CZ282961B6

CZ282961B6 - Ústrojí pro uložení šlapadel jízdního kola

Info

Publication number: CZ282961B6
Application number: CS912274A
Authority: CZ
Inventors: Robert Schmitt
Original assignee: Robert Schmitt
Priority date: 1990-08-01
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1997-11-12
Also published as: HU912554D0; ES2069130T3; ATE118745T1; EP0469329B1; JPH04230480A; HU214520B; EP0469329A1; CS227491A3; DK0469329T3; HUT61702A; DE4024426A1; SK279672B6; DE59104665D1

Abstract

Ústrojí zahrnuje vnější kroužek (2) ložisek ve tvaru pouzdra, v němž je uložena hřídel (8) prostřednictvím valivých ložisek (4, 6) uložených v jeho koncových oblastech. Vložená pouzdra (10, 12) jsou uspořádána na koncových oblastech vnějšího kroužku (2) ložisek, přičemž součástí každého vloženého pouzdra (10, 12) je část (10a) násuvná na vnější kroužek (2) a koncová příruba s vnější přírubovou částí (10b) dosedající na těleso (14) ústrojí a s vnitřní přírubovou částí (10c) obklopující hřídel (8). Přechod od části (10a) vloženého pouzdra (10) k vnitřní přírubové části (10c) je tvořen prstencovým osazením (10d) vyčnívajícím radiálně dovnitř. Jeho čelní plocha (10e) tvoří opěrné osazení pro opření vnějšího kroužku (2) a jeho válcová vnitřní plocha (10f) tvoří radiální vnější ohraničení prstencového prostoru (16) mezi vloženým pouzdrem (10) a hřídelí (8) k uložení prstencového těsnění.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká ústrojí pro uložení šlapadel jízdního kola zahrnujícího vnější kroužek ložisek ve tvaru pouzdra v němž je uložena hřídel ústrojí prostřednictvím valivý ložisek uložených v jeho koncových oblastech, a vložená pouzdra uspořádaná na koncových oblastech vnějšího kroužku ložisek, přičemž součástí každého vloženého pouzdra je část násuvná na vnější kroužek ložisek a koncová příruba s vnější přírubovou částí dosedající na těleso ústrojí a s vnitřní přírubovou částí obklopující hřídel ústrojí, přičemž přechod od části vloženého pouzdra k vnitřní přírubové části je tvořen prstencovým osazením zasahujícím radiálně dovnitř, jehož čelní plocha tvoří opěrné osazení pro opření vnějšího kroužku ložisek.

Dosavadní stav techniky

Známá ústrojí pro uložení šlapadel se ukládají do tělesa, které má v podstatě tvar objímky a které část rámu jízdního kola. Ktomu je ústrojí pro uložení šlapadel do značné míry předem sestaveno, takže je hřídel ústrojí již uložena ve vnějším kroužku ložisek a vložené pouzdro je nasazeno na konci vnějšího kroužku ložisek. Takto připravené ústrojí pro uložení šlapadel se přivádí z jedné strany do tělesa ústrojí, přičemž je možné axiální část předem sestaveného vloženého pouzdra zalisovat nebo zašroubovat do tělesa. Návazně se nasadí druhé vložené pouzdro na opačnou stranu ústrojí pro uložení šlapadel a právě tak se do příslušného konce tělesa zalisuje nebo zašroubuje.

Hlavní problémy uvedených známých ústrojí pro uložení šlapadel spočívají jednak v přizpůsobování tohoto ústrojí tělesům rozdílných délek, jednak v účinném a trvalém utěsnění valivých ložisek proti vnikání nečistot, vlhkosti a podobně.

Je již známo ústrojí pro uložení šlapadel uvedeného typu, kde axiální část příslušného vloženého pouzdra bezprostředně přechází do koncové příruby a u vnitřního obvodu koncové příruby je vytvořena část vloženého pouzdra obklopující hřídel ústrojí (SKF GmbH, sériové provedení šroubovaného řešení, jízdní kolo - ústrojí pro uložení šlapadel, tabulka 1 z 24. 1. 1990). U tohoto známého ústrojí pro uložení šlapadel, se vložená pouzdra známým způsobem zasouvají nebo zašroubovávají tak daleko do tělesa ústrojí, až vnější přírubové části dolehnou na těleso. Současně přilehne vnitřní přírubová část bezprostředně na vnější kroužek ložisek. Technickým předpokladem pro toto provedení je, aby vnější kroužek ložisek měl přesně stejnou délku jako těleso. Pro použití těles různých délek se proto musí vždy vnější kroužek ložisek přizpůsobit délce tělesa. To znamená, že se buď musí uchovávat zásoba rozdílných vnějších kroužků ložisek pro různé délky těles, což zvyšuje náklady na skladování, nebo se musí vnější kroužek ložisek z velmi kvalitního tvrdého materiálu nákladným způsobem dodatečně opracovávat podle příslušné délky tělesa. Další nevýhodou známého ústrojí pro uložení šlapadel je konstrukce utěsnění ložisek, které sestává jen ze štěrbiny vytvořené mezi vnitřní přírubovou částí a hřídelem. Ukázalo se, že přes konstrukční prodloužení této štěrbiny vnitřní prodlouženou částí vloženého pouzdra je účinná nanejvýš proti hrubým nečistotám, jemný prach a voda mohou však pronikat k ložiskům jako dřív a poškozovat je. To platí zejména pro stále více rozšiřovaná horská kola užívaná v těžkém terénu.

Úkolem vynálezu je vytvořit ústrojí pro uložení šlapadel uvedeného typu, u něhož by bylo možné přizpůsobení různým délkám těles ústrojí, které by bylo jednodušší vzhledem ke stavu techniky a dosažitelné jednoduchými konstrukčními prostředky, a kde by bylo současně dosažitelné zlepšení utěsnění.

- 1 CZ 282961 B6

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen ústrojím podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že mezi čelní plochou prstencového osazení a přiřazenou čelní plochou vnějšího kroužku ložisek je uspořádána 5 vůli vyrovnávající pružina.

Z hlediska konstrukčního provedení je výhodné, že vůli vyrovnávající pružina je talířová pružina nebo šroubovitá pružina.

Konstrukce podle vynálezu nabízí také možnost dalšího vyrovnání případných rozměrových odchylek těles, které výrobce ústrojí pro uložení šlapadel nemůže ovlivnit. K tomuto účelu je výhodné uspořádání, kde koncové části vnějšího kroužku ložisek jsou vytvořeny s ostřím směřujícím vně. Při sestavování vložených pouzder se mohou ostré koncové části vnějšího kroužku, vyrobeného z tvrdého materiálu, zaříznut více či méně do čelní plochy prstencových 15 osazení z měkčího materiálu, takže se tímto způsobem mohou vyrovnat malé rozměrové odchylky v délce tělesa.

Významný přínosem k utěsnění ústrojí podle vynálezu je řešení, kde v prstencovém prostoru vytvořeném válcovou vnitřní plochou vloženého pouzdra a hřídelem je uloženo prstencové 20 těsnění, například suchý nebo olejem, popřípadě grafitem napuštěný plstěný prstenec, nebo pryžový prstenec s alespoň jednou dovnitř radiálně směřující chlopní. Protože na rozdíl od známých řešení nejsou vnitřní přírubové části opatřeny na svém vnitřním obvodu žádnou dovnitř zasahující nebo vyčnívající částí, zůstává prstencový prostor volný pro uložení prstencového těsnění těsnicího vzhledem ke hřídeli. Ukázalo se, že štěrbinové těsnění tvořené vnitřní 25 přírubovou částí vzhledem ke hřídeli ve spojení s popsaným prstencovým těsněním poskytuje daleko lepší těsnicí účinek než známé řešení. Přitom je štěrbinové těsnění i při kratší délce postačující k zachycení hrubých nečistot prstencové těsnění tvoří nadto účinné utěsnění proti prachu a vodě.

Výhoda ústrojí podle vynálezu spočívá především vtom, že umožňuje přizpůsobení různým délkám těles ústrojí, zejména umožňuje vymezení vůlí vzniklých případnými odchylkami rozměrů tělesa. Při uplatnění všech popsaných opatření je také možné vytvořit ústrojí pro uložení šlapadel s účinným mazáním po dobu celé životnosti i při užívání v těžkém terénu. Manžetová těsnění uspořádaná ve vnějším kroužku ložisek jsou s výhodou kluzná manžetová těsnění, tak 35 zvaná RS těsnění, kde RS značí Radial Seal. Protože jsou před nimi zařazeným štěrbinovým těsnění a také prstencovým těsnění ve značné míře chráněna proti nečistotám a vodě, nelze v podstatě očekávat oděr těchto manžetových těsnění uspořádaná ve vnějším kroužku ložisek vytvořena například také jako štěrbinová těsnění s malou tolerancí.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti, výhody a význaky vynálezu jsou patrny z následujícího popisu a výkresů, kde značí obr. 1 podélný řez ústrojím pro uložení šlapadel, uspořádaným v tělese ústrojí, přičemž na 45 obou stranách vertikální středové čáry jsou znázorněna různá provedení, obr. 2 znázornění odpovídající obr. 1, přičemž je znázorněna možnost přizpůsobení jiným délkám tělesa a také axiálního přesazení ústrojí v tělese, obr. 3 uspořádání přibližně odpovídající obr. 1, přičemž na obou stranách vertikální středové čáry jsou zobrazena různá provedení, obr. 4 uspořádání s jedním koncem hřídele vyčnívajícím z tělesa.

-2CZ 282961 B6

Příklad provedení vynálezu

Ustrojí pro uložení šlapadel (obr. 1) zabraňuje vnější kroužek 2 ložisek ve tvaru pouzdra. V něm je prostřednictvím vlastních valivých ložisek 4, 6 uložen svými koncovými oblastmi hřídel 8 ústrojí podle vynálezu. Na koncové oblasti vnějšího kroužku 2 ložisek jsou nasazena vložená pouzdra 10, 12, která jsou známým způsobem zalisována nebo zašroubována do tělesa 14 ústrojí pro uložení šlapadel.

Vložená pouzdra 10, 12 jsou provedena v podstatě shodně. Odlišují se od sebe jen axiální délkou dále podrobněji popsaného opěrného osazení, které se opírá o příslušnou čelní plochu vnějšího kroužku 2 ložisek.

Dále bude podrobněji popsáno vložené pouzdro 10. Jeho částí je násuvná část 10a pouzdra, která je v podstatě bez vůle násuvná na vnější kroužek 2 ložisek. Další část vloženého pouzdra 10 je koncová příruba s vnější přírubovou částí 10b a vnitřní přírubovou částí 10c. Vnější přírubová část 10b přiléhá po konečném sestavení k přiřazené čelní ploše tělesa 14. Vnitřní přírubová část 10c se rozprostírá radiálně, dovnitř až k hřídeli 8, který obklopuje.

Přechod z násuvné části 10a pouzdra k vnitřní přírubové části 10c je tvořen dovnitř zasahujícím prstencovým osazením 10d. Jeho čelní plocha lOe vytváří opěrné osazení pro opření vnějšího kroužku 2 ložisek ajeho válcová vnitřní plocha lOf vytváří radiální vnější vymezení prstencového prostoru 16. V tomto prstencovém prostoru 16 je umístěno prstencové těsnění 18.

Uspořádání znázorněné v pravé části obr. 1 je opatřeno třístupňovým utěsněním. Proto je hřídel 8 alespoň v oblastech koncových přírub, zejména vnitřní přírubové části 10c, jemně opracován, například jemně broušen. Tím se umožní vytvořit vnitřní přírubovou část 10c tak, že obklopuje hřídel 8 s malou tolerancí, čímž se na tomto místě vytvoří mimořádně účinné štěrbinové těsnění. To v podstatě zaručuje, že tudy nemohou dovnitř proniknout hrubší nečistoty.

Prstencové těsnění 18, které je ve znázorněném příkladu provedení vytvořeno jako plstěné prstencové těsnění, přiléhá kluzně ke hřídeli 8 a zabraňuje takto průniku jemnějšího prachu, vody a podobně. Pro zlepšení těsnicího účinku a také kluzných vlastností prstencového těsnění 18 může být toto těsnění 18 napuštěno olejem nebo grafitem.

V koncové oblasti vnějšího kroužku 2 ložisek je uspořádáno axiálně vně přiřazeného valivého ložiska 4 manžetové těsnění 20. V tomto případě je zobrazeno jako nekluzné, které obklopuje hřídel 8 s malou tolerancí. Jednak dodatečně utěsňuje zvnějšku valivé ložisko 4, jednak zabraňuje případnému úniku trvalé mazací náplně, například tuku, z vnějšího kroužku 2 ložisek.

Uspořádání znázorněné v levé části obr. 1 v podstatě odpovídá již popsanému uspořádání. Přitom však v prstencovém osazení 12d není vloženo žádné prstencové těsnění. Prstencové těsnění není třeba použít tehdy, je-li ústrojí podle vynálezu zabudováno v jízdním kole užívaném v nenáročném prostředí, například v hale.

Kromě toho je provedeno manžetové těsnění 22 jako kluzné manžetové těsnění se dvěma chlopněmi, které alespoň částečně může převzít funkci neuplatněného prstencového těsnění.

Na obr. 2 je znázorněno uspořádání podle obr. 1 s tím rozdílem, že na jeho horní části je patrné, jak je možné přizpůsobit ústrojí pro uložení šlapadel změněné délce tělesa 14. Když například těleso 14 je na obou stranách kratší o úsek a vzhledem k původní znázorněné délce, stačí zkrátit také prstencové osazení 12d o tento úsek a, a je tím ústrojí pro uložení šlapadel přizpůsobeno kratší délce tělesa 14. Takto není třeba měnit podstatné, výrobně náročné a drahé součásti, zejména vnější kroužek 2 ložisek. Vložená pouzdra 10, 12 přizpůsobená různým délkám tělesa 14 nebo příslušná prstencová osazení lOd, 12d lze zkrátit obráběním.

-3CZ 282961 B6

Ve spodní části obr. 2 je patrná možnost přesadit ústrojí pro uloženi šlapadel v axiálním směru, aby se například ozubený talíř 23 uložený na hřídeli 8 vyrovnal se zadním ozubeným talířem. Má-li se hřídel 8 podle obr. 2 přesunout například o úsek b doprava, postačí zkrátit prstencové osazení lOd pravého vloženého pouzdra 10 o stejný úsek b a vložené pouzdro 12 nahradit vloženým pouzdrem, jeho prstencové osazení 12d je o úsek b delší.

Namísto prstencového osazení 124 prodlouženého o úsek b může být mezi vložené pouzdro a vnější kroužek 2 ložisek vložen příložný kroužek 24.

V levé části obr. 3 je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde je uspořádán mezi vloženým pouzdrem 12 a vnějším kroužkem 2 ložisek příložný kroužek 24, který působí jako prodloužení prstencového osazení 12d. Jak je z obr. 3 patrné, je příložný kroužek 24 proveden tak, že obklopuje hřídel 8 s malou tolerancí, takže vytváří přídavné štěrbinové těsnění, které dále zlepšuje celkové utěsnění ložisek.

Místo příložného kroužku 24 je možné uplatnit neznázoměný pružný prstencový prvek, například talířovou pružinu nebo šroubovitou pružinu, jejíž pomocí může být vyrovnána bez vůle případná rozměrová nepřesnost vnějšího kroužku 2 ložisek.

Na obr. 3 vpravo od vertikální středové čáry je znázorněno další provedení. Pravá koncová část 2a vnějšího kroužku 2 ložisek je proveden jako vně vybíhající ostrý výběžek. Může se proto při nalisování nebo našroubování vloženého pouzdra 10 do určité míry vtlačit do čelní plochy prstencového osazení lOd, čímž se právě tak může vyrovnat rozměrová nepřesnost vnějšího kroužku 2 ložisek nebo vloženého pouzdra 10.

Na obr. 4 je znázorněno uspořádání přibližně stejného typu jako na obr. 1 vpravo od středové čáry. Toto uspořádání se uplatní tehdy, vystupuje-li hřídel 30 z tělesa 32. Valivé ložisko 34 se odvaluje jednak přímo po funkční ploše 36 provedené v hřídeli 30, jednak po funkční ploše provedené ve vnějším kroužku 38 ložisek. Vnější kroužek 38 se středí v tělese 32 přes vložené pouzdro 40. Vložené pouzdro 40 zahrnuje axiální části 40a a koncovou přírubu s vnější přírubovou částí 40b a vnitřní přírubovou částí 40c. Vnější přírubová část 40b přiléhá v sestaveném stavu k tělesu 32. Vnitřní přírubová část 40c obklopuje hřídel 30 s malou tolerancí. Tento hřídel je alespoň v oblasti spolupůsobící s přírubovou částí 40c jemně opracována, s výhodou jemně broušena, takže mezi vnitřní přírubovou částí 40c a hřídelem 30 vznikne úzké štěrbinové těsnění.

Přechod mezi axiální částí 40a pouzdra 40 a vnitřní přírubovou částí 40c je tvořen dovnitř čnějícím osazením 40d, jehož čelní plocha 40e přiléhá k vnějšímu kroužku 38 ložisek a jehož válcová vnitřní plocha 40f vytváří spolu s hřídelem 30 prstencový prostor 42 pro uložení prstencového těsnění 44. Prstencové těsnění 44 je ve znázorněném příkladu provedeno jako vícechlopňové pryžové těsnění, které nahrazuje plstěné prstencové těsnění 18 podle obr. 1.

V koncovém úseku vnějšího kroužku 38 ložisek přivráceném ke konci hřídele 30 je uspořádáno manžetové těsnění 46, které je ve znázorněném případě provedeno jako nekluzné těsnění.

Uspořádání znázornění na obr. 4 má podle toho třístupňové utěsnění pro valivé ložisko 34. Štěrbinové těsnění vytvořené mezi hřídelem 30 a vnitřní přírubovou částí 40c zabraňuje průniku převážně hrubších nečistot, na ně navazující prstencové těsnění 44 zabraňuje v podstatě úplně pronikání prachu a vody, takže třetí těsnění - manžetové těsnění 46 má jen funkci dodatečného jištění, protože již nepřijde do styku s nečistotami a vodou, má mimořádně dlouhou životnost.

Bylo popsáno ústrojí pro uložení šlapadel s hřídelí vystupující z tělesa na obě strany, přičemž hřídel je uložena a utěsněna dvěma v podstatě stejnými úložnými soustavami. Je však také možné uplatnit úložnou soustavu popsaného druhu pro hřídel vystupující z tělesa jednostranně.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ustrojí pro uložení šlapadel jízdního kola zahrnující vnější kroužek ložisek ve tvaru pouzdra, v němž je uložena hřídel ústrojí prostřednictvím valivých ložisek uložených v jeho koncových oblastech, a vložená pouzdra uspořádaná na koncových oblastech vnějšího kroužku ložisek, přičemž součástí každého vloženého pouzdra je část násuvná na vnější kroužek ložisek a koncová příruba s vnější přírubovou částí dosedající na těleso ústrojí a s vnitřní přírubovou částí obklopující hřídel ústrojí, přičemž přechod od části vloženého pouzdra k vnitřní přírubové části je tvořen prstencovým osazením zasahujícím radiálně dovnitř, jehož čelní plocha tvoří opěrné osazení pro opření vnějšího kroužku ložisek, vyznačující se tím, že mezi čelní plochou (lOe) prstencového osazení (12d) a přiřazenou čelní plochou vnějšího kroužku (2) ložisek je uspořádána vůli vyrovnávající pružina.
2. Ustrojí pro uložení šlapadel podle nároku 1, vyznačující se tím, že vůli vyrovnávající pružina je talířová pružina.
3. Ústrojí pro uložení šlapadel podle nároku 1, vyznačující se tím, že vůli vyrovnávající pružina je šroubovitá pružina.
4. Ústrojí pro uložení šlapadel podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncové části (2a) vnějšího kroužku (2) ložisek jsou vytvořeny s ostřím směřujícím vně.
5. Ústrojí pro uložení šlapadel podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že prstencovém prostoru (16) vytvořeném válcovou vnitřní plochou (lOf) vloženého pouzdra (10) a hřídelem (8) je uloženo prstencové těsnění (18), například suchý nebo olejem, popřípadě grafitem napuštěný plstěný prstenec, nebo pryžový prstenec s alespoň jednou dovnitř radiálně směřující chlopní.