NL8304338A - Pedal shaft for bicycle - has ball bearing for axial load and needle bearing for radial load - Google Patents

Abstract

The composite ball and needle bearing takes up axial and radial loads for each end of the pedal shaft. In the bracket housing (1) are fitted screwed bushes (3,4) by means of left and right hand screwed threads, so that a protruding rim (5) rigidly contacts the rim of the bracket housing. The other end of the bush (3) has a collar (6) fitting tightly in the collar (7) of a bush (4) so that the bushes form an integral unit. A composite bearing (8) contains balls (10) and needles (11), whilst an O-ring (22) seals the bracket housing against moisture.

Description

. GB/13.258 - 1 - - **. GB / 13.258 - 1 - - **

Trapas en daarbij behorend legeringsstelsel voor een rijwiel.Bottom bracket and associated alloy system for a bicycle.

De uitvinding heeft betrekking op een trapas en daarbij behorend legeringsstelsel voor aanbrenging in het frame van een rijwiel, waarbij de trapas nabij beide einden een zich ringvormig om de trapas heen uitstrekkend deel draagt waarvan 5 het naar buiten toegerichte kopvlak is voorzien van een loopvlak voor kogels, die anderzijds worden ondersteund door een bus en waarbij beide bussen vanaf tegengestelde richtingen in het brackethuis van het frame kunnen worden geschroefd.The invention relates to a crankshaft and associated alloy system for mounting in the frame of a bicycle, wherein the crankshaft, near both ends, carries a part extending in an annular manner around the crankshaft, the outwardly facing end face of which is provided with a ball tread , which, on the other hand, are supported by a bush and wherein both bushings can be screwed into the bottom bracket shell of the frame from opposite directions.

Aan de bekende samenstellen van trapas en legering daar-10 voor, die op grote schaal worden toegepast bij rijwielen, kleven verschillende bezwaren.There are various drawbacks to the known bottom bracket and alloy assemblies, which are widely used in bicycles.

Zo is het moeilijk gelijktijdig zowel de radiale als de axiale speling van het legeringsstelsel zo minimaal mogelijk te maken. Daartoe is het noodzakelijk dat, na het stevig vast-15 draaien van de ene bus in het huis, de andere bus met de juiste kracht wordt aangedraaid. Nadat deze laatste bus is geborgd, zoals door middel van een contramoer, blijkt vaak dat de speling niet de juiste waarde bezit. Er is dan ook veel vakmanschap vereist voor het op de juiste wijze monteren van een 20 trapas. Een goede montage is van belang om de optredende wrijving en slijtage zo gering mogelijk te houden.For example, it is difficult to simultaneously minimize both radial and axial play of the alloy system. For this it is necessary that, after tightening one sleeve in the housing tightly, the other sleeve is tightened with the correct force. After the latter bush has been secured, such as by means of a lock nut, it often appears that the play is not of the correct value. Therefore, a lot of craftsmanship is required for the correct mounting of a 20 bottom bracket. Good mounting is important to keep the friction and wear that occur as low as possible.

Vérder kan het bekende legeringsstelsel naar buiten toe niet worden afgedicht, zodat vocht en vuil daarin kunnen binnendringen. Door het vocht zal oxidatie van de oppervlakken van 25 de onderdelen en dus ook van de ten opzichte van elkaar bewegende oppervlaktedelen optreden. Hierdoor en door binnendringend stof zal extra wrijving en vergrote slijtage worden veroorzaakt.Furthermore, the known alloy system cannot be sealed to the outside, so that moisture and dirt can penetrate therein. The moisture will cause oxidation of the surfaces of the parts and thus also of the surface parts moving relative to each other. This and additional dust will cause additional friction and increased wear.

Hij het bekende legeringsstelsel worden verder de bussen 30 steeds in tegengestelde richting belast zodat ook het brackethuis van het frame aan zeer ongunstige belastings-wisselingen is onderworpen. Het gehele frame wordt hierdoor aan torsiebelas-tingen blootgesteld.Furthermore, in the known alloy system, the bushes 30 are always loaded in the opposite direction, so that the bracket housing of the frame is also subjected to very unfavorable load changes. This exposes the entire frame to torsional loads.

De uitvinding beoogt nü de bovengenoemde bezwaren van 35 het bekende legeringsstelsel op te heffen, waartoe er in wordt voorzien, dat bij elk einde van de trapas de kogels deel uitmaken van een samengesteld léger dat bestaat uit een kogelleger 8304338 ♦ , - 2 - * voor het opnemen'van de axiale belasting en uit een radiaal naald-leger, dat vanaf het kogelleger naar het midden van de trapas is gericht en waarvan de naalden samenwerken met het buitenoppervlak . van het ringvormige deel van de trapas, waarbij elk samengesteld 5 leger nauwpassend is opgenomen in de bijbehorende bus en door een van buiten af in de bus te schroeven drukring op zijn plaats kan worden gehouden, waarbij ten minste één der legers door de bijbehorende drukring naar het midden van de trapas toe kan worden verplaatst voor het opheffen van de axiale speling van de trapas in 10 de legers, terwijl tussen de drukring en de as. ten minste één af-dichtring is aangebracht, de bihnenliggende einden van dd beide bussen in elkaar schuivende en nauw'in elkaar passende cilindrische delen bezitten en de bussen en drukringen uit kunststof zijn vervaardigd.The object of the invention is to eliminate the aforementioned drawbacks of the known alloy system, for which it is provided that at each end of the crankshaft the balls form part of a composite bearing consisting of a ball bearing 8304338 ♦, - 2 - * for receiving the axial load and a radial needle bearing, which is directed from the ball bearing to the center of the bottom bracket and the needles of which cooperate with the outer surface. of the annular portion of the crankshaft, each composite bearing being snugly received in the associated sleeve and held in position by a pressure washer screwed from the outside into the sleeve, with at least one of the bearings passing through the associated compression washer the center of the bottom bracket can be moved to remove the axial clearance of the bottom bracket in the bearings while between the thrust washer and the axle. at least one sealing ring is provided, the inner ends of the two sleeves have interlocking and closely fitting cylindrical parts, and the sleeves and thrust rings are made of plastic.

15 Mj het aslegeringsstelsel volgens de uitvinding kunnen de bussen stevig in het brackethuis worden vastgeschroefd en is geen gevaar van losdraaien daarvan aanwezig. Op bekende wijze wordt daarbij ook gebruik gemaakt van linkse en rechtse schroefdraad om de invloed van het via de legers op de bussen uitgeoefende draai-20 moment op te heffen.With the axle alloy system according to the invention, the bushes can be screwed tightly into the bracket housing and there is no danger of loosening them. In a known manner, use is also made here of left-hand and right-hand threads to eliminate the influence of the torque exerted on the bushes via the bearings.

Doordat verder ook bij de drukringen gebruik wordt gemaakt van linkse en rechtse schroefdraad en de drukringen aanliggen tegen vaststaande delen van het leger blijkt ook geen borging ven de drukringen noodzakelijk te zijn. Na het vastzetten van de ene 25 drukring kan dan ook de andere ring worden gebruikt voor het minimaal maken van de axiale speling. Door de toepassing van de naald-legers is uiteraard de radiale speling bijzonder gering. De wrijving die tussen de trapas en de samengestelde legers optreedt is dan ook bijzonder klein.Because further use is made of the left and right screw threads with the pressure rings and the pressure rings abut against fixed parts of the bearing, it appears that no locking of the pressure rings is necessary. After tightening one compression ring, the other ring can therefore also be used to minimize axial play. Due to the use of the needle bearings, the radial play is of course very small. The friction that occurs between the bottom bracket and the composite bearings is therefore particularly small.

30 Hoewel de wrijving iets zal worden vergroot door de af- dichtring, die zich tussen de as en de drukring bevindt, zal bij een juiste keuze van de afdichtring ook deze wrijving zeer gering zijn. Gedacht kan bijvoorbeeld worden aan het gebruik van een rubber 0-ring, die wordt opgenomen in een groef, aangebracht in 35 cle drukring.Although the friction will be slightly increased by the sealing ring, which is located between the shaft and the pressure ring, this friction will also be very small if the sealing ring is correctly selected. Consider, for example, the use of a rubber O-ring, which is received in a groove, arranged in the pressure ring.

Doordat tenslotte de bussen bij de binnenliggende einden zijn voorzien van de in elkaar passende cilindrische delen vormen zij in de gemonteerde toestand als het ware een geheel waardoor het brackethuis van het frame wordt versterkt en het frame minder 40 zal torderen onder de verschillend gerichte krachten.Finally, because the bushes are provided with the mutually fitting cylindrical parts at the inner ends, they form a whole in the assembled state, as it were, so that the bracket housing of the frame is strengthened and the frame will twist less under the differently directed forces.

8304338 - - 3 - r’8304338 - - 3 - r ’

Hoewel de schroefdraad tussen bus en drukring een goede afdichtende werking uit kan oefenen, zal er bij voorkeur in worden voorzien, dat het naar het leger toegekeerde radiale vlak van een drukring een in hoofdzaak axiaal uitstekende rand bezit, die sa-5 men kan werken met een rondom dege rand gelegen deel vatt het huis van het leger, welk deel zich tot aan de binnenwand van de bus uitstrekt.Although the screw thread between sleeve and thrust ring can exert a good sealing effect, it will preferably be provided that the radial face of a thrust ring facing the bearing has a substantially axially projecting edge, which can work together with a part located around the edge comprises the army house, which part extends to the inner wall of the bus.

Hierdoor kan worden voorkomen, dat eventueel langs de schroefdraad binnengedrongen vocht in het inwendige van het samen-tO gestelde leger terecht komt.This can prevent any moisture that has penetrated the screw thread from ending up in the interior of the assembled bearing.

Vblgens een voorkeurs uitvoeringsvorm van de uitvinding zullen beide samengestelde legers door middel van de drukringen in de bijbehorende bus verschuifbaar zijn.According to a preferred embodiment of the invention, both composite bearings will be displaceable in the associated sleeve by means of the pressure rings.

Dit levert het voordeel op dat de trapas in zijn geheel 15 iets in lengte richting verstelbaar is in het brackethuis van het frame, waardoor het met de trapas verbonden kettingwiel nauwkeuriger iöJiet vlak van het met het achterwiel van de fiets verbonden kettingwiel kan worden gebracht.This provides the advantage that the crankshaft as a whole is slightly longitudinally adjustable in the bracket housing of the frame, so that the sprocket wheel connected to the crankshaft can be brought more precisely out of the chain wheel connected to the rear wheel of the bicycle.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van een 2Ό uitvoerings-voorbeeld, weergegeven in de tekening, die gedeeltelik een zijaanzicht toont van de trapas met de legeringsconstructie daarvoor en gedeeltelijk een langsdoorsnede ervan toont, waarin tevens een deel vaa het brackethuis van het frame is weergegeven.The invention is now further elucidated on the basis of a 2Ό exemplary embodiment, shown in the drawing, which partly shows a side view of the bottom bracket with the alloy construction in front of it and partly shows a longitudinal section thereof, in which also a part of the bracket shell of the frame has been displayed.

Bi het brackethuis 1, dat op verder niet weergegeven wijze 25 is verbonden met bepaalde framedelen van het rijwiel, zijn door middel van linkse dan wel rechtse schroefdraad 2, de bussen 3 en 4 geschroefd, zodanig dat de uitstekende rand 5 van de bussen stevig aan komt te liggen tegen de eindrand van het huis 1. De buitenomtrek van de rand 5 kan op bekende wijze een cilindrische 3’0 vorm hebben met enkele afgeplatte kanten voor het daarop plaatsen van een moersleutelbij het monteren van de bussen. Aan het andere einde is de bus 3 voorzien van een kraag 6, die nauwpassend kan worden opgenomen in een kraag 7 van de bus 4, zodat de bussen 3 en 4 in de gemonteerde toestand een stevig geheel vormen.The bushes 3 and 4 are screwed into the bracket housing 1, which is connected to certain frame parts of the bicycle in a manner not further shown, by means of left or right-hand thread 2, the bushes 3 and 4, such that the protruding edge 5 of the bushes rests against the end edge of the housing 1. The outer circumference of the rim 5 may have a cylindrical 3'0 shape in known manner with some flattened edges for placing a wrench thereon when mounting the bushes. At the other end, the sleeve 3 is provided with a collar 6, which can be fitted closely into a collar 7 of the sleeve 4, so that the sleeves 3 and 4 form a solid whole in the mounted condition.

35 Γη elk der bussen 3 en 4 is een samengesteld leger 8 nauw passend opgenomen. Het leger 8 omvat een huis 9 net daarin kogels 10 en naalden 11, zodanig dat in het huis 9 een kogelleger 10a en een naaldleger 11a worden gevormd. De samengestelde legers 8 dienen voor het ondersteunen van de as 12, die aan de einden is voor-40 zien van in hoofdzaak vierkante delen 13 waarop de trappercrancks 8304338 - 4 - kannen worden geschoven en daarop, op niet nader weergegeven wijze, vastgezet.35 elkη each of buses 3 and 4, a composite bearing 8 is closely fitted. The bearing 8 comprises a housing 9 just therein balls 10 and needles 11, such that a ball bearing 10a and a needle bearing 11a are formed in the housing 9. The composite bearings 8 serve to support the shaft 12, which is provided at the ends of substantially square parts 13 on which the pedal cranes 8304338-4 can be slid and secured thereon, not shown in more detail.

Op de as 12 bevinden zich de ringen 14, die al dan niet een geheel met de as 12 kannen vormen. Het axiaal gerichte vlak 15 van 5 een ring 14 werkt samen met de naalden 11 en het in hoofdzaak radiaal lopende vlak 16 van een ring 14 werkt samen met de kogels 10 van het samengestelde leger 8,The rings 14 are located on the shaft 12, which may or may not be integral with the shaft 12. The axially oriented face 15 of a ring 14 interacts with the needles 11 and the substantially radially extending face 16 of a ring 14 interacts with the balls 10 of the composite bearing 8,

Be legers 8 worden naar de ringen 14 van de as 12 toegedrukt en op hun plaats gehouden door de drukringen 17, die met de 10 schroefdraad 18 in de bassen 3 dan wel 4 worden geschroefd, De ene drukring zal daarbij weer rechtse en de andere linkse schroefdraad bezitten om de mogelijkheid van losdraaien zo klein mogelijk te maken,The girders 8 are pressed towards the rings 14 of the shaft 12 and held in place by the pressure rings 17, which are screwed into the bases 3 or 4 with the screw thread 18, one pressure ring will again be on the right and the other on the left. have threads to minimize the possibility of loosening,

In de drukring 17 is ten minste één groef 19 aangebracht 15 waarin een 0-ring 20 is opgenomen voor de afdichting van de as 12 ten opzichte van de drukring 17, zodat langs de as 12 geen vocht of vuil naar binnen kan dringen.At least one groove 19 is provided in the compression ring 17, in which an O-ring 20 is incorporated for sealing the shaft 12 relative to the compression ring 17, so that no moisture or dirt can penetrate along the shaft 12.

Het naar het leger 8 toegerichte vlak van de drukring 17 is voorzien van een uitstekend deel 21, waarvan de in hoofdzaak 20 axiaal lopende rand 22 samenwerkt met het ringvormige deel 23 van het lagerhuis 9« Hierdoor wordt een afdichting verkregen, zodat eventueel langs de schroefdraad 18 binnengedrongen vocht niet in het inwendige van het samengestelde leger 8 terecht kan komen.The face of the thrust ring 17 facing the bearing 8 is provided with a protruding part 21, the substantially axially extending edge 22 of which interacts with the annular part 23 of the bearing housing 9. As a result, a seal is obtained, so that possibly along the screw thread 18 penetrated moisture cannot enter the interior of the composite army 8.

Bij het monteren van de as 12 in het brackethuis zullen de 25 legers 8 eerst op een zodanige afstand van elkaar worden gebracht, dat de as in axiale richting nog enige speling heeft. Deze speling kan dan worden opgeheven door het iets vaster aandraien van één der drukringen 17. Mocht de ring 17 te stijf zijn aangedraaid dan kan, na het iets losdraaien ervan, door vanaf de andere zijde 30 tegen de as 12 aan te tikken, het leger 8 iets worden teruggeschoven om opnieuw door de drukring 17 tegen de ring 14 van de as 12 te worden aangedrukt.When mounting the shaft 12 in the bracket housing, the bearings 8 will first be spaced such that the shaft still has some play in the axial direction. This play can then be removed by tightening one of the thrust rings 17. If the ring 17 has been tightened too much, after loosening it slightly, by tapping the shaft 12 from the other side, the bearing can 8 are pushed back a little to be pressed again by the pressure ring 17 against the ring 14 of the shaft 12.

Het zal duidelijk zijn dat slechts een mogelijke uitvoering van de uitvinding in de tekening is weergegeven en in het boven-35 staande is beschreven en dat vele wijzigingen kunnen worddn aangebracht zonder buiten de uitvindings-gedachte te vallen.It will be clear that only a possible embodiment of the invention is shown in the drawing and described above and that many modifications can be made without departing from the inventive idea.

83043388304338

Claims (4)

1. Trapas en daarbij behorend legeringsstelsel voor aan brenging in het frame van een rijwiel, waarbij de trapas nabij beide einden een zich ringvormig om de trapas heen uitstrekkend deel draagt waarvan het naar buiten toe gerichte kopvlak is voor-5 zien van een loopvlak voor kogels, die anderz$ds worden ondersteund door een bus en waarbij beide bussen vanaf tegengestelde richtingen in het brackethuis van het frame kunnen worden geschroefd, met het kenmerk, dat bij elk einde (l3) van de trapas (12) de kogels (10) deel uitmaken van een samengesteld leger (8) dat 10 bestaat uit een kogellager (10a) voor het opnemen van de axiale belasting en uit een radiaal naaldleger (11a), dat vanaf het kogelle-ger (10a) naar het midden van de trapas (12) is gericht en waarvan de naalden (11) samenwerken met het buitenoppervlak (15) van het ringvormige deel (14) van de trapas (12), waarbij elk samengesteld 15 leger (8) nauwpassend is opgenomen in de bijbehorende bus (3, 4) en door een van buiten af in de bus (3# 4) te schroeven drukring (17) op zijn plaats kan worden gehouden, waarb$ ten minste één der samengestelde legers (8) door de bijbehorende drukring (17) naar het midden van de trapas (12) toe kan worden verplaatst voor het opheffen 20 van de axiale speling van de trapas (12) in de legers (8), terwijl tussen de drukring (17) en de as (12) ten minste één afdichtring (20) is aangebracht, de binnenliggende einden van de beide bussen (3» 4) in elkaar schuivende en nauw in elkaar passende cilindrische delen (6,7 ) bezitten en de bussen (3, 4) en drukringen (17) uit 25 kunststof zijn vervaardigd.1. Crankshaft and associated alloy system for mounting in the frame of a bicycle, wherein the crankshaft, near both ends, bears an annular part extending around the crankshaft, the outwardly facing end face of which provides a tread for bullets which, on the other hand, are supported by a bush and wherein both bushings can be screwed from opposite directions into the bracket housing of the frame, characterized in that at each end (13) of the bottom bracket (12) the balls (10) make up a composite bearing (8) consisting of a ball bearing (10a) for absorbing the axial load and of a radial needle bearing (11a) extending from the ball bearing (10a) to the center of the bottom bracket (12 ) and the needles (11) of which cooperate with the outer surface (15) of the annular part (14) of the bottom bracket (12), each assembled 15 bearing (8) being closely fitted in the associated sleeve (3, 4 ) and through one from the outside the thrust washer (3 # 4) to be screwed can be held in place, allowing at least one of the assembled bearings (8) to be guided by the associated thrust washer (17) toward the center of the bottom bracket (12) displaces the axial play of the crankshaft (12) in the bearings (8), while at least one sealing ring (20) is arranged between the thrust ring (17) and the shaft (12), the inner ends of the both sleeves (3 »4) have interlocking and closely fitting cylindrical parts (6,7) and the sleeves (3, 4) and pressure rings (17) are made of plastic. 2. Trapas en daarbij behorend legeringsstelsel volgens con clusie 1, met het kenmerk, dat het naar het leger (8) toegekeerde radiale vlak van een drukring (17) een in hoofdzaak axiaal uitstekende rand bezit, die samen kan werken met een rondom 30 deze rand (22) gelegen deel (23) van het huis (9) van het leger (8), welk deel (23) zich tot aan de binnenwand van de bus (3, 4)uitstrekt.2. Crankshaft and associated alloy system according to claim 1, characterized in that the radial face of a compression ring (17) facing the bearing (8) has a substantially axially projecting edge which can cooperate with a circumferential edge (22) located part (23) of the housing (9) of the bearing (8), which part (23) extends to the inner wall of the sleeve (3, 4). 3* Trapas en daarbij behorend legeringsstelsel volgens con clusie 1 of 2, met het kenmerk, dat beide samengestelde legers (8) door midrdel van de drukringen (17) in de bijbeho-35 rende bus (3, 4) verschuifbaar zijn.3 * Bottom bracket and associated alloy system according to claim 1 or 2, characterized in that both composite bearings (8) are displaceable by means of the thrust rings (17) in the associated sleeve (3, 4). 4. Trapas en daarbij behorend legeringsstelsel en onderdelen daarvoor als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 83043384. Bottom bracket and associated alloy system and components therefor as described and / or shown in the drawing. 8304338