CN115734862A - 滚轮、特别是用于滑动门的滚轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚轮、特别是用于车辆的滑动门的滚轮，其包括：具有径向向外的运行表面(3)的主体(2)，运行表面(3)可以与滑动门的导轨相连接；以及中心孔(4)，该中心孔至少部分穿过主体(2)，以用于接收可旋转安装主体(2)的轴承装置。这种滚轮的制造成本很低，而且还很耐用，因为至少它的运行表面(3)包括辐射交联的塑料，辐射交联的塑料在甲酸中的凝胶值在20％至60％之间。

Description

滚轮、特别是用于滑动门的滚轮

技术领域

本发明涉及一种滚轮、特别是用于滑动门的滚轮，其包括：具有径向向外的运行表面的主体，该运行表面可与滑动门的导轨耦接；以及中心孔，该中心孔至少部分地延伸穿过主体，以用于接收用于可旋转地安装主体的轴承装置。

背景技术

在实践中，滑动门是已知的，例如它被用于轨道车辆或其它车辆。滑动门分别悬挂在引导装置上，该引导装置包括通常由金属组成的导轨。滑动门沿导轨的移动尽可能容易地通过使用滚轮来实现，滚轮包括具有运行表面的主体，该运行表面与导轨的底座相连，以便滚轮可以沿导轨滚动。为此，滚子包括至少部分穿过主体的孔，轴承元件被插入该孔中，据此，主体围绕由轴承元件确定的旋转轴线可旋转地安装。

要手动或通过电机移动的滑动门通常与一个或多个滚轮耦接，这样滑动门就可以在自己的平面上移动而不需要耗费很大的力。根据滑动门的重量，在操作过程中，高磨损力作用于主体的运行表面，从而导致滚轮因磨损而产生有限的使用寿命。在这个使用寿命结束后，有必要更换滚轮，如果适用的话，也有必要更换轴承元件。因此，已知滚子的主体通常由相应的塑料、例如聚酰胺12制成，这是一种具有足够硬度和阻力的聚酰胺。这种由聚酰胺12制成的滚轮被连续铸造，形成半成品，然后被车削成成品滚轮的尺寸。因此，滚轮的制造过程是复杂而昂贵的。

DE102011054692A1示出了一种用辐射交联(radiation-crosslinked)的聚酰胺生产物品的方法。该方法包括在固体状态下对聚酰胺原料进行辐射交联，以及随后对辐射交联的聚酰胺原料进行塑形以形成最终产品的时间上连续的方法步骤。为了进行辐射交联，向聚酰胺原料中加入交联添加剂，该添加剂可以是固体、液体或气体。提到的三聚氰酸酯和异氰酸酯的浓度为0.01％至20％，其特别适合使用。辐射交联是在聚酰胺原料处于固相的温度下进行的。辐照优选地在低于聚酰胺原料结晶熔化温度的温度下进行，使得无定形区域优选地是支化/部分交联，而结晶区域基本保持不变，以便能够进一步加工交联的聚酰胺。辐照是通过电离辐射、特别是电子辐射进行的，其中，辐照剂量在1kGy至60kGy之间。由于辐照剂量相对较低，交联聚酰胺的交联度相对较低，凝胶含量在0.01％至10％之间。随后通过塑形得到的最终产品也同样具有较低的交联度，因此在某些情况下，特别是对滚轮来说，不能提供足够的耐久性。

DE102009042696A1示出了一种用于有价文件的运输或分离装置的滚轮，其包括具有中心孔的主体，该中心孔至少部分地延伸穿过主体，以用于接收用于可旋转地安装主体的轴承安排。此外，该滚轮包括布置在主体上的外围部分，其具有径向向外的运行表面，该运行表面由可辐射交联的热塑性弹性体材料组成。所示滚轮的缺点是它由两个构件组成，这两个构件是为生产滚轮而分开生产的，并且必须精确配合地相互连接。该滚轮的缺点是具有相应的高材料消耗并且就生成而言造成高的费用支出和时间消耗。

DE102006017346A1披露了一种迁移稳定的母料，其包括辐射交联的塑料，其中该辐射交联塑料包括多官能团单体。

发明内容

本发明的目的是指定一种滚轮、特别是用于滑动门的滚轮，其制造成本低，而且耐用。

根据本发明，这一目标是通过具有独立权利要求的特征的滚轮实现的。

根据本发明的一个方面，创造了一种滚轮、特别是用于车辆的滑动门的滚轮，其包括具有径向向外的运行表面的主体，该运行表面可与滑动门的导轨耦接。此外，该滚轮还包括中心孔，该中心孔至少部分地穿过主体，以用于接收用于可旋转地安装主体的轴承装置。该滚轮的特点是，至少运行表面由辐射交联的塑料组成，该辐射交联的塑料在甲酸中的凝胶值在20％至60％之间。有利的是，该滚轮可以通过例如注塑工艺和随后的辐照工艺来生产，滚轮的基本形状和最终尺寸可以在没有额外要求的工作步骤的情况下获得。特别是，如果不需要后续的变形或车削到最终的滚轮尺寸，生产成本就会相应地降低。为了同时实现滚轮的耐用性，滚轮至少在运行表面的区域通过使用具有相对较高凝胶值的辐射交联的塑料来提高耐受性，该运行表面的区域在运行中主要经历磨损效应。有利的是，通过辐射交联对运行表面的有利固化也得以保持，因为不提供或不需要通过车削或铣削对滚轮表面进行再加工。

整个主体最好是由可辐射交联的塑料组成。主体可以通过传统的注射成型工艺简单而经济地生产，使用的材料例如是颗粒状的并由可辐射交联的塑料组成。特别是，有利的是没有必要在不同的工作步骤中使用两个构件来生产滚轮。此外，与运行表面相邻的主体表面也可以在脱模后通过辐照进行固化，这样就可以保证主体的低负荷表面的耐久性。这样，主体的低负荷表面的耐久性也不会降低。

在滚轮的一个特别优选的实施例中，规定辐射交联的塑料包括聚酰胺；在一个有利的实施例中，辐射交联的塑料包括聚酰胺66(PA66)。有利的是，主体可以通过在注射成型过程中轻松调整生产参数来生产，正如已知的其它由非交联聚酰胺组成的构件。

辐射交联的或可辐射交联的塑料有利地包括交联添加剂。交联添加剂有利地增强了塑料的交联或加速了交联，从而通过短暂的辐照有效地实现了塑料的后续固化。特别是，交联添加剂是多官能团单体。该交联添加剂特别优选为三烯丙异氰尿酸酯和氰尿酸三烯丙酯中的一种。多官能团单体特别适合于聚酰胺的辐射交联，因此，在聚酰胺基础上生产的滚轮在第一个方法步骤中通过注射成型相应地具有成本效益，随后可通过短暂的辐照有效地固化。

交联添加剂在辐射交联塑料中的浓度有利地在0.01％和20％之间。

辐射交联塑料中的交联添加剂特别优选有12.5％至17.5％的浓度、优选地约15％。有利的是，在相对较短的辐照时间内，甲酸的凝胶值可以达到35％到59％，这使得在相对较短的时间内对滚轮进行下游固化。滚轮的制造成本也相应地减少。

有利的是，辐射交联的塑料的弹性模量在3000MPa至4000MPa之间、优选地约3500MPa。此外，辐射交联的塑料在23℃时的夏比冲击韧性在50kJ/m²至55kJ/m²之间、优选地约为52kJ/m²。此外，辐射交联的塑料的夏比缺口冲击韧性在3kJ/m²和7kJ/m²之间、优选地约5kJ/m²。有利的是，滚轮因此能充分抵抗由于从外部作用在滚轮上的力或冲击而产生的变形。特别是，在此可以确保在需要更换之前，滚轮在尽可能多的负载变化中在导轨内保持可靠的移动。滚轮或辐射交联的塑料的特别地\优选设计为使得滚轮在辐照后通过所谓的烙铁测试。在烙铁测试中，带有明确烙铁头的烙铁被放置在滚轮上的测试标记上。烙铁头由钢组成，直径约为1mm。测试时的温度、即烙铁头的温度为350℃，加载力为10N，如果烙铁头在测试标记的位置没有深入到滚轮的0.2mm，则认为烙铁测试通过。在持续5秒的测试中，如果烙铁头在测试标记的位置穿透滚轮的深度不超过0.2mm，则视为通过测试。

根据另一个方面，创造了一种生产滚轮、特别是用于滑动门的滚轮的方法，该方法包括以下方法步骤：在第一方法步骤中，滚轮主体的注射成型在成型工具中进行，其中使用辐射交联塑料作为基础材料；在第二方法步骤中，注射成型的主体从成型工具中脱模；在第三方法步骤中，以β射线至少对主体的运行表面进行辐照。有利的是，在已知的注射成型工艺中可以大量生产滚轮，滚轮的耐用性通过随后用β射线辐照主体和由此激活的塑料交联(至少在主体的运行表面区域)得到显著改善。

β射线的辐射剂量特别优选为90kGy至110kGy、优选地约100kGy。更优选的是，β射线的能量在7MeV至13MeV之间、优选地约10MeV。在此，有利地实现了在甲酸中的35％至59％的交联度或凝胶值。

在生产滚轮的方法的一个合适的实施例中，规定滚轮在脱模后躺放地放置在覆盖物或包装物中进行辐照。通过这种躺放放置的布置，可以确保每个滚轮都受到相同的辐照条件的影响。制造过程在此得到了有利的简化，因为在此也存在着在第一地点进行注射成型和在第二地点进行后续辐照的方法步骤，在注射成型和脱模后得到的滚轮主体可以被包装并带到第二地点进行辐照，而不需要以复杂的方式将主体再次从包装中取出进行后续辐照。有利的是，经过辐照的成品滚轮可以用同样的包装再次送到第三地点进行最终组装，在组装中主体被配备轴承元件并被安装。

根据本发明的另一个方面，创造了一种滚轮，它可以可通过上述生产滚轮的方法获得。

本发明的其它优点、特性和发展来自于以下对优选的示例性实施例的描述以及从属权利要求。

附图说明

下面将参照附图更详细地解释本发明。下面参照附图，用本发明的优选示例性实施例对本发明进行更详细的解释。

图1以纵向剖开的侧视图示出了根据本发明的滚轮的一个优选示例性实施例。

具体实施方式

图1以纵向剖开的侧视图示出据本发明的滚轮的一个优选示例性实施例。滚轮1包括圆柱形对称的主体2，该主体由辐射交联的塑料制成。在这里示出的示例性实施例中，主体2的基本材料是聚酰胺66(PA66)，其中比例约为15％的交联添加剂被添加到聚酰胺。在这里所示的示例性实施例中，该交联添加剂是氰尿酸三烯丙酯。

主体2是通过注射成型工艺生产的，因此滚轮1的生产成本有利地降低。随后，通过能量为10MeV、辐射剂量为100kGy的β辐射对主体2进行了辐射交联。

主体2在上部具有运行表面3，该运行表面可以与引导装置(此处未示出)的导轨接合。运行表面3具有略微向外的弯曲形状，这使得滑动门移动时的滚动阻力就尽可能小，滑动门的移动也就相应地容易实现。

主体2还具有中心孔4，该中心孔完全穿过主体2，该中心孔能够接收用于围绕旋转轴轴线L可旋转地安装主体2的轴承装置。在此示出的实施例中，孔4设计成阶梯形孔，使得孔4具有第一孔部4a和第二孔部4b，其中，第一孔部4a的内径比第二孔部4b的内径小。

第一孔部4a沿旋转轴线L的轴向方向从主体2的底侧2a延伸到第二孔部4b。在底侧2a的区域，第一孔部4a具有第一斜面5，这有利于用于主体2的可旋转安装的轴承销的通过。第二孔部4b沿旋转轴线L的轴向方向从第一孔部4a延伸到主体2的上侧2b。在第二孔部4b中设置有径向周向凹槽6，该凹槽可用于通过张力环将轴承元件压入或轴向固定在主体2中。

最后，第二孔部4b在主体的上侧2b的区域具有第二斜面7，该第二斜面有利于将轴承元件插入由第二孔部4b形成的开放接收器中。在第一孔部4a和第二孔部4b之间形成的环形台阶8形成了轴承元件的止动表面。

前面已经用一个示例性的实施例解释了本发明，其中使用氰尿酸三烯丙酯作为交联添加剂。可以理解的是，使用其它的交联添加剂也是可能的，只要通过对注射成型工艺后预制的滚轮或主体的后续辐射的激活交联是有效的。

前面已经用一个示范性的实施例解释了本发明，在该实施例中，10MeV的束能量、100kGy的辐射剂量的β辐射用于辐射交联。可以理解的是，这些参数是可变的，只要在制造过程结束时存在的根据本发明的滚轮中，达到一定程度的交联、优选地在甲酸中的凝胶值为35％至59％的范围内的交联。

本发明在前面已经用一个示例性的实施例进行了解释，其中，中心孔被设计成阶梯状的孔。可以理解的是，中心孔也可以设计成简单的孔，只要在中心孔中可以实现轴承元件的轴向固定，该轴承元件使滚轮的主体围绕旋转轴线L旋转运动。

Claims (16)

1.一种滚轮、特别是用于车辆的滑动门的滚轮，包括：

主体(2)，其具有径向向外的运行表面(3)，所述运行表面(3)能够耦接到滑动门的导轨；以及

中心孔(4)，其至少部分地延伸穿过所述主体(2)，以用于接收用于可旋转地安装所述主体(2)的轴承装置，

其特征在于，

至少所述运行表面(3)由辐射交联的塑料组成，所述辐射交联的塑料在甲酸中的凝胶值在20％和60％之间。

2.根据权利要求1所述的滚轮，其特征在于，所述主体(2)由辐射交联的塑料组成。

3.根据权利要求1或2所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料包括聚酰胺。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料包括交联添加剂。

5.根据权利要求4所述的滚轮，其特征在于，所述交联添加剂是多官能团单体。

6.根据权利要求4或5所述的滚轮，其特征在于，所述交联添加剂是三烯丙异氰尿酸酯和氰尿酸三烯丙酯中的一种。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述交联添加剂在所述辐射交联的塑料中的浓度为0.01％至20％之间。

8.根据权利要求7所述的滚轮，其特征在于，所述交联添加剂在所述辐射交联的塑料中的浓度为12.5％至17.5％之间、优选地约15％。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料在甲酸中的凝胶值在35％至59％之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料的弹性模量在3000MPa至4000MPa之间、优选地约3500MPa。

11.根据前述权利要求中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料在23℃时具有50kJ/m²至55kJ/m²之间、优选地约为52kJ/m²的夏比冲击强度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的滚轮，其特征在于，所述辐射交联的塑料在23℃时具有3kJ/m²至7kJ/m²之间、优选地约为5kJ/m²的夏比缺口冲击强度。

13.一种生产滚轮、特别是用于滑动门的滚轮的方法，包括：

在成型工具中注射成型所述滚轮的主体(2)，其中，使用辐射交联的塑料作为基础材料；

将注射成型的主体(2)从成型工具脱模；以及

以β射线至少辐照所述主体的运行表面(3)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，β射线的剂量在90kGy至110kGy之间、优选地约100kGy。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述辐照的辐射能量约在7MeV至13MeV之间、优选地约10MeV。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，在注射成型的主体(2)被脱模后，所述滚轮在辐照期间被躺放地布置在弹性覆盖物中。

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