DE102005027516A1 - Pedale - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pedale, insbesondere Fahrradpedale (1), mit einer aus einem Befestigungszapfen (3) und einem Tragzapfen (5) bestehenden Pedalwelle (2), wobei die Pedalwelle (2) über den mit einem Gewinde (4) versehenen Befestigungszapfen (3) mit einem Kurbelarm verbunden ist und der Tragzapfen (5) über zwei voneinander beabstandete Wälzlager einen drehbaren Pedalkörper (8) aufnimmt. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Wälzlager als Axial-Schrägnadellager (6, 7) ausgebildet, deren Lagernadeln (15) Drehachsen (16) aufweisen, die unter einem Winkel alpha geneigt zu einer Lagerachse (9) zwischen zwei planparallelen Laufbahnen abwälzt, wobei die Axial-Schrägnadellager (6, 7) über konische Anlageflächen (20, 21, 22, 23) gegeneinander verspannbar sind. DOLLAR A Dadurch wird eine steife, sowohl radiale als auch axiale Lagerkräfte aufnehmende Baueinheit gebildet, die aus wenigen Bauteilen besteht und sich einfach montieren/demontieren läßt.

Description

  • Anwendungsgebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Pedale, insbesondere Fahrradpedale, mit einer aus einem Befestigungszapfen und einem Tragzapfen bestehenden Pedalwelle, wobei die Pedalwelle über den mit einem Gewinde versehenen Befestigungszapfen mit einem Kurbelarm verbunden ist und der Tragzapfen über zwei voneinander beabstandete Wälzlager einen drehbaren Pedalkörper aufnimmt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine derart gattungsgemäß ausgebildete Fahrradpedale ist beispielsweise aus der DE 35 00 144 A1 vorbekannt. In 3 dieser Vorveröffentlichung ist eine Pedalwelle gezeigt, die am linksseitigen Ende einen Befestigungszapfen aufweist, der über sein Außengewinde in einer Aufnahmebohrung mit Innengewinde eines Kurbelarms einschraubbar ist. Im Anschluß an den Befestigungszapfen hat die Pedalwelle einen von der Kreisform abweichenden Abschnitt, über den sie mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges in die Aufnahmebohrung des Kurbelarms einschraubbar ist. Die Pedalwelle weist einen sich anschließenden konischen Abschnitt auf, der eine Innenlaufbahn für ein erstes Kugellager bildet, dessen Außenlaufbahn von einem separaten Außenring gestellt ist. Am rechtsseitigen Ende der Pedalwelle ist ein zweites Kugellager angeordnet, dessen Innenlaufbahn von einem auf die Pedalwelle aufgeschobenen Innenkonus gestellt ist, während die zugehörige Außenlaufbahn wiederum von einem separaten Außenring gebildet ist. Beide Lageraußenringe sind durch eine die Pedalwelle umgreifende Zwischenhülse auf axialen Abstand zueinander gehalten. Der verschiebbare Innenkonus des zweiten Kugellagers ist durch eine zusätzliche Haltemutter auf Position gehalten. Das Lagerspiel wird nun derart eingestellt, dass der Innenkonus des zweiten Kugellagers in Richtung des ersten Kugellagers verschoben wird, wobei die axiale Kraftübertragung über den Lageraußenring des zweiten Kugellagers und die Zwischenhülse auf den Lageraußenring des ersten Kugellagers erfolgt.
  • In ähnlicher Weise ausgebildete Fahrradpedalen sind auch in der DE 30 27 615 A1 , DE 33 43 015 A1 , DE 34 47 148 C1 , DE 37 01 813 A1 , DE 38 14 621 A1 , DE 38 16 100 A1 , DE 692 04 756 T2 , DE 84 02 858 U1 , DE 92 14 664 U1 , DE 299 15 137 U1 und in der GB 2 135 399 A vorbeschrieben.
  • Der Nachteil derartiger Fahrradpedalen besteht darin, dass sie aufgrund ihrer vielen Einzelteilen aufwendig gebaut und damit auch teuer sind. Dies betrifft insbesondere die kompliziert geformte Pedalwelle und die zugehörigen Außenringe der beiden voneinander beabstandeten Kugellager sowie der Innenkonus und die zusätzliche Befestigungsschraube des rechtsseitig angeordneten Kugellagers. Darüber hinaus besitzen sie eine relativ geringe Tragfähigkeit. Auch ist oftmals ein Schleifen der Laufbahnen erforderlich.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Pedale bereitzustellen, deren Lagerung aus wenigen Einzelteilen besteht und die unkompliziert montiert und gewartet werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Wälzlager als Axial-Schrägnadellager ausgebildet sind, deren Lagernadeln Drehachsen aufweisen, die unter einen Winkel geneigt zu einer Lagerachse zwischen zwei planparallelen Laufbahnen abwälzen, wobei die Axial-Schrägnadellager über konische Anlageflächen gegeneinander verspannbar sind.
  • Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäß eingesetzten Axial-Schrägnadellager liegt darin, dass diese eine hohe radiale und axiale Tragfähigkeit aufweisen und sich radialer und axialer Verschleiß ausgleichen lassen. Ein weiterer Vorteil ist dadurch begründet, dass durch die Einstellbarkeit des Abstandes beider Axial-Schrägnadellager zueinander eine hohe Steifigkeit und Spielfreiheit gegeben ist, die sich positiv auf das gesamte Fahrverhalten des Fahrrades auswirkt. Ein anderer Vorteil ist durch die einfache Montage und Demontage der erfindungsgemäßen Lageranordnung gegeben, so dass diese auch durch einen Laien ohne Spezialwerkzeug ausgeführt werden kann. Darüber hinaus sind die eingesetzten Axial-Schrägnadellager als kostengünstige Zukaufteile in vielfachen Größenverhältnissen auf dem Markt verfügbar.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.
  • So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Laufbahnen wenigstens teilweise durch aus Blech gebildete Laufscheiben gestellt sind, wobei nach Anspruch 3 die Laufscheiben einen spanlosen Formgebungsprozeß hergestellt und einem Härteprozeß unterworfen sind. Dadurch ist es möglich, Laufscheiben in unterschiedlichsten Varianten problemlos herzustellen, die durch ihre hohe Härte auch eine relativ weiche und somit gegebenenfalls leichtere Anschlußkonstruktion ermöglichen.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, dass die Lagernadeln in einem Käfig aus Kunststoff angeordnet sind.
  • Dadurch wird ein besonders ruhiger Lauf der Axial-Schrägnadellager realisiert.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 5 sollen die Axial-Schrägnadellager zueinander in X- oder in O-Anordnung angestellt sein. In beiden Fällen werden Axialkräfte in beiden Richtungen jeweils von einem Lager aufgenommen, wobei die O-Anordnung den Vorteil hat, dass die Stützbreite gegenüber der X-Anordnung wesentlich größer ist.
  • Entsprechend den eingesetzten Axial-Schrägnadellagern ist nach Anspruch 6 vorgesehen, dass der Tragzapfen an einem Ende mit einem im Längsschnitt betrachtet kegelförmig ausgebildeten Abschnitt versehen ist und dass nach Anspruch 7 der Tragzapfen am vom kegelförmigen Abschnitt abgewandten Ende mit einem Außengewinde versehen ist, auf dem über ein Innengewinde ein im Längsschnitt betrachtet kegelförmig ausgebildete Spannschraube festlegbar ist.
  • Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 8 soll die außenliegend angeordnete Laufscheibe eine Verlängerung aufweisen, die in einen zwischen Spannschraube und Pedalkörper und/oder zwischen kegelförmigen Abschnitt und Pedalkörper gebildeten Spalt hineinragt. Auf diese Weise wird der Spalt zwischen den beiden genannten Partnern nochmals verkleinert, sodass eine größere Dichtwirkung auch ohne aufgesetzte Dichtkappe möglich ist.
  • In den Ansprüchen 9 und 10 sind vorteilhafte Varianten hinsichtlich eines verringerten Gewichts der Pedale beschrieben. So ist nach Anspruch 9 vorgesehen, dass der Pedalkörper aus einen Kunststoff oder aus einem Leichtmetall besteht, während nach Anspruch 10 die Pedalwelle als eine Hohlwelle ausgebildet sein soll.
    •
  • Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Fahrradpedale und
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des rechtsseitigen Ausschnittes von 1.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • In den 1 und 2 ist die erfindungsgemäß ausgestaltete und mit 1 bezeichnete Fahrradpedale zeichnerisch dargestellt. Diese besteht aus der Pedalwelle 2, die an ihrem linksseitigen Ende den mit dem Außengewinde 4 versehenen Befestigungszapfen 3 aufweist. Der ist, zeichnerisch nicht dargestellt, von einer Aufnahmebohrung eines Kurbelarms aufgenommen. Nach dem Befestigungszapfen 3 geht die Pedalwelle 2 in den kegelförmigen Abschnitt 10 über, der die nach innen in Richtung der Lagerachse 9 geneigte konische Anlagefläche 22 hat. Nach dieser konischen Anlagefläche 22 behält die Pedalwelle 2 ihren Durchmesser bei und endet am rechtsseitigen Ende mit dem Außengewinde 12. Die Pedalwelle 2 ist unterteilt in den Befestigungszapfen 3 und den Tragzapfen 5, der den Pedalkörper 8 trägt. Zur Lageranordnung gehört weiter die rechtsseitig angeordnete Spannschraube 11, die mit einem nicht bezeichneten Innengewinde auf dem Außengewinde 12 des Tragzapfens 5 festlegbar ist. Die Spannschraube 11 ist wie der kegelförmige Abschnitt 10 der Pedalwelle 2 ebenfalls kegelförmig gestaltet und weist die konische Anlagefläche 20 auf, die ebenfalls in Richtung der Lagerachse 9 abfällt. Zwischen dem Pedalkörper 8 mit seinen beiden konischen Anlageflächen 21, 23 sind die Axial-Schrägnadellager 6, 7 angeordnet, de ren Lagernadeln 15 Drehachsen 16 aufweisen, die unter dem Winkel α geneigt zur Lagerachse 9 abfallen. Beiden Axial-Schrägnadellager 6, 7 weisen Laufscheiben 13, 14 auf, wobei die Laufscheibe 13 außen angeordnet ist, d.h., an der Anlagefläche 20 der Spannschraube 11 und an der Anlagefläche 22 des kegelförmigen Abschnittes 10 anliegen. Die zugehörige andere Laufscheibe 14 ist jeweils innenliegend angeordnet und liegt demnach an den ebenfalls geneigt verlaufenden konischen Anlageflächen 21, 23 des Pedalkörpers 8 an. Wie die Figuren weiter zeigen, müssen der kegelförmige Abschnitt 10 des Tragzapfens 5 und die Spannschraube 11 in ihrer radialen Ausdehnung mit dem Pedalkörper 8 so abgestimmt sein, dass zwischen beiden der Spalt 18, 19 gebildet ist. Dieser Spalt 18, 19 kann in seiner radialen Ausdehnung noch verringert sein, wenn die außenliegend angeordnete Laufscheibe 13 mit einer Verlängerung 17 versehen ist, die in den Spalt 18, 19 hinein ragt.
  • Die Montage der erfindungsgemäßen Fahrradpedale 1 erfolgt nun in einfacher Art und Weise, indem zunächst auf den Tragzapfen 5 der Pedalwelle 2 das linksseitig angeordnete Axial-Schrägnadellager 7 aufgeschoben wird. Danach folgt der Pedalkörper 8, dem schließlich das rechtsseitig angeordnete Axial-Schrägnadellager 6 folgt, bevor über die Spannschraube 11 die Lagervorspannung eingestellt wird, indem diese in Richtung kegelförmiger Abschnitt 10 bewegt wird. Im Gegensatz zu den Kugellagern nach dem bisherigen Stand der Technik lassen die Figuren erkennen, dass aufgrund der linienförmigen Anlagefläche der Axial-Schrägnadellager 6, 7 eine steife Pedaleinheit gebildet ist, die sowohl auftretende Radial- als auch auftretende Axialkräfte sehr gut aufnehmen kann. Der Öffnungswinkel β, der sich aus dem doppelten Neigungswinkel α zusammensetzt, wird sich zweckmäßiger Weise in einem Bereich zwischen 60° und 90° bewegen. Je größer der Öffnungswinkel β um so größer ist die Aufnahme von axialen Kräften.
    • 1
    Fahrradpedale
    2
    Pedalwelle
    3
    Befestigungszapfen
    4
    Außengewinde
    5
    Tragzapfen
    6
    Axial-Schrägnadellager
    7
    Axial-Schrägnadellager
    8
    Pedalkörper
    9
    Lagerachse
    10
    kegelförmiger Abschnitt
    11
    Spannschraube
    12
    Außengewinde
    13
    Laufscheibe
    14
    Laufscheibe
    15
    Lagernadel
    16
    Drehachse
    17
    Verlängerung
    18
    Spalt
    19
    Spalt
    20
    konische Anlagefläche
    21
    konische Anlagefläche
    22
    konische Anlagefläche
    23
    konische Anlagefläche
    α
    Neigungswinkel
    β
    Öffnungswinkel

Claims (10)

  1. Pedale, insbesondere Fahrradpedale (1), mit einer aus einem Befestigungszapfen (3) und einem Tragzapfen (5) bestehenden Pedalwelle (2) wobei die Pedalwelle (2) über den mit einem Gewinde (4) versehenen Befestigungszapfen (3) mit einem Kurbelarm verbunden ist und der Tragzapfen (5) über zwei voneinander beabstandete Wälzlager einen drehbaren Pedalkörper (8) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager als Axial-Schrägnadellager (6, 7) ausgebildet sind, deren Lagernadeln (15) Drehachsen (16) aufweisen, die unter einem Winkel geneigt zu einer Lagerachse (9) zwischen zwei planparallelen Laufbahnen abwälzen, wobei die Axial-Schrägnadellager (6, 7) über konische Anlageflächen (20, 21, 22, 23) gegeneinander verspannbar sind.
  2. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen wenigstens teilweise durch aus Blech gebildete Laufscheiben (13, 14) gestellt sind.
  3. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheiben (13, 14) durch einen spanlosen Formgebungsprozeß hergestellt und einem Härteprozeß unterworfen sind.
  4. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagernadeln (15) der Axial-Schrägnadellager (6, 7) in einem Käfig aus Kunststoff angeordnet sind.
  5. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axial-Schrägnadellager (6, 7) zueinander in X- oder in O-Anordnung angestellt sind.
  6. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragzapfen (5) an einem Ende mit einem im Längsschnitt betrachtet kegelförmig ausgebildeten Abschnitt (10) versehen ist.
  7. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragzapfen (5) am vom kegelförmigen Abschnitt (10) abgewandten Ende mit einem Außengewinde (12) versehen ist, auf dem über ein Innengewinde eine im Längsschnitt betrachtet kegelförmig ausgebildete Spannschraube (11) festlegbar ist.
  8. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die außenliegend angeordnete Laufscheibe (13) eine Verlängerung (17) aufweist, die in einen zwischen Spannschraube (11) und Pedalkörper (8) und/oder kegelförmigen Abschnitt (10) und Pedalkörper (8) gebildeten Spalt (18, 19) hineinragt.
  9. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalkörper (8) aus einem Kunststoff oder aus einem Leichtmetall besteht.
  10. Fahrradpedale (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalwelle (2) wenigstens teilweise als eine Hohlwelle ausgebildet ist.
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