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Die
Erfindung betrifft eine Pedalanordnung, insbesondere für Fahrräder, mit
einer Pedalachse, die mit einer Tretkurbel verbindbar ist, einem
zumindest eine Trittfläche
aufweisenden Pedalkörper,
der bezüglich
der Pedalachse, drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem Pedalkörper und
der Pedalachse eine oder mehrere Zentriervorrichtungen mit Zentrierelementen
vorgesehen sind, die die Pedalachse und den Pedalkörper relativ
zueinander positionieren. Außerdem
betrifft die Erfindung eine Achsenanordnung für eine solche Pedalanordnung.
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Eine
Pedalanordnung umfaßt üblicherweise eine
Pedalachse, die an ihrem einen Ende mit einer Tretkurbel eines Fahrradantriebs
verschraubt und hierdurch fest mit dieser verbunden ist. Auf der
Pedalachse ist über
gegenseitig beabstandete Lager eine in einem Pedalkörper fixierte
Hülse drehbar
gelagert. Der Pedalkörper
weist Trittflächen
und/oder Kupplungsmittel zur lösbaren
Verbindung mit an Schuhen vorgesehenen Platinen auf.
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Eine
Pedalanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 38 31 286 A1 bekannt.
Bei dieser Pedalanordnung ist zwischen dem Pedalkörper und
der Pedalachse eine Hülse
vorgesehen, die relativ zur Pedalachse drehbar gelagert ist. Elastisch
ausgebildete Zentriervorrichtungen sind zwischen dieser Hülse und
dem Pedalkörper
angeordnet.
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Aus
der
DE 37 01 813 A1 ist
ein Fahrradpedal mit einem Pedalkörper und einer Pedalwelle,
zwischen denen ein Gleitlager zur Verringerung der Reibung vorgesehen
ist, bekannt.
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Die
DE 38 14 621 A1 offenbart
ein Fahrradpedal mit einer Achseinheit, einem Pedalkörper und einer
Sperrbüchse,
die mit dem Pedalkörper
verschraubt wird, wodurch das Anbringen des Pedalkörpers an
der Achseinheit erleichtert wird.
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Derartige
Pedalanordnungen müssen
insbesondere bei ihrem Einsatz im Leistungsradsport gute Rundlaufeigenschaften
aufweisen. Aufgrund der Herstellungs- und Montagetoleranzen von
Hülse,
Lagern und Achse existiert jedoch immer ein gewisses Spiel in Radialrichtung
der Achse, d.h. in Ebenen senkrecht zu der Längsachse der Pedalachse. Dieses
Spiel ist bei einem neuen Pedal in der Regel unproblematisch, kann
aber bei einer dauerhaften und starken Belastung des Pedals, wie
sie im Radsport häufig
vorkommt, schnell größer werden
und sich dann störend
bemerkbar machen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Pedalanordnung und insbesondere eine
Achsenanordnung für
eine Pedalanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das radiale
Spiel auch bei einer dauerhaften und starken Belastung der Fahrradpedalanordnung
gering bleibt oder zumindest die spielbedingte Bewegung des Pedalkörpers gegenüber der
Pedalachse gedämpft
wird und sich damit weniger störend
beim Radfahren auswirkt.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei
einer derartigen Ausbildung einer Fahrradpedalanordnung bzw. Achsenanordnung
wirken die Zentriervorrichtungen einer Bewegung der Hülse bzw.
des Pedalkörpers
radial zur Pedalachse entgegen, was einerseits dazu führt, daß die Radialbelastungen
der Lager klein gehalten werden, so daß die Abnutzung der Lagerelemente
verringert wird und andererseits auch bei auftretender Abnutzung
der Lagerelemente der Pedalkörper
gegenüber
der Pedalachse im wesentlichen in seiner ursprünglichen Lage gehalten wird
und die Pedalachse nicht gegen Wandungen der Lager stößt.
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Dabei
können
die Zentrierelemente der Zentriervorrichtungen, die in gleitendem
Kontakt mit der Lagerachse stehen, in vorteilhafter Weise federnd oder
elastisch ausgebildet sein, so daß die Zentrierelemente einer
Bewegung des Pedalkörpers
zur Lagerachse hin zwar nachgeben, diese aber aufgrund ihrer Federkraft
dämpfen,
so daß der
unerwünschte Stoßeffekt,
der bei herkömmlichen
Pedalanordnungen auftreten kann, zumindest stark vermindert wird.
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Die
Zentrierelemente der Zentriervorrichtungen können sich einzeln an der Innenfläche der
Hülse abstützen, sie
sind aber in vorteilhafter Weise an einem gemeinsamen Zentrierring
ausgebildet, der sich mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des Pedalkörpers entweder
direkt oder über
die Hülse
abstützt.
Auf diese Weise läßt sich
der Zusammenbau der Pedalanordnung bzw. der Pedalachsenanordnung
erleichtern, da die Zentriervorrichtungen in der Hülse vormontiert
werden können
und damit eine Art von vormontierter Kartusche entsteht.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausbildungen wird auf die Unteransprüche sowie
die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Fahrradpedalanordnung
anhand der Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
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1 im Längsschnitt eine schematische Ansicht
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Fahrradpedalanordnung;
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2 eine Schnittansicht entsprechend
der Linie A-A in 1;
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3 im Längsschnitt eine konkrete Ausbildungsform
einer Pedalanordnung gemäß der Erfindung;
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4 eine erste Ausführungsform
einer Zentriervorrichtung für
eine Fahrradpedalanordnung gemäß der Erfindung
in perspektivischer Ansicht;
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5 eine zweite Ausführungsform
einer Zentriervorrichtung für
eine Fahrradpedalanordnung gemäß der Erfindung
in perspektivischer Ansicht;
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6 eine dritte Ausführungsform
einer Zentriervorrichtung für
eine Fahrradpedalanordnung gemäß der Erfindung
in Vorderansicht;
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7 eine vierte Ausführungsform
einer Zentriervorrichtung für
eine Fahrradpedalanordnung gemäß der Erfindung
in perspektivischer Ansicht;
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8 die Zentriervorrichtung
nach 7 im Querschnitt
und im eingebauten Zustand.
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1 zeigt eine Fahrradpedalanordnung
gemäß der Erfindung
in schematischer Form. Die Pedalanordung umfaßt eine Lagerachse 1,
die an ihrem einen Ende mit einer Tretkurbel 2 einer in
der Zeichnung nicht weiter dargestellten Tretlageranordnung eines
Fahrrades fest verbunden ist. Hierzu ist an dem Ende der Lagerachse 1 ein
Außengewinde 3 vorgesehen,
das in ein entsprechendes Innengewinde 4 der Tretkurbel 2 eingeschraubt
wird bis diese an einem Anschlag 5 zur Anlage kommt.
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Die
Lagerachse 1 ist in eine Hülse 6, die fest in
einem Trittflächen 7, 8 aufweisenden
Pedalkörper 9 gehalten
ist, eingesetzt und in dieser mittels zweier Lager 10, 11 gehalten,
die eine Drehung der Hülse 6 gegenüber der
feststehenden Lagerachse 1 ermöglichen. Die Lager 10, 11 können Nadellager
sein, es ist aber in gleicher Weise möglich, alternativ andere Wälzlager
wie beispielsweise Kugel- oder Rollenlager oder auch Gleitlager
zu verwenden.
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Zur
zusätzlichen
radialen Positionierung der Hülse 6 gegenüber der
Lagerachse 1 sind zwischen der Lagerachse 1 und
der Hülse 6 Zentriervorrichtungen 15 mit
federnden Zentrierelementen 16 angeordnet, die sich an
der Innenfläche 17 der
Hülse 6 abstützen und
mit ihren Zentrierelementen 16 mit der Lagerachse 1 in
Kontakt treten können,
bzw. in Kontakt stehen und sich an dieser unter leichtem Druck reibungsarm
abstützen.
Die Zentriervorrichtungen 15 sind vorzugsweise in den Endbereichen
der Lagerachse 1 vorgesehen, wo die Positionierwirkung
am größten ist.
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Die
Schnittdarstellung nach 2 zeigt,
daß die
Zentrierelemente 16 der Zentriervorrichtung 15 jeweils
einzeln in Umfangsrichtung der Lagerachse beanstandet an der Innenfläche 17 der
Hülse 6 angeordnet
sein können
und die Hülse bereits
mit Führungselementen
für die
Zentrierelemente 16 ausgerüstet sein kann.
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3 zeigt eine konstruktive
Ausgestaltung einer Pedalanordnung nach der Erfindung, wobei für diejenigen
Teile, die im Zusammenhang mit 1 bereits
dargestellt worden sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
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Die
Zentriervorrichtungen 15 bestehen gemäß dieser Ausführungsform
aus Ringelementen 18, die sich an der Innenfläche 17 der
Hülse 6 abstützen und
mit dieser über
einem Preßsitz
fest verbunden sind, sowie aus Zentrierelementen 16, die
an das jeweilige Ringelement 18 angeformt sind und Stützflächen 20 aufweisen, über die
sie vorzugsweise unter leichter Vorspannung an der Lagerachse 1 anliegen.
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Die
mit den Pedalkörper 9 vorzugsweise über Riffelverbindungen
verkeilte und damit drehfest verbindbare Hülse 6 kann als vormontierte
Kartusche ausgebildet sein und demgemäß die Zentriervorrichtungen 15 sowie
einen Axial-Anschlagring 12 vormontiert enthalten, so daß die Kartusche
dann ganz einfach auf die Achse 1 gesteckt und über eine Bremsmutter 14 und
eine elastische, vorzugsweise als Zentriervorrichtung 15 ausgebildete
Büchse
axial festgelegt werden kann.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
sind die Lager 10, 11 und die Zentriervorrichtungen 15 jeweils
separate Bauteile. Es ist jedoch alternativ möglich, jeweils ein Lager 10, 11 und
eine Zentriervorrichtung 15 zu einem Bauteil zusammenzufassen,
wodurch sich die Montage vereinfachen läßt. In gleicher Weise können der
Axial-Anschlagring 12 und eine Zentriervorrichtung 15 zu
einem Bauteil zusammengefaßt
sein.
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Die 4 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele von Zentriervorrichtungen 15.
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Bei
der in 4 dargestellten
ersten Ausführungsform
besteht die Zentriervorrichtung 15 aus einem Ringelement 18, an
dessen Innenfläche 19 drei Zentrierelemente 16 gleichmäßig in Umfangsrichtung beabstandet
angeordnet sind. Die Zentrierelemente 16 sind stegförmig ausgebildet
und weisen an ihren freien Enden Stützflächen 20 auf, die mit
einer Lagerachse 1 in Kontakt kommen können. Die Stützflächen 20 sind
zur Anpassung an die Außenkontur
der Lagerachse 1 jeweils kreisbogenförmig ausgebidet und bilden
Abschnitte einer zu der Innenfläche 19 des
Ringelements 18 konzentrisch liegenden Zylinderfäche. Hierbei
entspricht der Durchmesser dieses Zylinders etwa dem Durchmesser
der Lagerachse 1 bzw. ist etwas kleiner als dieser, so
daß die
Zentrierelemente 16 beim Aufsetzen auf eine Lagerachse
radial nach außen
entgegen ihrer Federkraft ausgelenkt werden und die Lagerachse 1 unter
leichtem Druck halten. Die die Innenfläche 19 des Ringelements 18 mit
den Stützflächen 17 verbindenden
Stege 21 sind geknickt ausgebildet, wodurch ihre Nachgiebigkeit
gegenüber
einer in Radialrichtung des Ringelements 18 wirkenden Kraft
vorgegeben werden kann.
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Die
Anlageflächen 20 bestehen
aus einem Material mit einer hohen Gleitfähigkeit bzw. sind mit einem
solchen beschichtet, so daß die
Relativbewegung zwischen der Lagerachse 1 und dem Pedalkörper 9 durch
die Zentriervorrichtung 15 auch bei einem von den Zentrierelementen 16 ausgeübten Stützdruck
nicht störend
beeinträchtigt
wird.
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Bei
der Ausführungsform
nach 5 besitzt die Zentriervorrichtung 15 ein
Ringelement 18, an dem stirnseitig aus einem federnden
Material bestehende Zentrierelemente 16 gleichmäßig in Umfangsrichtung
des Ringelements 18 beabstandet angeordnet sind und sich
im wesentlichen in Axialrichtung des Ringelements 16 erstrecken.
Die Zentrierelemente 16 sind leicht geneigt zu der Längsachse 18a des
Ringelements 18 angeordnet, so daß sie in Richtung ihrer freien
Enden mit den daran vorgesehenen Stützflächen 20 konvergierend
verlaufen.
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Die
mit der Lagerachse 1 bei der Montage vollflächig in Kontakt
kommenden Stützflächen 20 an den
freien Enden der Zentrierelemente 16 sind in ihrer Form
an die Außenkontur
der Lagerachse 1 angepaßt.
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Die 6 zeigt eine dritte Ausführungsform einer
Zentriervorrichtung im montierten Zustand zwischen einer Lagerachse 1 und
einer Hülse 6.
Diese Zentriervorrichtung 15 besteht aus einem Ringelement 18,
das in die Hülse 6 eingepreßt ist und
in dieser fest sitzt, und drei Zentrierelementen 16, die
jeweils um 120° versetzt
an der Innenfläche
des Ringelements 18 vorgesehen sind und sich von dieser
im wesentlichen radial nach innen erstrecken. Die Zentrierelemente
sind hier als Kugeln 16 ausgebildet, die in dem Ringelement 18 drehbar
gelagert und durch nicht dargestellte Federelemente in Radialrichtung vorgespannt
sind.
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Der
Durchmesser des Innenkreises, der durch die Kugeln 16 definiert
wird, ist etwas kleiner als der Durchmesser der Lagerachse 1 gewählt, so daß die Kugeln 16 bei
der Montage auf der Lagerachse 1 entgegen der Federkraft
der ihnen zugeordneten Federelemente radial nach außen gedrückt werden und
damit im montierten Zustand die Federelemente über die Kugeln 16 Stützkräfte F auf
die Lagerachse 1 ausüben,
die einer Relativbewegung von Lagerachse 1 und Hülse 6 entgegenwirken.
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Die 7 und 8 zeigen eine vierte Ausführungsform
einer Zentriervorrichtung 15. Diese ist von der Grundform
her etwa dreieckig ausgebildet und besitzt abgerundete Ecken und
nach innen gebogene Seitenflächen,
so daß sich
eine Form ergibt, die als zykloidenähnliche Form oder Sternform
mit drei Zacken und abgerundeten Ecken bezeichnet werden kann.
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Bei
dieser Ausführungsform
stellen die nach innen gebogenen Seitenflächen die Zentrierelemente 16 der
Zentriervorrichtung 15 dar. Die Abmessungen der Zentriervorrichtung 15 sind
so gewählt,
daß der von
den abgerundeten Ecken definierte Umkreis der dreieckigen Zentriervorrichtung 15 einen
Durchmes ser hat, der größer ist
als der Durchmesser der Hülse 6,
in die die Zentriervorrichtung 15 eingesetzt werden soll,
um einen Preßsitz
zwischen Hülse 6 und
Zentriervorrichtung 15 zu gewährleisten, und außerdem im
montierten Zustand der Zentriervorrichtung 15 in einer
Hülse 6 der
Durchmesser des durch die nach innen gebogenen Seitenflächen 16 definierten
Innenkreises kleiner ist als der Durchmesser der Lagerachse 1,
auf die die Zentriervorrichtung 15 aufgesetzt werden soll.
Hierdurch wird gewährleistet,
daß die Zentriervorrichtung 15 einerseits
fest in der Hülse 6 gehalten
wird und andererseits zwischen Lagerachse 1 und Hülse 6 stets
Stützkräfte F wirken,
die die Hülse 6 konzentrisch
zu der Lagerachse 1 halten.
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Wie
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
ist die Zentriervorrichtung 15 in ihren Anlagebereichen
an der Lagerachse 1 aus einem Material mit hohen Gleiteigenschaften
gebildet.
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Die
in der Zeichnung dargestellten Zentriervorrichtungen 15 besitzen
jeweils drei Zentrierelemente 16. Diese Anzahl ist nicht
beschränkend,
sondern es können
auch mehr oder weniger Zentrierelemente 16 vorhanden sein,
sofern ein ausreichender Abstützeffekt über den
Umfang der Lagerachse 1 erzielt wird.
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Im übrigen ist
das Vorhandensein einer zwischen dem Pedalkörper und der Pedalachse angeordneten
Hülse nicht
unbedingt erforderlich. Die Zentriervorrichtungen können auch
direkt in einer Pedalkörperbohrung
angebracht sein.
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Die
Zentriervorrichtungen wirken einer Relativbewegung des Pedalkörpers gegenüber der
Pedalachse in Radialrichtung entgegen, wobei sie entweder eine solche
Relativbewegung im wesentlichen vollständig verhindern oder der Bewegung
des Pedalkörpers
relativ zur Pedalachse eine solche Abstützkraft entgegensetzten, daß diese
Bewegung zumindest stark gedämpft
wird.