DE19751882A1 - Tretlagergarnitur für ein Fahrrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tretlagergarnitur für ein Fahrrad gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Mit den europäischen Patentanmeldungen EP 756 990 A1 und EP 756 991 A2 sind ein Kurbelarm sowie eine Tretlagerachse bekannt geworden, die untereinander durch Klau­ en verbindbar sind, welche sich einerseits auf den Enden der Tretlagerachse und ande­ rerseits im zylindrischen Aufnahmeteil des Kurbelarmes befinden. Eine solche Verbin­ dung hat bei Verwendung von Stahl als Material für die Kurbelarme ihre Berechtigung, nicht aber für Kurbelarme aus Aluminium, deren Klauen dem Drehmoment für den An­ trieb des Fahrrades aus Festigkeitsgründen nicht standhalten würden. Die Verbindung von Kurbelarm und Tretlagerachse gemäß den vorgenannten europäischen Anmeldun­ gen hat ferner den Nachteil, daß die Zentrierung von einer Zylinderform übernommen wird, die, wenn sie lösbar sein soll, Spiel haben muß. Es läßt sich denken, daß die Spiel­ passung bei längerer Beanspruchung der Verbindung durch die Benutzung ausschlägt und zu wackeln beginnt, was dazu führt, daß sich die Schraubenverbindung langsam löst.

Die vorgeschlagene Verbindung von Tretlagerachse und Kurbelarm hat den Vorteil, daß sich immer ein erster Anteil der Befestigung auf Reibschluß und ein zweiter Anteil der Befestigung auf Formschluß stützt. Der Reibschluß darf nur so weit gehen, daß er ohne Werkzeuge lösbar ist - die Schraube einmal ausgenommen. Diese Forderung bringt das Konstruktionselement Konus immer mit ins Spiel, welcher allerdings eine Steigung ha­ ben muß, die größer oder gleich der einer Selbsthemmsteigung ist, welche dann erreicht wird, wenn die Verbindung sich ohne Werkzeuge gerade nicht mehr lösen läßt.

Eine solche Befestigung der Kurbelarme an den Enden der Tretlagerachse unterscheidet sich auch grundlegend von der heute überwiegend gebräuchlichen Befestigung mittels Vierkantkonus, der eine relativ flache Steigung aufweist, so daß sich der Kurbelarm beim Anziehen der Schraube auf das Ende der Tretlagerachse proportional zum An­ zugsmoment der Schraube aufschiebt, wobei sich eine große Ungenauigkeit ergibt hin­ sichtlich der Vorausbestimmbarkeit der Endposition des Kurbelarmes auf der Tretla­ gerachse. Dieser Umstand birgt den Nachteil, daß auch die mit einem Kurbelarm ver­ bundenen Kettenräder außer Flucht mit den Kettenrädern des Hinterrades geraten kön­ nen, wodurch eine Kette einen unzulässig hohen Schräglauf erreichen kann.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Verbindung zwischen einer Tretlagerachse und einem Kurbelarm zu schaffen, die auf der Basis Reibschluß und Formschluß glei­ chermaßen beruht, wobei aber der Reibschluß über die Grenze der Selbsthemmungen nicht wesentlich hinausgehen soll, um die Lösung der Verbindung von Hand ohne Werkzeuge zu ermöglichen, sowie eine voraus berechenbare Position der Kurbelarme und der mit ihnen verbundenen Kettenräder auf der Tretlagerachse zu erhalten.

Die Lösung der Aufgabe wird in den Ansprüchen beschrieben.

Einige Ausführungsbeispiele von Tretlagergarnituren werden anhand von Teilschnitt­ zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kurbelarm mit einem Negativprofil zur Befestigung auf einer Tretla­ gerachse;

Fig. 2 ein Ende der Tretlagerachse in Verbindung mit dem Kurbelarm als Teilschnitt;

Fig. 3 ein Profil auf dem Ende der Tretlagerachse;

Fig. 4 das Profil in Achsrichtung gesehen;

Fig. 5 die Verbindung eines Kurbelarmes mit einer Tretlagerachse über ein Verbin­ dungsblech;

Fig. 6 die Tretlagerachse gemäß Fig. 5 mit der Darstellung eines Zahnprofils;
Wird mit 1 eine Tretlagerachse einer Tretlagergarnitur für ein Fahrrad bezeichnet, so ist mit dieser mindestens ein Kurbelarm 5 am Ende 4 der Tretlagerachse 1 verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen Tretlagerachse 1 und Kurbelarm 5 ist mit einem Profil 6 ausgestattet, welches Drehmoment in beiden Richtungen übertragen kann. Der Kurbel­ arm 5 weist ein Negativprofil 7 auf, welches von der Form her möglichst genau zu dem Profil 6 auf dem Ende 4 der Tretlagerachse 1 paßt. Gemäß den Fig. 1 bis 4 ist das Pro­ fil 6 mit einem Konus 9 ausgestattet, auf dem mindestens eine Rippe 10 in axialer Rich­ tung angeordnet ist. Ausnehmungen 11 im Negativprofil 7 fügen sich über die Rip­ pen 10 und befestigen den Kurbelarm 5 mit der Tretlagerachse 1 in Drehrichtung. Ge­ gen Herabfallen des Kurbelarms 5 von dem Ende 4 der Tretlagerachse 1 wird eine Schraube 8 zentral zur Tretlagerachse 1 angeordnet, die durch Anziehen mit Vorspan­ nung den Kurbelarm 5 mit dem Ende 4 der Tretlagerachse 1 verspannt. Der Konus hat einen Winkel 2, der eine Größe aufweist, die es dem Innenprofil 7 gerade nicht mehr erlaubt, sich auf den Konus 9 aufzuziehen und eine nur schwer lösbare Verbindung ein­ zugehen. Vielmehr ist der Winkel 2 so gewählt, daß eine Selbsthemmung gerade nicht mehr auftreten kann. In Umfangsrichtung jedoch erzeugt die durch die Schraube 8 er­ zeugte Aufpreßkraft am Konus 9 einen Reibschluß auf den man in Verbindung mit dem Formschluß zwischen den Rippen 10 und den Ausnehmungen 11 nicht verzichten kann. Der Vorteil der gleichzeitigen Anwendung von Formschluß und Reibschluß liegt darin, daß das erforderliche Drehmoment auf beide Verbindungsarten anteilig verteilt werden kann.

Gemäß den Fig. 5 und 6 wird die Verbindung einer Tretlagerachse 12 mit einem Kurbel­ arm 17 beschrieben, wo das Prinzip Formschluß und Reibschluß in der Weise angewen­ det wird, daß beide Verbindungsarten von unterschiedlichen Teilen übernommen wer­ den. Ein Ende 13 der Tretlagerachse 12 weist ein Zahnprofil 14 auf, das mit einem Ne­ gativprofil eines Verbindungsbleches 15 zusammenwirkt und dadurch einen Formschluß herstellt. Das Verbindungsblech 15 ist über eine Schraube 16 mit dem Kurbelarm 17 verbunden, der einen Konus 18 aufweist, in dem der konusförmige Kopf einer Schrau­ be 16 zur Herstellung eines Reibschlusses eingreift. Das mit der Tretlagerachse 12 dreh­ fest verbundene Verbindungsblech 15 nimmt den mit diesem verbundenen Kurbel­ arm 17 mit, wobei der Reibschluß über den Konus 18 die ausreichende Zentrierung und Befestigung übernimmt.

Claims (8)

1. Tretlagergarnitur für ein Fahrrad, umfassend

• - eine in einem Rahmen des Fahrrades drehbar gelagerte Tretlagerachse (1),
• - Kurbelarme (2) zur Befestigung an einem Ende (4) der Tretlagerachse (1)1
• - wobei mindestens ein Ende (4) der Tretlagerachse (1) jeweils eine Profil (6) auf weist, welches mit einem dazu passen den Negativprofil (7) an den Kurbelar­ men (2) zusammenpaßt und
• - mit diesem durch Anziehen einer Schraube (8) eine drehfeste Verbindung herstellt,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Kurbelarme (2,5) beim Anziehen der Schraube (8) mit den Enden (4) der Tret­ lagerachse (1) über die Profile (6,7) eine gleichzeitig formschlüssige und reib­ schlüssige Verbindung eingehen,
• - wobei das Lösen der Profile (6,7) ohne Werkzeuge möglich ist und
• - wobei sich die axiale Position der Kurbelarme (2,5) bei deren Befestigung auf den Enden (4) der Tretlagerachse (1) zur Vorausbestimmung und Einhaltung einer vor geschriebenen Kettenlinie bei leicht angezogener Schraube (8) von der axialen Po­ sition bei fest angezogener Schraube (8) nur unwesentlich verändert.

2. Tretlagergarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschluß von einem Konus (9) übernommen wird, dessen Kegelwinkel gleich oder größer als der Selbsthemmwinkel der Verbindung ist.

3. Tretlagergarnitur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß von Rippen (10) übernommen wird, die gemeinsam mit dem Ko­ nus (9) das Profil (6) bilden und derart auf dem Konus (9) angeordnet sind, daß sie in Ausnehmungen (11) des Negativprofils (7) der Kurbelarme (2) passen.

4. Tretlagergarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (10) in axialer Richtung eine Konizität aufweisen, die sich bei der Be­ festigung der Kurbelarme (2) auf den Enden (4) der Tretlagerachse (1) durch Anzie­ hen einer Schraube (8) mit den Ausnehmungen (11) des Negativprofils (7) verkeilt.

5. Tretlagergarnitur für ein Fahrrad, umfassend

• - eine in einem Rahmen des Fahrrades drehbar gelagerte Tretlagerachse (12),
• - Kurbelarme (17) zur Befestigung an den Enden (13) der Tretlagerachse (12),
  dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (13) an ihren Stirnflächen ein Zahnprofil (14) aufweisen, das mit einem Verbindungsblech (15) zusammenwirkt, welches mit den Kurbelarmen (17) verbun­ den ist.

6. Tretlagergarnitur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsblech (15) mit mindestens einem Kettenrad (3) verbunden ist.

7. Tretlagergarnitur nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsblech (15) ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann.

8. Tretlagergarnitur nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Tretlagerachse (12) und dem Kurbelarm (17) eine zusätzliche Reib­ schlußverbindung besteht, die durch einen Konus (18) zwischen dem Kopf einer Schraube (16) und dem Kurbelarm (17) herbeigeführt wird.