturing disadvantages mentioned above.

Sie sind nicht durch Räumen oder durch Rollen herstellbar. Ein weiterer sehr wesentlicher Nachteil dieser konischen Verzahnungen liegt darin, daß sich die Linienberührung an den Zahnflanken sofort lockert, wenn sich die Teile ein wenig in Axialrichtung gegeneinander verschieben. Bei der erfindungsgemäßen Verzahnung ist die Linienberührung an den zylindrischen Zahnflanken von der axialen Stellung der Teile gegeneinander unabhängig.They cannot be produced by broaching or rolling. Another A very significant disadvantage of these conical teeth is that the Line contact on the tooth flanks immediately loosens if the parts move a little move against each other in the axial direction. In the toothing according to the invention is the line contact on the cylindrical tooth flanks from the axial position the parts are independent of each other.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine auseinandergezogene Darstellung der zu verbindenden Teile, teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine Ansicht der in F i g. 2 links gezeigten Tretkurbelwelle in Richtung der Pfeile II-H, F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch das Ende der Tretkurbelwelle und durch die Tretkurbelnabe.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawings explained in more detail. It shows F i g. 1 is an exploded view of the parts to be connected, partly in section, FIG. 2 is a view of the FIG i g. 2 pedal crankshaft shown on the left in the direction of arrows II-H, F i g. 3 in enlarged scale a longitudinal section through the end of the crankshaft and through the crank hub.

Gemäß F i g. 1 und 2 ist das Ende 12 a der Tretkurbelwelle 12 außen auf dem Umfang mit einer Verzahnung versehen, über die die Nabe 11 a der Tretkurbel 11 geschoben wird, welche innen eine entsprechende Verzahnung aufweist. Die Sicherung der Tretkurbel 11 bzw. ihrer Nabe 11 a auf dem Ende 12 a der Kurbelwelle 12 erfolgt mittels der Schraube 13, die in eine axial in der Stirnseite des Endes 12 a der Tretkurbelwelle 12 befindliche Gewindebohrung einschraubbar ist.According to FIG. 1 and 2, the end 12 a of the pedal crankshaft 12 is provided on the outside on the circumference with a toothing over which the hub 11 a of the pedal crank 11 is pushed, which has a corresponding toothing on the inside. The crank 11 or its hub 11 a is secured on the end 12 a of the crankshaft 12 by means of the screw 13 which can be screwed into a threaded hole located axially in the end face of the end 12 a of the crankshaft 12.

Wie F i g. 3 erkennen läßt, weist das Ende 12 a der Kurbelwelle 12 mehrere Zähne 14 auf, welche in Wellenlängsrichtung verlaufen. Die Basis 14 a der Zähne 14 ist über die gesamte Länge der Verzahnung gleich weit von der Achse A des Endes 12 a der Tretkurbelwelle 12 entfernt. Das Wellenende 12 a verläuft leicht konisch: Die Konizität wird hervorgerufen durch eine fortschreitende Verringerung des Abstandes des Scheitels 14 b der Zähne 14 von der Längsachse A der Tretkurbelwelle gegen das Wellenende zu.Like F i g. 3 shows the end 12 a of the crankshaft 12 several teeth 14, which run in the longitudinal direction of the shaft. The base 14 a of Teeth 14 is equidistant from the axis A of the entire length of the toothing End 12 a of the crankshaft 12 removed. The shaft end 12 a runs easily conical: The conicity is caused by a progressive reduction the distance of the apex 14 b of the teeth 14 from the longitudinal axis A of the crankshaft towards the end of the shaft.

Der Tretkurbelarm 11 weist eine Nabe 11 a auf, die im Inneren eine Verzahnung besitzt, welche derjenigen des Endes 12 a der Tretkurbelwelle 12 angepaßt ist. Die die Verzahnung aufweisende Bohrung der Nabe 11 a ist innen zylindrisch. Im Gegensatz zu der Verzahnung am Umfang des Kurbelwellenendes 12 a weist die Verzahnung 15 in der Nabe 11 a parallel zur Nabenlängsmittelachse B verlaufende Scheitel 15 a und Basen 15 b auf. Der Durchmesser der Kurbelwelle an der Basis der Zähne und derjenige am Scheitel der Zähne der Nabe 11 a der Tretkurbel 11 sind, unbeschadet etwaiger notwendiger Toleranzen, gleich. Die Konizität des Endes 12 a der Tretkurbelwelle 12 gestattet das leichte überschieben der Nabe 11 a über das Wellenende 12 a. Beim fortschreitenden Überschieben der Nabe 11 a über das Wellenende 12 a ergibt sich ein dichter Sitz zwischen den Teilen. Dieser dichte Sitz ist durch die Linienberührung zwischen den Scheiteln der Wellenverzahnung und den Basen der Nabenverzahnung bedingt. Durch die in die Gewindebohrung 12 b des Wellenendes 12 a eingeschraubte Schraube 13 wird der Kurbelarm 11 auf der Welle 12 gesichert. Dabei legt sich die Innenseite 13 ä des flanschartigen Kopfes 13 a der Schraube 13 gegen die Seite der Tretkurbel.The pedal crank arm 11 has a hub 11 a, which has a toothing inside which is adapted to that of the end 12 a of the pedal crankshaft 12. The bore of the hub 11 a having the toothing is cylindrical on the inside. In contrast to the toothing on the circumference of the crankshaft end 12 a, the toothing 15 in the hub 11 a has apices 15 a and bases 15 b running parallel to the hub longitudinal center axis B. The diameter of the crankshaft at the base of the teeth and that at the apex of the teeth of the hub 11 a of the pedal crank 11 are the same, regardless of any necessary tolerances. The conicity of the end 12 a of the crankshaft 12 allows the hub 11 a to be easily pushed over the shaft end 12 a. As the hub 11a progresses over the shaft end 12a, there is a tight fit between the parts. This tight fit is due to the line contact between the crests of the shaft teeth and the bases of the hub teeth. The crank arm 11 is secured on the shaft 12 by the screw 13 screwed into the threaded bore 12 b of the shaft end 12 a. The inside 13 a of the flange-like head 13 a of the screw 13 lies against the side of the crank.

Beim Aufschieben der Tretkurbelnabe auf die Tretkurbelwelle wird eine axiale Begrenzung dadurch erzielt, daß die am Ende der Basen der Nabenverzahnung gebildeten Ecken auf die geneigten Flächen der Scheitel der Wellenverzahnung auflaufen. Die sich dabei ergebende geringförmige plastische Verformung kann bei den verhältnismäßig geringen Verspannkräften und der geringen Neigung der Scheitel der Wellenverzahnung in Kauf genommen werden. Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung liegt in der außerordentlich billigen und einfachen Herstellung der Verzahnung.When the crank hub is pushed onto the crankshaft, a axial limitation achieved by the fact that at the end of the bases of the hub teeth formed corners run onto the inclined surfaces of the apex of the shaft teeth. The resulting small plastic deformation can be relatively low tension forces and the low inclination of the apex of the shaft toothing be accepted. The main advantage of this arrangement is the extraordinary cheap and simple production of the toothing.

Claims

Claim: Pedal crank arrangement for bicycles with connection of the pedal crank hub to the pedal crankshaft by means of cylindrically produced serrations, characterized in that, in a manner known per se, the apex of the shaft toothing has a slight inclination to the axis. Documents considered: German Patent No. 440 158; French patents nos. 863 610, 929 633, 1056 870.