DE2840017C2 - Einrichtung zum lösbaren, kraftschlüssigen Verspannen zweier ineinandergeschobener Rohre, insbesondere zum Verspannen des Lenkerachsrohres im Lenkgabelrohr eines Fahrrades - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die US-PS 35 61 798 bekanntgewordenen Art.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist das innere Ende des inneren Rohres durch Trennschnitte in mehrere Lappen unterteilt, wobei in den durch die Trennschnitte erzeugten Schlitzen geführte Keile durch den Spreizkonus auf des Außenrohr wirken. Da ein Spiel zwischen der Führung der Keile und den Keilen fabrikationstechnisch praktisch nicht vermeidbar ist, ergibt sich durch die beim Festziehen der Gewindespindel entstehende Tangentialkraft eine Verkantung der Keile in ihren Führungen. Die Auflagefläche, über die der Kraftschluß an den Keilen zustande kommt, ist damit sowohl am Spreizkonus als auch am Außenrohr ungünstig belastet. Ein kräftigeres Anziehen der Gewindespindel kann zu einer Deformationswirkung bei den kraftübertragenden Teilen führen. Überdies kann durch die Steigerung der Anzugskraft der Gewindespindel ein »Anfressen« der inneren Mantelfläche des Außenrohres verursacht werden, ohne daß dabei die Kraftschlüssigkeit der Verbindung erhöht würde.

Insbesondere wird durch den erhöhten Flächendruck auch die Entstehung von — unerwünschter — Drucksteilenkorrosion gefördert, wodurdi die einmal geschaffene kraftschlüssige Arretierung nicht mehr ίο oder nur unter größeren Schwierigkeiten gelöst werden kann. Dies ist besonders dann nachteilig, wenn auf beide Rohre ein Biegemoment einwirkt und gleichzeitig ein Drehmoment von dem einen auf das andere Rohr zu übertragen ist

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Einrichtungen der im Oberbegriff des Anspruchs Ί angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß beim Beibehalten der bei diesem Stand des Technik bereits erreichten Vorteile, die darin zu sehen sind, daß die Fläche, über die der Kraftschluß an den Keilen zustande kommt, günstig ist, wobei dabei noch fabrikationsbedingte Spiele zwischen den verspannten Rohren entweder aufgehoben werden oder nicht zur Wirkung kommen, ohne daß Deformationen in Kauf genommen werden müssen, darüber hinaus noch eine wirksamere Verspannung erreicht ist, so daß noch bessere Kräfte aufgenommen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 6 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht werden, die teilweise Merkmalsgleichheiten mit dem Stand der Technik aufweisen.

Die Merkmale der Aufgabenlösung weisen zwar teilweise Merkmalsgleichheiten mit dem Stand der Technik auf (GB-PS 6 66 415 und US-PS 24 63 867). jedoch ist die Entwicklung des gesamten Gestaltungsprinzips bei der Erfindung (spezifizierte Aufgabe und Gesamtlösung) durch den Stand der Technik deshalb nicht nahegelegt, weil hierfür beim Stand der Technik keine ausreichenden technischen Hinweise vorhanden sind.

Durch die Versetzung der Längsmittenebene mindestens eines der Führungsschlitze und dessen Keiles gegenüber der Achse der Rohre ist der beim Festziehen der Gewindespindel auftretende Tangential-Restkraftanteil so kompensierbar, daß ein verkantfreier, kraftschlüssiger Eingriff über die gesamte Auflagefläche der Keile erreicht wird.

Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Verspanneinrichtung auch erheblichen Biegebeanspruchungen des Lenkerachsrohres zu widerstehen vermag. Diese Beanspruchungen treten vor allem dann auf, wenn der Fahrer zur Erhöhung der Drehkraft seinen Körper nach unten drückt, in dem er am Lenker einen Zug nach oben ausübt.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch ein Lenkerachsrohr und durch das Lenkgabelrohr eines Fahrrades etwa längs der Linie I-I der F i g. 2,
Fig.2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1, und

Fig.3 einen Schnitt durch den unteren Endbereich des Lenkerachsrohres.

In Fig. 1 erkennt man in gestrichelten Linien den Umriß der einen Hälfte eines Fahrradlenkers 10, an welchen mittig ein Lenkerachsrohr 11 anschließt. Normalerweise ist der Lenker 10 am Lenkerachsrohr 11 mittels einer an diesem angeformten Spannbride befestigt, damit der Lenker 10 in bezug auf das Lenkerachsrohr 11 durch Verdrehung verstellt und dann arretiert werden kann.

Das Lenkerkchsrohr 11 ist seinerseits in ein Lenkgabelrohr 12 geschoben und mit diesem verspannt. Das Lenkgabeirohr 12 ist, wie schematisch bei 13 und 14 angedeutet, drehbar aii einem Fahrradrahmen (nicht dargestellt) gelagert

Durch das Lenkerachsrohr 11 erstreckt sich eine Gewindespindel 15, deren Kopf 16 mit einem Innenoder, wie dargestellt, mit einem Außensechskant versehen und von außen zugänglich ist Die Gewindespindel 15 weist ein Außengewinde 17 auf, auf das ein kegelstumpfförmiger Spreizkonus 18 aufgeschraubt ist. Im Gegensatz zu bekannten Verspanneinrichtungen wirkt die Maniclfiäche 19 des Spreizkonus 18 nicht auf die innere Endkante 20 des Lenkerachsiohres 11, sondern auf drei Keile 21, 22 und 23 (Fig.2), die ihrerseits je in einem zur Lenkachse 24 parallel verlaufenden, im Endbereich des Lenkerachsrohres 11 ausgebildeten Schlitzen 25, 26 bzw. 27 nach außen verschiebbar gelagert sind.

Die Längsmittenebenen der Schlitze 25 bis 27 (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien 28 bis 30 angedeutet) verlaufen nicht radial, d. h. führen nicht durch die Lenkachse 24, sondern sind bezüglich derselben versetzt angeordnet. Auf die Wirkung dieser Anordnung wird noch zurückzukommen sein. Nach welcher Seite diese Längsmittenebenen versetzt angeordnet sind, ist im Prinzip gleichgültig. Bevorzugt wird jedoch eine Anordnung, bei der — in Einschraubrichtung der Gewindespindel gesehen — diese Längsmittenebenen bezüglich der Lenkachse 24 zurückversetzt oder nachlaufend angeordnet sind, wie in F i g. 2 dargestellt, wo die Einsciiraubrichtung mit einem Pfeil fangegeben ist.

Die unter sich gleich ausgebildeten Keüe 21 bis 23 besitzen je zwei einander gegenüberliegende Eingriffsflächen 31 und 32 (in F i g. 1 nur am Keil 22 bezeichnet), die zwischeneinander einen Winkel einschließen, der etwa dem italben Öffnungswinkel des Spreizkonus 18 entspricht. Die konkav, jedoch bevorzugt eben ausgebildete Eingriffsfläche 31 liegt somit im wesentlichen über ihre gesamte Länge an der Mantelfläche des Spreizkonus 18 an, während die konvex oder ebenfalls vorzugsweise eben ausgebildete Eingriffsfläche 32 siets parallel zu der Lenkachse 24 und damit parallel zu den Mantellinien der Innenwand des Lenkgabelrohres 12 bleibt.

Wie der Fig.3 zu entnehmen ist, ist der Umriß der Keile 21 bis 23 etwa gegengleich zur Form der Schlitze 25 bis 27 ausgebildet, doch bleibt — aus fabrikatorischen Gründen — zwischen Keil und Schlitz sowohl in

ίο Umfangs- als auch in Axialrichtung ein gewisses Spiel. Auch das Lenkerachsrohr 11 besitzt im Lenkgabeirohr 12 stets ein gewisses, ebenfalls fabrikationsbedingtes, radiales Spiel (in Fig.2 übertrieben dargestellt). Alle diese Spiele werden indessen bei der vorgeschlagenen Verspanneinrichtung entweder aufgehoben oder aber sie bleiben ohne Wirkung.

Beim Anziehen der Gewindespinde! 15 wird der Spreizkonus 18 nachgezogen, d.h. angehoben. Dabei drängt er einerseits die Keile 21 bis 23 nach außen und preßt sie an die Innenwand des Ler';gabelrohres 12 an. Andererseits werden aber die Kcil^ ?1 bis 23 beim Anheben des Spreizkonus 18 auch in den Schlitzen 25 bis 27 verkantet und verklemmen sich dadurch mit dem Lenkerachsrohr 11. Dies deswegen, weil, wie bereits erwähnt, die Längsmittenebenen 28 bis 30 der Kiele 23 bis 23 und mithin auch der Schlitze 25 bis 27 gegenüber der Lenkachse 24 versetzt angeordnet sind.

Es ist nicht zwingend notwendig,daß die Längsmittenebenen aller Schlitze und Keile gegenüber der Achse der Rohre versetzt angeordnet sind. Das beschriebene Verkanten des Keiles in seinem Schlitz und dessen Wirkung (Festklemmen der Seitenkanten des Schlitzes an den Seitenflanken des Keiles) kann auch erreicht werden, wenn nur eine der Längsmittenebenen versetzt ist.

Es wurde festgestellt, daß die beschriebene Verspanneinrichtung auch erheblichen Biegebeanspruchungen des Lenkerachsrohres zu widerstehen vermag Diese Beanspruchungen treten vor allem dann auf, wenn der Fahrer zur Erhöhung der Tretkraft seinen Körper nach un cn drückt, indem er am Lenker einen Zug nach oben ausübt.

Während das Ausführungsbeispiel anhand eines Lenkerachsrohres und eines Lenkergabelrohres eines Fahrrades beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, daß die beschriebene Verspanneinrichtung auch andere Anwendungsgebiete hat, zum Beispiel beim Stahlrohr-Möbelbau, bei Rohrgerüsten und dergleichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum lösbaren, kraftschlüssigen Verspannen zweier ineinandergeschobener Rohre, insbesondere zum Verspannen des Lenkerachsrohres im Lenkgabelrohr eines Fahrrades, mit einem im inneren Rohr mittels einer Gewindespindel axial verschiebbaren Spreizkonus, wobei drei in gleichmäßigen Winkelabständen um die Achse der Rohre verteilte Führungsschlitze im Bereich des Innenrohres angeordnet sind und die Mantelfläche des Spreizkonus an Keilen anliegt, die in den zur Achse der Rohre parallelen Führungsschlitze angeordnet sind und mittels des Spreizkonus nach außen verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (25, 26, 27) einen in sich geschlossenen Umriß aufweisen und die Längsmittelebene (28, 29, 30) mindestens eines der Führungsschlitze (23, 26, 27) und dessen Keiles (21, 22, 23) gegenüber der Achse (24) der Rohre (11, 12) versetzt angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelebenen (28, 29, 30) jedes der drei Führungsschlitze (25,26,27) und deren Keile (21, 22, 23) in LJmfangsrichtung gesehen im gleichen Sinne gegenüber der Achse (24) der Rohre (11,12) versetzt angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Mantelfläche (19) des Spreizkonus (18) zugekehrten Eingriffsflächen (31) der Keile (2/22,23) eben sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Innenseite des äußeren Rohres (12) zugekehrten Eingriffsflächen (32) der Keile (21,22,23) eben o^er konvex sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand des mindestens einen Führungsschlitzes bzw. der Führungsschlitze in einer durch die Achse (24) der Rohre (11,12) verlaufenden Ebene liegt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Läng?- mittelebene (28, 29, 30) bzw. die Längsmittelebenen (28, 29 und 30) in Einschraubrichtung (E) der Gewindespindel (15) gesehen gegenüber der Achse (24) der Rohre (11,12) zurückversetzt angeordnet ist bzw. sind.