DE20314310U1

DE20314310U1 - Bicycle crank axle has conical ends with five or more ridges for a high torque grip into correspondingly shaped sockets in the crank arms

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Publication number: DE20314310U1
Application number: DE20314310U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2013-09-17

Abstract

A bicycle crank axle with improved connection to the crank arms has the ends of the axle conical and provided with five or more profiled ridges (5) to fit into correspondingly shaped sockets in the crank levers. The coupling ends have a cone angle of about 2 deg. and a length of about 17 mm. Axles of diameter up to 22 mm. can have up to 7 ridges. Axles of diameter over 22 mm. can have 8 or more ridges. The crank arms fit snugly on the cones without any end stops and are secured by threaded fasteners.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad-Tretlager mit einer Tretlagerwelle, die an ihren Wellenenden einen Mehrkantkonus hat, auf den jeweils eine Tretkurbel mit einer komplementär geformten Kurbelöffnung aufsetzbar ist.The The invention relates to a bicycle bottom bracket with a bottom bracket shaft, which has a polygon cone on its shaft ends, on each of them a pedal with a complementarily shaped crank opening placed is.

Während früher zur Verbindung der Tretlagerwelle mit den Tretkurbeln Keilverbindungen verwendet wurden, ist dazu heute überwiegend ein konischer Vierkant üblich. Die gängigen Vierkant-Normen gehen von einer Welle von etwa 17 mm Wellendurchmesser aus. Dabei werden die Tretkurbeln mittels einer Kurbelschraube sehr fest auf den an den Wellenenden der Tretlagerwelle vorgesehenen Vierkant aufgepresst. Aus der geringen Stärke der Tretlagerwelle an den Wellenenden resultiert eine große Flexibilität und Instabilität insbesondere beim Einsatz von Leichtmetallen. Der Vierkant selbst schafft ein quadratisches Loch in der Kurbel. Durch das Aufpressen der Tretkurbeln auf die Tretlagerwelle entstehen in den 90 Grad-Ecken extrem hohe Sprengkräfte. Ein weiterer Nachteil ist durch die Kleinheit des Vierkants bedingt: Die geringen Flächen reichen manchmal, insbesondere beim Einsatz von Schmierstoffen, nicht aus, um die Tretkurbeln auf den zugeordneten Vierkanten fest zu halten.While earlier to Connection of the bottom bracket shaft with the cranks Wedge connections were used, is now predominantly a conical square common. The common Square standards are based on a shaft of about 17 mm shaft diameter out. The cranks are very much by means of a crank screw firmly on the provided at the shaft ends of the bottom bracket Pressed square. From the low strength of the bottom bracket to the Shaft ends results in a big one flexibility and instability especially when using light metals. The square itself creates a square hole in the crank. By pressing on the Cranks on the bottom bracket shaft arise in the 90 degree corners extremely high explosive forces. Another disadvantage is due to the smallness of the square: The small areas sometimes enough, especially when using lubricants, not stuck to the cranks on the associated square edges to keep.

In jüngerer Zeit sind dickere Wellen von beispielsweise 22 mm und 25 mm Wellendurchmesser auf den Markt gekommen. Dabei sind die Kurbelaufnahmen unterschiedlich ausgestaltet und weisen beispielsweise einen nicht-konischen Sechskant, eine Vielzahnverbindung mit anschließendem runden Konus oder eine Vielzahnnverbindung ohne Konus auf.In younger Time are thicker waves of, for example, 22 mm and 25 mm shaft diameter come to the market. The crankcases are different configured and have, for example, a non-conical hexagon, a splined connection followed by a round cone or a Toothed connection without cone on.

Fast alle oben beschriebenen Verbindungen zwischen Tretlagerwelle und Tretkurbeln weisen einen Anschlag auf, bis zu dem die Tretkurbel auf die Tretlagerwelle rutschen kann. Dehnt sich infolge Krafteinwirkung die kurbelseitige Wellenaufnahme, kommt es zum Wackeln der Tretkurbel.Nearly All the above-described connections between bottom bracket and Cranks have a stop, to which the pedal crank can slip on the bottom bracket shaft. Stretches as a result of force the crank-side shaft mount, it comes to wobble the pedal.

Bei konisch ausgestalteten Wellenenden der Tretlagerwelle kann die zwischen Tretlagerwelle und den Tretkurbeln vorgesehene Verbindung durch weiteres Aufschrauben der Kurbelschraube nachgezogen werden. Dies ist jedoch nicht möglich, wenn ein Anschlag vorgesehen ist, der das Aufschieben der Tretkurbel auf das zugeordnete Wellenende begrenzt. Im letztgenannten Fall muss die Kurbel ersetzt werden, sofern die Kurbel nicht mit einem Schlitz und einer Schraube versehen ist und wenigstens begrenzt weiterbenutzt werden kann.at The tapered shaft ends of the bottom bracket can be used between Tretlagerwelle and the cranks provided by connection further tightening the crank bolt be tightened. This is not possible if a stop is provided, the pushing on the crank limited to the assigned shaft end. In the latter case the crank must be replaced if the crank does not have a slot and a screw is provided and at least limited further used can be.

Solche zusätzlichen Sicherungen und insbesondere auch die zwischen Tretlagerwelle und den Tretkurbeln üblichen Vielzahlverbindungen sind jedoch bei kleinen Stückzahlen nicht kostengünstig herstellbar. Aus der Notwendigkeit mehrfacher Kalibrierung solcher Profile, insbesondere bei den üblichen Vielzahnverbindungen ergibt sich, dass bereits kleine Fehler Ausschuss ergeben.Such additional Fuses and especially between the bottom bracket and the cranks usual However, multiple connections are not inexpensive to produce in small quantities. From the need for multiple calibration of such profiles, in particular at the usual Splined connections results in that already small mistakes committee result.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Fahrrad-Tretlager mit einer zwischen Tretlagerwelle und den Tretkurbeln vorgesehenen Verbindung zu schaffen, die steif, kraftschlüssig, bruchsicher, tolerant gegenüber Maßabweichungen und selbst bei kleinen Stückzahlen billig in der Herstellung ist, wobei zusätzliche Hilfsmaßnahmen zur Absicherung der Tretkurbeln auf dem zugeordneten Wellenende möglichst vermieden werden sollen.It There is therefore the particular task of a bicycle bottom bracket with a between bottom bracket and the cranks provided connection create that stiff, non-positive, unbreakable, tolerant deviations and even for small quantities cheap to manufacture, taking additional relief to secure the cranks on the associated shaft end preferably should be avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Fahrrad-Tretlager der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass der Mehrkantkonus fünf oder mehr als fünf Kanten hat.The inventive solution this Task is the bicycle bottom bracket of the type mentioned in particular, in that the polygonal cone has five or more than five edges Has.

Da der zwischen der Tretlagerwelle und den Tretkurbeln zur Verbindung jeweils vorgesehene Mehrkantkonus zumindest fünf Kanten hat, ist der Konus einer Kreisform angenähert, welche die höchste Stabilität und Steifheit bietet. Gleichzeitig aber werden die von den Tretkurbeln auf die Tretlagerwelle übertragenen Kräfte auf eine größere Kanten-Anzahl verteilt und dort übergroße Sprengkräfte vermieden, so dass eine dauerhaft kraftschlüssige Verbindung zwischen Tretlagerwelle und Tretkurbeln erreicht wird. Durch den Mehrkantkonus und die dauerhaft kraftschlüssige Verbindung zwischen Tretlagerwelle und den Tretkurbeln sind Anschläge oder zusätzliche Vielzahlverbindungen entbehrlich, so dass die erfindungsgemäße Tretlagerwelle-/Tretkurbel-Verbindung sich kostengünstig herstellen lässt.There the between the bottom bracket and the cranks for connection each provided polygonal cone has at least five edges, is the cone approximated to a circular shape, which is the highest stability and offers stiffness. At the same time, however, those of the cranks transferred to the bottom bracket personnel on a larger number of edges distributed and avoided there excessive explosive forces, so that a permanently positive connection between bottom bracket and cranks is achieved. By the Polygonal cone and the permanently frictional connection between bottom bracket shaft and the cranks are stops or additional Variety compounds dispensable, so that the invention Tretlagerwelle- / pedal crank connection cost-effective can be produced.

Dabei werden Ausführungen bevorzugt, bei welchen der Mehrkantkonus fünf bis acht Kanten, vorzugsweise sechs Kanten hat. Bei diesen Ausführungen weist der Mehrkantkonus eine Anzahl von Kanten auf, welche Kanten auch bei kleinen Wellendurchmessern trotz der an die Kreisform angenäherten Ausgestaltung des Mehrkantkonus noch ausreichend konturiert sind, um die auftretenden Kräfte gut von den Tretkurbeln auf die Tretlagerwelle zu übertragen.there will be executions preferred in which the polygon cone five to eight edges, preferably has six edges. In these versions, the polygonal cone a number of edges on which edges even with small shaft diameters despite being approximated to the circular shape Configuration of polygonal cone are still sufficiently contoured, around the occurring forces good to transfer from the cranks to the bottom bracket.

Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Tretlagerwelle und den Tretkurbeln wird begünstigt, wenn der Konus eine Steigung von 1,5 bis 3 Grad, vorzugsweise von 2 Grad hat.A frictional Connection between the bottom bracket and the cranks is favors, if the cone has a pitch of 1.5 to 3 degrees, preferably of Has 2 degrees.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Länge des Konus um 17 mm beträgt.there It is advantageous if the length of the cone is 17 mm.

Um die Kanten des Mehrkantkonus noch ausreichend konturieren zu können, ist bei einem kleineren Tretlagerwellen-Durchmesser von bis zu 22 mm vorteilhaft, wenn der Konus maximal sieben Kanten hat. Bei einem Tretlagerwellen-Durchmesser von mehr als 22 mm kann der Konus auch acht Kanten oder mehr aufweisen.In order to be able to sufficiently contour the edges of the polygonal cone, it is advantageous for a smaller bottom bracket shaft diameter of up to 22 mm if the cone has a maximum of seven channels has. With a bottom bracket shaft diameter greater than 22 mm, the cone may also have eight edges or more.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verwirklicht sein.Further Features of the invention will become apparent from the following description an embodiment of the invention in connection with the claims as well as the drawing. The individual features can each for themselves or to several at an embodiment according to the invention be realized.

Es zeigt:It shows:

1 eine Tretlagerwelle in einer Draufsicht auf ihre Längsseite, wobei die Tretlagerwelle an ihren Wellenenden jeweils einen Mehrkantkonus hat, und 1 a bottom bracket shaft in a plan view on its longitudinal side, wherein the bottom bracket has at its shaft ends in each case a polygonal cone, and

2 die Tretlagerwelle aus 1 in einer Stirnansicht. 2 the bottom bracket 1 in a front view.

In den 1 und 2 ist eine Tretlagerwelle 1 dargestellt, die an ihren Wellenenden 2,3 jeweils einen Mehrkantkonus 4 hat. Auf jedes Wellenende 2,3 ist jeweils eine hier nicht weiter dargestellte Tretkurbel mit ihrer zum Mehrkantkonus 4 komplementär geformten Kurbelöffnung aufsetzbar. Der Mehrkantkonus 4 der hier dargestellten Tretlagerwelle 1 weist sechs Kanten 5 auf, so dass der Mehrkantkonus 4 an das statisch und dynamisch günstige Rundprofil angenähert ist.In the 1 and 2 is a bottom bracket shaft 1 shown at their shaft ends 2 . 3 each a polygon cone 4 Has. On every shaft end 2 . 3 is in each case a pedal (not shown here) with her to polygonal cone 4 complementarily shaped crank opening placed. The polygon cone 4 the bottom bracket shaft shown here 1 has six edges 5 on, so that the polygon cone 4 is approximated to the statically and dynamically favorable round profile.

Auch bei einem vergleichsweise kleinen Durchmesser der Tretlagerwelle 1 im Bereich ihres Mehrkantkonus 4 sind diese Kanten ausreichend konturiert, um die auftretenden Kräfte gut von den Tretkurbeln auf die Tretlagerwelle 1 übertragen zu können. Im Vergleich zu einem Vierkantkonus weist der Mehrkantkonus 4 der hier dargestellten Tretlagerwelle 1 einen vergrößerten Durchmesser auf, der eine erhöhte Steifheit der Welle mit sich bringt. Im Vergleich zu einem Vierkantkonus weist der Mehrkantkonus 4 der hier dargestellten Tretlagerwelle 1 auch eine vergrößerte Gesamtkonusfläche auf, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Tretlagerwelle 1 und den Tretkurbeln noch zusätzlich begünstigt. Durch die Annäherung der Winkel des Sechskantes 4 – nämlich 120 Grad im Vergleich zu 90 Grad bei einem Vierkantkonus – an das Rundprofil wird die Bruchsicherheit der hier dargestellten Tretlagerwelle 1 und des Gegenparts – der Kurbel – erhöht.Even with a comparatively small diameter of the bottom bracket 1 in the area of its polygon cone 4 These edges are well contoured to the forces occurring well from the cranks on the bottom bracket 1 to be able to transfer. Compared to a square cone has the polygonal cone 4 the bottom bracket shaft shown here 1 an enlarged diameter, which brings an increased stiffness of the shaft with it. Compared to a square cone has the polygonal cone 4 the bottom bracket shaft shown here 1 also an enlarged Gesamtkonusfläche, which is a frictional connection between the bottom bracket 1 and the cranks additionally favored. By approaching the angles of the hexagon 4 - namely 120 degrees compared to 90 degrees with a square cone - to the round profile, the fracture resistance of the bottom bracket shaft shown here 1 and the counterpart - the crank - increased.

Da bei dem hier dargestellten Mehrkantkonus 4 ein Anschlag, zusätzliche Vielzahnungen zwischen Tretlagerwelle und Tretkurbeln und andere Hilfsmaßnahmen an den Kurbeln entbehrlich sind, ist die hier dargestellte Verbindung zwischen der Tretlagerwelle 1 und den Tretkurbeln tolerant gegenüber Maßabweichungen und selbst bei kleineren Stückzahlen billig in der Herstellung.As with the polygon cone shown here 4 a stop, additional Vielzahnungen between bottom bracket and cranks and other auxiliary measures on the cranks are unnecessary, is the connection shown here between the bottom bracket 1 and the cranks tolerant of dimensional deviations and cheap even in smaller quantities in the production.

Die an den Tretkurbeln vorgesehene Kurbelöffnung passt sich dem Mehrkantkonus 4 an der Tretlagerwelle 1 notfalls auch mehrmals an. Da kein Anschlag vorgesehen ist, können die Tretkurbeln bei Bedarf durch Anziehen der in ein stirnseitiges Innengewinde 6 einschraubbaren Kurbelschraube zunehmend auf den Mehrkantkonus 4 aufgedrückt werden. Da die hier dargestellte Tretlagerwelle 1 auch in geringen Stückzahlen spanend gefertigt werden kann und da im Gegensatz zu Vielzahnverbindungen auf eine kostspielige Kalibrierung verzichtet werden kann, ist die hier dargestellte Tretlagerwelle 1 einfach und mit vergleichsweise geringen Kosten herstellbar.The cranks opening provided on the cranks adapts to the polygonal cone 4 at the bottom bracket shaft 1 if necessary, several times. Since no stop is provided, the cranks can, if necessary, by tightening the in a frontal internal thread 6 screw-in crank screw increasingly on the polygon cone 4 be pressed on. As the bottom bracket shaft shown here 1 can also be produced in small quantities by machining and because in contrast to multi-tooth connections can be dispensed with a costly calibration, the bottom bracket shaft shown here 1 easy to produce and with relatively low cost.

Zusammenfassend lässt sich folgendes feststellen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrrad-Tretlager mit einer Tretlagerwelle 1, die an ihren Wellenenden 2,3 einen Mehrkantkonus 4 hat, auf dem jeweils eine Tretkurbel mit einer komplementär geformten Kurbelöffnung aufsetzbar ist. Für das erfindungsgemäße Fahrrad-Tretlager ist kennzeichnend, dass der Mehrkantkonus 4 fünf oder mehr als fünf Kanten hat. Durch diese vielkantige Ausgestaltung des Mehrkantkonus ist die Tretlagerwelle auch im Bereich ihrer Wellenenden an das statisch und dynamische günstige Rundprofil angenähert. Das erfindungsgemäße Fahrrad-Tretlager zeichnet sich durch seine steife und bruchsichere Ausgestaltung, die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Tretlagerwelle und den daran gehaltenen Tretkurbeln sowie durch seine kostengünstige Herstellbarkeit auch bei kleinen Stückzahlen aus.In summary, the following can be stated. The present invention relates to a bicycle bottom bracket with a bottom bracket 1 at their shaft ends 2 . 3 a polygon cone 4 has, on each of which a crank with a complementarily shaped crank opening can be placed. For the bicycle pedal bearing according to the invention is characteristic that the polygon cone 4 has five or more than five edges. Due to this multi-edged design of the polygonal cone, the bottom bracket shaft is also approximated in the region of its shaft ends to the static and dynamic favorable round profile. The bicycle pedal bearing according to the invention is characterized by its rigid and unbreakable design, the frictional connection between the bottom bracket and the pedal cranks held by it and by its cost-effective manufacturability even in small quantities.

Claims

Fahrrad-Tretlager mit einer Tretlagerwelle (1), die (1) an ihren Wellenenden (2,3) einen Mehrkantkonus (4) hat, auf den jeweils eine Tretkurbel mit einer komplementär geformten Kurbelöffnung aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkantkonus (4) fünf oder mehr als fünf Kanten (5) hat.Bicycle bottom bracket with a bottom bracket shaft ( 1 ) (1) at their shaft ends ( 2 . 3 ) a polygonal cone ( 4 ), on each of which a crank with a complementarily shaped crank opening can be placed, characterized in that the polygonal cone ( 4 ) five or more than five edges ( 5 ) Has.

Fahrrad-Tretlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkantkonus (4) fünf bis acht Kanten, vorzugsweise sechs Kanten (5) hat.Bicycle bottom bracket according to claim 1, characterized in that the polygonal cone ( 4 ) five to eight edges, preferably six edges ( 5 ) Has.

Fahrrad-Tretlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkantkonus (4) eine Steigung von 1,5 bis 5 Grad hat.Bicycle bottom bracket according to claim 1 or 2, characterized in that the polygonal cone ( 4 ) has a pitch of 1.5 to 5 degrees.

Fahrrad-Tretlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Mehrkantkonus (4) um 2 Grad beträgt.Bicycle bottom bracket according to claim 3, characterized in that the slope of the polygonal cone ( 4 ) by 2 degrees.

Fahrrad-Tretlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkantkonus (4) eine Länge von mehr als 10 mm hat.Bicycle bottom bracket according to one of claims 1 to 4, characterized in that the polygonal cone ( 4 ) has a length of more than 10 mm.

Fahrrad-Tretlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Mehrkantkonus (4) um 17 mm beträgt.Bicycle bottom bracket according to one of claims 1 to 5, characterized in that the length of the Polygon cone ( 4 ) is 17 mm.

Fahrrad-Tretlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tretkurbeln auf den zugeordneten Mehrkantkonus (4) anschlaglos aufsetzbar sind.Bicycle bottom bracket according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cranks on the associated polygonal cone ( 4 ) are attachable without a stop.

Fahrrad-Tretlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus bei einem Tretlagerwellen-Durchmesser bis 22 mm maximal sieben Kanten (5) hat.Bicycle bottom bracket according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cone at a bottom bracket shaft diameter up to 22 mm maximum seven edges ( 5 ) Has.

Fahrrad-Tretlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkantkonus (4) bei einem Tretlagerwellen-Durchmesser von mehr als 22 mm acht Kanten oder mehr als acht Kanten (4) hat.Bicycle bottom bracket according to one of claims 1 to 8, characterized in that the polygonal cone ( 4 ) with a bottom bracket shaft diameter of more than 22 mm, eight edges or more than eight edges ( 4 ) Has.