WO2005005241A1 - Steering head bearing for two-wheeled vehicles - Google Patents

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WO2005005241A1
WO2005005241A1 PCT/DE2004/001413 DE2004001413W WO2005005241A1 WO 2005005241 A1 WO2005005241 A1 WO 2005005241A1 DE 2004001413 W DE2004001413 W DE 2004001413W WO 2005005241 A1 WO2005005241 A1 WO 2005005241A1
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WO
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Prior art keywords
ring
control head
clamping
clamping part
bearing unit
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Application number
PCT/DE2004/001413
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German (de)
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Inventor
Frank Weidner
Original Assignee
Frank Weidner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Frank Weidner filed Critical Frank Weidner
Publication of WO2005005241A1 publication Critical patent/WO2005005241A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices
    • B62K21/06—Bearings specially adapted for steering heads

Definitions

  • the invention relates to a steering head bearing for two-wheeled vehicles according to the preamble of the main claim, for example bicycles.
  • the rotatable connection of the front wheel fork and handlebar to the frame of a two-wheeled vehicle is realized by a so-called control head.
  • This consists of an upper and a lower bearing unit, the inner ring of the bearing units with the shaft tube of the fork and the outer ring with the control head tube, which is part of the frame of the two-wheeled vehicle, can generally be connected firmly.
  • the shaft tube In order to ensure that there is no play in all directions, the shaft tube must be permanently and firmly seated in the bearing rings.
  • the outer rings are usually pressed into the control head tube.
  • the slot also ensures that when the axial pressure is applied, the pressure ring lies exactly against the conical surface of the bearing ring and at the same time tightly encloses the shaft tube.
  • the stem of the handlebar is placed on the shaft tube, pressed axially against the pressure ring by means of a locking screw and even firmly connected to the shaft tube by means of screws.
  • the control head bearing according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the inner ring of the upper bearing unit, although it can initially be easily pushed onto the shaft tube, can be directly connected to the shaft tube without play.
  • the inner ring of the bearing unit consists of two parts, namely a guide part and a clamping part.
  • the generally cylindrical guide part known per se in bearings of this type accommodates the shaft tube smoothly. Therefore, its inside diameter is also slightly larger than the outside diameter of the shaft tube. According to the invention, it was expanded upwards by an annular part which is elastically deformable in the radial direction and whose outer diameter tapers upwards.
  • the shaft tube and inner ring are connected without play in all directions by means of a clamping ring which presses the radially elastic clamping part of the inner ring of the upper bearing unit evenly against the shaft tube. After a single axial application of pressure to the clamping ring, it remains self-locking in the position applied by the compressive force and permanently prevents the elastic part of the inner ring from springing open. In the case of steering head bearings for bicycles, in which only angular contact ball bearings are used, an additional axial securing of the clamping ring is not absolutely necessary.
  • the inner ring of the upper bearing unit is formed in one piece, that is, the guide and clamping part consist of one and the same material. This is advantageous in terms of production technology, since the connection of the two functional units can be omitted, but also ensures a high stability of the connection. On the other hand, it is also possible to manufacture the clamping part from a more elastic material than the guide part. However, a permanently firm connection between the two parts must then be established, for example by cold pressing or gluing.
  • the outer surface of the clamping part tapering upwards is conical.
  • the inner surface of the clamping ring has the complementary taper.
  • This conical outer surface of the clamping part like the complementary inner surface of the clamping ring, can be easily manufactured on the one hand in terms of production technology, and on the other hand such pairings, which are designed like a cone press fit, have a high level of self-locking of the surfaces pressed against each other, which is already caused by manual pressure of the clamping ring on the Inner ring is reached permanently.
  • a corresponding angle of the cone or a corresponding taper ratio must be selected.
  • Angles or cone ratios as are common in a cone press fit, require the use of tools to loosen the connection between the clamping part and the clamping ring.
  • the elastic deformability of the clamping part is achieved by a plurality of longitudinal slots made in the conical part. This is particularly necessary if the inner ring is made in one piece.
  • the self-locking connection of the clamping part and the clamping ring can be achieved by a special surface design of the conical surface of the clamping part, for example by circumferential grooves or grooves.
  • the clamping ring can consist of a simple steel ring, a washer or a cylindrical part with locking elements located on its inner wall.
  • the inner diameter of the clamping part is made smaller than the inner diameter of the guide part. It can be the same size or even a little smaller than the outer diameter of the shaft tube. This has the advantage that the shaft tube can already be installed without play. When pushing the shaft tube through the inner ring, the clamping part expands, but the inner surface of the clamping part is always against the shaft tube. There is therefore no need to close or bridge a gap between the shaft tube and the inner ring of the upper bearing unit.
  • the clamping ring is designed as a cover for the upper bearing unit. This has the advantage that the shaft tube is fixed in a single assembly step and the upper bearing unit is closed.
  • the clamping ring can have recesses for receiving seals. This has the advantage that the upper bearing unit can then also be closed watertight by the clamping ring.
  • Fig. 1 is a sectional view through a control head bearing and Fig. 2 is a sectional spatial representation of the upper bearing unit
  • a fork 1 is rotatably connected to a shaft tube 2.
  • the shaft tube 2 is rotatably mounted in a control head tube 5 via a lower bearing unit 3 and an upper bearing unit 4.
  • Angular contact ball bearings can be used as bearings, for example.
  • the control head tube 5 is part of the two-wheeled vehicle frame, which is not shown here.
  • the control head tube 5 has at its upper end a bearing shell 6 into which the outer ring 7 of the upper bearing unit 4 is pressed.
  • On the tread of the outer ring 7 run by means of a cage 8 balls 9.
  • the inner ring 10 of the upper bearing unit 4, which rests with its tread on the balls 9, consists of a guide part 11 and a clamping part 12.
  • the inner shell of the inner ring 10 is over it entire length cylindrical. Its inner diameter is selected so that it can be easily pushed onto the shaft tube 2.
  • the clamping part 12 is conical. From Fig. 2 it can be seen that the clamping part 12 also has slots 13. Both the slots 13 and the conical taper of the clamping part 12 give the inner ring 10 high elasticity in this area.
  • a clamping ring 14 is pushed onto the shaft tube 2. This has a conical inner surface whose taper corresponds to the complementary angle to the conical outer surface of the clamping part 12.
  • the clamping ring 14 is simultaneously designed as a sealing cover for the upper bearing unit 4.

Abstract

The invention relates to a steering head bearing for two-wheeled vehicles, comprising an upper bearing unit and a lower bearing unit enabling a shaft pipe, which is rigidly connected to the fork of the two-wheeled vehicle, to be rotationally connected, without play, to the steering head pipe of the frame of the two-wheeled vehicle. According to the invention, the inner ring (10) of the upper bearing unit (4), which is to be connected to the shaft pipe (2), comprises a guiding part (11) and a clamping part (12) which is upwardly connected to the guiding part (11). The outer diameter of the clamping part (12) is reduced towards to the top and can be elastically shaped in a radial manner. A self-locking clamping ring (14) pressing the clamping part (12) against the shaft pipe (2), can be placed on the outer surface of the clamping part (12). The advantage of said invention is that the inner ring of the upper bearing unit can be connected to the shaft pipe, in a direct manner free from play. Due to the clamping ring, the shaft pipe and the inner ring connect in all directions and are free from play. Said clamping ring is lodged in the same position in a self-locking manner after axial pressure is applied, constantly preventing the elastic part of the inner ring from unbending.

Description

Steuerkopflagerung für ZweiradfahrzeugeControl head bearing for two-wheel vehicles
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Steuerkopflagerung für Zweiradfahrzeuge nach der Gattung des Hauptanspruches, beispielsweise Fahrräder.The invention relates to a steering head bearing for two-wheeled vehicles according to the preamble of the main claim, for example bicycles.
Die drehbewegliche Verbindung von Vorderradgabel und Lenker mit dem Rahmen eines Zweiradfahrzeuges wird durch einen sog. Steuerkopf realisiert. Dieser besteht aus einer oberen und einer unteren Lagereinheit, wobei in der Regel der Innenring der Lagereinheiten mit dem Schaftrohr der Gabel und der Außenring mit dem Steuerkopfrohr, das Teil des Rahmens des Zweiradfahrzeuges ist, fest verbindbar sind. Um eine in allen Richtungen spielfreie Lagerung zu erreichen, muss ein dauerhaft fester Sitz des Schaftrohres in den Lagerringen gewährleistet werden. Die Außenringe werden in der Regel in das Steuerkopfrohr eingepresst. Um jedoch das eine gewisse Länge aufweisende Schaftrohr, das sowohl durch die untere als auch durch die obere Lagereinheit hindurch gesteckt werden muss, leicht montieren zu können, weist dieses oberhalb seines Lagersitzes für die untere Lagereinheit einen etwas reduzierten Durchmesser auf. Dadurch entsteht zwischen dem Außendurchmesser des Schaftrohres und dem Innendurchmesser des Lagerringes der oberen Lagereinheit ein unzulässig großes Spiel. In Steuerkopflager-Anordnungen gemäß der US-Patente 5,095,770 und 6, 126,323 wird dieses durch einen geschlitzten Druckring ausgeglichen. Er besitzt eine konische Außenfläche, mit der er an der komplementär konischen Innenfläche des zugehörigen Lagerrings anliegt. Sein Innendurchmesser ist so dimensioniert, dass sich der Druckring leicht über das Schaftrohr schieben lässt, was außerdem noch durch den Schlitz unterstützt wird. Der Schlitz gewährleistet auch, dass sich der Druckring bei der Aufbringung des axialen Druckes exakt an die konische Fläche des Lagerringes anlegt und dabei gleichzeitig das Schaftrohr fest umschließt. Zur Arretierung des Druckringes wird der Vorbau des Lenkers auf das Schaftrohr aufgesetzt, mittels einer Feststellschraube axial gegen den Druckring gedrückt und selbst mittels Schrauben mit dem Schaftrohr fest verbunden.The rotatable connection of the front wheel fork and handlebar to the frame of a two-wheeled vehicle is realized by a so-called control head. This consists of an upper and a lower bearing unit, the inner ring of the bearing units with the shaft tube of the fork and the outer ring with the control head tube, which is part of the frame of the two-wheeled vehicle, can generally be connected firmly. In order to ensure that there is no play in all directions, the shaft tube must be permanently and firmly seated in the bearing rings. The outer rings are usually pressed into the control head tube. However, in order to be able to easily assemble the shaft tube, which has a certain length and must be inserted through both the lower and the upper bearing unit, this has a somewhat reduced diameter above its bearing seat for the lower bearing unit. This creates an impermissibly large game between the outer diameter of the shaft tube and the inner diameter of the bearing ring of the upper bearing unit. In steering head bearing arrangements according to U.S. Patents 5,095,770 and 6,126,323 this is compensated for by a slotted pressure ring. It has a conical outer surface with which it rests on the complementary conical inner surface of the associated bearing ring. Its inner diameter is dimensioned so that the pressure ring can be easily pushed over the shaft tube, which is also supported by the slot. The slot also ensures that when the axial pressure is applied, the pressure ring lies exactly against the conical surface of the bearing ring and at the same time tightly encloses the shaft tube. To lock the pressure ring, the stem of the handlebar is placed on the shaft tube, pressed axially against the pressure ring by means of a locking screw and even firmly connected to the shaft tube by means of screws.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass bei der Montage der oberen Steuerkopflagerung der axiale Druck auf den Druckring ständig aufgebracht und danach auch gehalten werden muss. Zur Aufbringung der axialen Kräfte auf den Druckring sind wiederum zusätzliche Klemmverbindungen in das Schaftrohr einzubringen. Der Kegelsitz ist also ständig bestrebt, den Lenkervorbau nach oben zu drücken. Bei extremen Beanspruchungssituationen, die insbesondere bei Bremsvorgängen vorherrschen, treten innerhalb des Schaftrohres hohe Biegekräfte auf, die auch die Steuerkopflagerung extrem belasten. Dabei kann es vorkommen, dass der Druckring auf dem Lagerring zu rutschen beginnt. Infolgedessen kommt es zu Verschleiß und einer Vergrößerung des Spiels zwischen Schaftrohr und Steuerkopfrohr. Die Erfindung und ihre VorteileThe disadvantage of this solution is that when the upper control head bearing is installed, the axial pressure must be constantly applied to the pressure ring and must then also be maintained. In order to apply the axial forces to the pressure ring, additional clamp connections must be made in the shaft tube. The cone seat is constantly striving to push the stem upwards. In extreme stress situations, which are particularly prevalent during braking, high bending forces occur inside the shaft tube, which also put extreme stress on the steering head bearing. It can happen that the pressure ring begins to slip on the bearing ring. As a result, there is wear and an increase in the play between the shaft tube and the control head tube. The invention and its advantages
Die erfindungsgemäße Steuerkopflagerung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, dass der Innenring der oberen Lagereinheit, obgleich er zunächst leicht auf das Schaftrohr aufschiebbar ist, direkt mit dem Schaftrohr spielfrei verbindbar ist. Funktionstechnisch besteht der Innenring der Lagereinheit quasi aus zwei Teilen, nämlich einem Führungsteil und einem Spannteil. Das bei derartigen Lagern an sich bekannte, in der Regel zylindrische Führungsteil nimmt das Schaftrohr leichtgängig auf. Deshalb ist sein Innendurchmesser auch etwas größer als der Außendurchmesser des Schaftrohres. Es wurde erfindungemäß nach oben hin durch einen ringförmigen Teil erweitert, der in radialer Richtung elastisch verformbar ist und dessen Außendurchmesser sich nach oben hin verjüngt. Die in allen Richtungen spielfreie Verbindung von Schaftrohr und Innenring erfolgt durch einen Spannring, der das radial elastische Spannteil des Innenrings der oberen Lagereinheit gleichmäßig gegen das Schaftrohr drückt. Nach einer einmaligen axialen Druckaufbringung auf den Spannring verharrt dieser selbsthemmend in der durch die Druckkraft aufgebrachten Lage und verhindert dauerhaft ein Auffedern des elastischen Teils des Innenrings. Bei Steuerkopflagerungen für Fahrräder, in denen lediglich Schrägkugellager verwendet werden, ist nicht unbedingt eine zusätzliche axiale Sicherung des Spannringes erforderlich. Werden allerdings auch axiale Kräfte aufnehmende Kegelrollenlager verwendet, verhindert die Selbsthemmung zwischen Innenring und Druckring zwar ein Auffedern des elastischen Teils des Innenrings bei bzw. nach der Montage, jedoch ist zur Aufnahme der axialen Kraftkomponente der Kegelrollenlager eine Sicherung erforderlich. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenring der oberen Lagereinheit einteilig ausgebildet, d. h. Führung- und Spannteil bestehen aus ein und demselben Material. Das ist fertigungstechnisch von Vorteil, da die Verbindung der beiden Funktionseinheiten entfallen kann, gewährleistet aber auch eine hohe Stabilität der Verbindung. Andererseits ist es aber auch möglich, das Spannteil aus einem elastischeren Material als das Führungsteil herzustellen. Allerdings muss dann eine dauerhaft feste Verbindung zwischen beiden Teilen, beispielsweise durch Kaltpressen oder Kleben hergestellt werden.The control head bearing according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the inner ring of the upper bearing unit, although it can initially be easily pushed onto the shaft tube, can be directly connected to the shaft tube without play. Functionally, the inner ring of the bearing unit consists of two parts, namely a guide part and a clamping part. The generally cylindrical guide part known per se in bearings of this type accommodates the shaft tube smoothly. Therefore, its inside diameter is also slightly larger than the outside diameter of the shaft tube. According to the invention, it was expanded upwards by an annular part which is elastically deformable in the radial direction and whose outer diameter tapers upwards. The shaft tube and inner ring are connected without play in all directions by means of a clamping ring which presses the radially elastic clamping part of the inner ring of the upper bearing unit evenly against the shaft tube. After a single axial application of pressure to the clamping ring, it remains self-locking in the position applied by the compressive force and permanently prevents the elastic part of the inner ring from springing open. In the case of steering head bearings for bicycles, in which only angular contact ball bearings are used, an additional axial securing of the clamping ring is not absolutely necessary. However, if tapered roller bearings that absorb axial forces are used, the self-locking between the inner ring and the pressure ring prevents the elastic part of the inner ring from springing open during or after assembly, but a safety device is required to accommodate the axial force component of the tapered roller bearings. According to an advantageous embodiment of the invention, the inner ring of the upper bearing unit is formed in one piece, that is, the guide and clamping part consist of one and the same material. This is advantageous in terms of production technology, since the connection of the two functional units can be omitted, but also ensures a high stability of the connection. On the other hand, it is also possible to manufacture the clamping part from a more elastic material than the guide part. However, a permanently firm connection between the two parts must then be established, for example by cold pressing or gluing.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenfläche des sich nach oben hin verjüngenden Spannteils konisch ausgebildet. Die Innenfläche des Spannringes besitzt dazu die komplementäre Konizität. Diese kegelförmige Mantelfläche des Spannteils ist ebenso wie die komplementäre Innenfläche des Spannrings zum einen fertigungstechnisch auf einfache Weise herstellbar, zum andern besitzen derartige, ähnlich einem Kegelpressverband ausgebildete Paarungen eine hohe Selbsthemmung der gegeneinander gedrückten Flächen, die bereits allein schon durch manuellen Druck des Spannrings auf den Innenring dauerhaft erreicht wird. Zur Gewährleistung der Selbsthemmung ist ein dementsprechender Winkel des Konus bzw. ein dementsprechendes Kegelverhältnis zu wählen. Winkel bzw. Kegelverhältnisse, wie sie bei einem Kegelpressverband üblich sind, erfordern zum Lösen der Verbindung von Spannteil und Spannring die Zuhilfenahme von Werkzeugen. Je größer der Winkel bzw. je kleiner das Kegelverhältnis, desto leichter lässt sich die Verbindung wieder lösen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die elastische Verformbarkeit des Spannteils durch mehrere in den konischen Teil eingebrachte Längsschlitze erreicht. Das ist vor allem dann notwendig, wenn der Innenring einteilig ausgebildet ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the outer surface of the clamping part tapering upwards is conical. The inner surface of the clamping ring has the complementary taper. This conical outer surface of the clamping part, like the complementary inner surface of the clamping ring, can be easily manufactured on the one hand in terms of production technology, and on the other hand such pairings, which are designed like a cone press fit, have a high level of self-locking of the surfaces pressed against each other, which is already caused by manual pressure of the clamping ring on the Inner ring is reached permanently. To ensure self-locking, a corresponding angle of the cone or a corresponding taper ratio must be selected. Angles or cone ratios, as are common in a cone press fit, require the use of tools to loosen the connection between the clamping part and the clamping ring. The larger the angle or the smaller the taper ratio, the easier the connection can be released. According to a further advantageous embodiment of the invention, the elastic deformability of the clamping part is achieved by a plurality of longitudinal slots made in the conical part. This is particularly necessary if the inner ring is made in one piece.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die selbsthemmende Verbindung von Spannteil und Spannring durch eine besondere Oberflächengestaltung der konischen Oberfläche des Spannteils, beispielsweise durch umlaufende Riefen oder Rillen, erzielt werden. In diesem Fall kann der Spannring aus einem einfachen Stahlring, einer Scheibe oder auch einen zylindrischen Teil mit an dessen Innenwandung befindlichen Rastelementen bestehen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the self-locking connection of the clamping part and the clamping ring can be achieved by a special surface design of the conical surface of the clamping part, for example by circumferential grooves or grooves. In this case, the clamping ring can consist of a simple steel ring, a washer or a cylindrical part with locking elements located on its inner wall.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innendurchmesser des Spannteils kleiner als der Innendurchmesser des Führungsteils ausgebildet. Er kann genauso groß oder sogar etwas kleiner sein als der Außendurchmesser des Schaftrohres. Das hat den Vorteil, dass das Schaftrohr bereits spielfrei montiert werden kann. Beim Durchschieben des Schaftrohres durch den Innenring weitet sich dessen Spannteil auf, die Innenfläche des Spann teils liegt dabei aber immer am Schaftrohr an. Es muss also kein Zwischenraum zwischen Schaftrohr und Innenring der oberen Lagereinheit geschlossen bzw. überbrückt werden.According to a further advantageous embodiment, the inner diameter of the clamping part is made smaller than the inner diameter of the guide part. It can be the same size or even a little smaller than the outer diameter of the shaft tube. This has the advantage that the shaft tube can already be installed without play. When pushing the shaft tube through the inner ring, the clamping part expands, but the inner surface of the clamping part is always against the shaft tube. There is therefore no need to close or bridge a gap between the shaft tube and the inner ring of the upper bearing unit.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Spannring als Abdeckung für die obere Lagereinheit ausbildet. Das hat den Vorteil, dass mit einem einzigen Montageschritt das Schaftrohr fixiert und die obere Lagereinheit verschlossen ist. Schließlich kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Spannring Ausnehmungen zur Aufnahme von Dichtungen aufweisen. Das hat den Vorteil, dass die obere Lagereinheit dann auch durch den Spannring wasserdicht verschlossen werden kann.According to a further embodiment of the invention, the clamping ring is designed as a cover for the upper bearing unit. This has the advantage that the shaft tube is fixed in a single assembly step and the upper bearing unit is closed. Finally, according to a further advantageous embodiment of the invention, the clamping ring can have recesses for receiving seals. This has the advantage that the upper bearing unit can then also be closed watertight by the clamping ring.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beispielbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the following description of the example, the drawing and the claims.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Steuerkopflagerung und Fig. 2 eine geschnittene räumliche Darstellung der oberen LagereinheitFig. 1 is a sectional view through a control head bearing and Fig. 2 is a sectional spatial representation of the upper bearing unit
Wie aus Fig. 1 zu erkennen, ist eine Gabel 1 mit einem Schaftrohr 2 drehfest verbunden. Über eine untere Lagereinheit 3 sowie eine obere Lagereinheit 4 ist das Schaftrohr 2 in einem Steuerkopfrohr 5 drehbeweglich gelagert. Als Lager können beispielsweise Schrägkugellager verwendet werden. Das Steuerkopfrohr 5 ist Bestandteil des Zweiradfahrzeugrahmens, der hier nicht dargestellt ist. Zur Aufnahme der oberen Lagereinheit 4 weist das Steuerkopfrohr 5 an seinem oberen Ende eine Lagerschale 6 auf, in die der Außenring 7 der oberen Lagereinheit 4 eingepresst ist. Auf der Lauffläche des Außenringes 7 laufen mittels eines Käfigs 8 gehaltene Kugeln 9. Der Innenring 10 der oberen Lagereinheit 4, der mit seiner Lauffläche an den Kugeln 9 anliegt, besteht aus einem Führungsteil 11 und einem Spannteil 12. Der Innenmantel des Innenrings 10 ist über seiner gesamten Länge zylindrisch ausgebildet. Sein Innendurchmesser ist so gewählt, dass er sich leicht auf das Schaftrohr 2 aufschieben lässt. Das Spannteil 12 ist konisch ausgebildet. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Spannteil 12 außerdem Schlitze 13 aufweist. Sowohl die Schlitze 13 als auch die konische Verjüngung des Spannteils 12 verleihen den Innenring 10 in diesem Bereich eine hohe Elastizität. Nach der Montage der oberen Lagereinheit 4 wird auf das Schaftrohr 2 ein Spannring 14 aufgeschoben. Dieser besitzt eine konische Innenfläche, deren Konizität dem komplementären Winkel zur konischen Außenfläche des Spann teils 12 entspricht. Im vorliegenden Beispiel ist der Spannring 14 gleichzeitig als dichtende Abdeckung für die obere Lagereinheit 4 ausgebildet. Deshalb besitzt er in seinem oberen Bereich eine innere umlaufende Nut zur Aufnahme einer O- Ringdichtung 15, die an dem Schaftrohr 2 anliegt, und in seinem unteren, der Lagereinheit 4 zugewandten Bereich eine außen umlaufende Nut zur Aufnahme einer Lippendichtung 16, die an dem Außenring 7 anliegt.As can be seen from Fig. 1, a fork 1 is rotatably connected to a shaft tube 2. The shaft tube 2 is rotatably mounted in a control head tube 5 via a lower bearing unit 3 and an upper bearing unit 4. Angular contact ball bearings can be used as bearings, for example. The control head tube 5 is part of the two-wheeled vehicle frame, which is not shown here. To accommodate the upper bearing unit 4, the control head tube 5 has at its upper end a bearing shell 6 into which the outer ring 7 of the upper bearing unit 4 is pressed. On the tread of the outer ring 7 run by means of a cage 8 balls 9. The inner ring 10 of the upper bearing unit 4, which rests with its tread on the balls 9, consists of a guide part 11 and a clamping part 12. The inner shell of the inner ring 10 is over it entire length cylindrical. Its inner diameter is selected so that it can be easily pushed onto the shaft tube 2. The clamping part 12 is conical. From Fig. 2 it can be seen that the clamping part 12 also has slots 13. Both the slots 13 and the conical taper of the clamping part 12 give the inner ring 10 high elasticity in this area. After mounting the upper bearing unit 4, a clamping ring 14 is pushed onto the shaft tube 2. This has a conical inner surface whose taper corresponds to the complementary angle to the conical outer surface of the clamping part 12. In the present example, the clamping ring 14 is simultaneously designed as a sealing cover for the upper bearing unit 4. Therefore, in its upper area it has an inner circumferential groove for receiving an O-ring seal 15, which bears against the shaft tube 2, and in its lower area facing the bearing unit 4, an outer circumferential groove for receiving a lip seal 16, which is on the outer ring 7 is present.
Nach dem Aufsetzen der konischen Flächen von Spannteil 12 und Spannring 14 wird auf den Spannring 14 ein kurzzeitiger axialer Druck aufgebracht, wodurch das Spannteil 12 des Innenrings 10 das Schaftrohr fest umschließt. Aufgrund des gewählten Winkels der Konizität von Spannteil 12 und Spannring 14 haften beide Teile fest aufeinander, so dass nunmehr das Schaftrohr 2 mit dem Steuerkopfrohr 5 axial und radial drehfest verbunden ist und auch den hohen Beanspruchungen, denen eine Zweiradfahrzeuglenkung ausgesetzt ist, dauerhaft standhält.After the conical surfaces of the clamping part 12 and the clamping ring 14 have been put on, a brief axial pressure is applied to the clamping ring 14, as a result of which the clamping part 12 of the inner ring 10 tightly encloses the shaft tube. Due to the selected angle of the taper of the clamping part 12 and the clamping ring 14, both parts adhere firmly to one another, so that the shaft tube 2 is now connected to the control head tube 5 in an axially and radially rotationally fixed manner and also permanently withstands the high demands to which two-wheel vehicle steering is exposed.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Steuerkopflagerung für ZweiradfahrzeugeControl head bearing for two-wheel vehicles
BezugszahlenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gabel 2 Schaftrohr 3 Untere Lagereinheit 4 Obere Lagereinheit 5 Steuerkopfrohr 6 Lagerschale 7 Außenring 8 Käfig 9 Kugeln 10 Innenring 11 Führungsteil 12 Spannteil 13 Schlitze 14 Spannring 15 O-Ringdichtung 16 Lippendichtung 1 fork 2 shaft tube 3 lower bearing unit 4 upper bearing unit 5 control head tube 6 bearing shell 7 outer ring 8 cage 9 balls 10 inner ring 11 guide part 12 clamping part 13 slots 14 clamping ring 15 O-ring seal 16 lip seal

Claims

Steuerkopflagerung für ZweiradfahrzeugeAnsprüche Control head bearing for two-wheeled vehicle claims
1. Steuerkopflagerung für Zweiradfahrzeuge, die eine obere und eine untere Lagereinheit aufweist, durch die ein mit der Gabel des Zweiradfahrzeuges starr verbundenes Schaftrohr mit einem Steuerkopfrohr des Rahmens des Zweiradfahrzeuges spielfrei drehbeweglich verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass der mit dem Schaftrohr (2) zu verbindende Innenring (10) der oberen Lagereinheit (4) aus einem Führungsteil (11) und einem sich nach oben an das Führungsteil (11) anschließenden Spannteil (12) besteht, wobei zumindest der Innendurchmesser des Führungsteils etwas größer dimensioniert ist als der Außendurchmesser des Schaftrohres (2), so dass beide Teile leicht ineinander gleiten, - dass sich der Außendurchmesser des Spannteils (12) nach oben hin verjüngt und radial elastisch verformbar ist und - dass auf die Außenfläche des Spannteils (12) ein das Spannteil (12) gegen das Schaftrohr (2) pressender Spannring (14) selbsthaltend aufsetzbar ist.1. Control head bearing for two-wheeled vehicles, which has an upper and a lower bearing unit, through which a shaft tube rigidly connected to the fork of the two-wheeled vehicle can be connected to a control head tube of the frame of the two-wheeled vehicle so that it can rotate without play, characterized in that - that with the shaft tube (2) Inner ring (10) of the upper bearing unit (4) to be connected consists of a guide part (11) and a clamping part (12) which adjoins the guide part (11) upwards, at least the inside diameter of the guide part being dimensioned somewhat larger than the outside diameter of the Shaft tube (2) so that both parts slide easily into each other, - that the outer diameter of the clamping part (12) tapers upwards and is radially elastically deformable and - that the clamping part (12) on the outer surface of the clamping part (12) the clamping ring (14) pressing the shaft tube (2) can be put on in a self-retaining manner.
2. Steuerkopflagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) der oberen Lagereinheit (4) einteilig ausgebildet ist. 2. Control head bearing according to claim 1, characterized in that the inner ring (10) of the upper bearing unit (4) is formed in one piece.
3. Steuerkopflagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (10) der oberen Lagereinheit (4) mehrteilig ausgebildet ist.3. Control head bearing according to claim 1, characterized in that the inner ring (10) of the upper bearing unit (4) is formed in several parts.
4. Steuerkopflagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des sich nach oben hin verjüngenden Spannteils (12) konisch ist und der Spannring (14) die dazu komplementäre Innenfläche besitzt.4. Control head bearing according to claim 1, characterized in that the outer surface of the upwardly tapering clamping part (12) is conical and the clamping ring (14) has the complementary inner surface.
5. Steuerkopflagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (12) des Innenrings (10) mehrere Schlitze (13) aufweist.5. Control head bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clamping part (12) of the inner ring (10) has a plurality of slots (13).
6. Steuerkopflagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Außenfläche des Spannteils (12) umlaufende Riefen aufweist.6. Control head bearing according to claim 4, characterized in that the conical outer surface of the clamping part (12) has circumferential grooves.
7. Steuerkopflagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Spannteils (12) kleiner ist als der Innendurchmesser des Führungs teils (11).7. Control head bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner diameter of the clamping part (12) is smaller than the inner diameter of the guide part (11).
8. Steuerkopflagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (14) als Deckel zur Abdeckung der oberen Lagereinheit (4) ausgebildet ist. 8. Control head bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that the clamping ring (14) is designed as a cover for covering the upper bearing unit (4).
9. Steuerkopflagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (12) mindestens eine Dichtung (15) zur Abdichtung der oberen Lagereinheit (4) aufnimmt.9. control head bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the clamping ring (12) receives at least one seal (15) for sealing the upper bearing unit (4).
Hierzu zwei Seiten Zeichnung Two pages of drawing
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