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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Laufrollen für Haushaltsgeräte, insbesondere von Laufrollen für Staubsauger, Staubsaugerdüsen oder Saugroboter.
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Bei derartigen Laufrollen handelt es sich um Gegenstände, die möglichst kostengünstig und in großer Stückzahl produziert werden müssen. Somit ist es entscheidend, dass die hierfür angewandten Herstellungsverfahren einerseits eine hohe Produktionsgeschwindigkeit aufweisen und andererseits den Einsatz kostengünstiger Materialien ermöglichen. Allerdings müssen die Laufrollen trotz niedriger Material- und Produktionskosten gute Lauf- und Dämpfungscharakteristiken aufweisen, die die Handhabung von Haushaltsgeräten, die mit derartigen Laufrollen bestückt sind, komfortabel und benutzerfreundlich gestalten. Insbesondere beim Einsatz der Laufrollen in Bodenreinigungsgeräten wie Staubsaugern führen zu steif und damit nicht dämpfende Laufflächen dazu, dass der Boden leicht zerkratzt werden kann. Auch beim Überfahren von Gegenständen insbesondere dem eigenen Stromkabel können diese ohne Weiteres beschädigt werden. Als weitere negative Eigenschaft ist in diesem Zusammenhang auch die als äußerst unangenehm empfundene Geräuschentwicklung zu nennen.
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Aus diesem Grunde haben sich in der Praxis unterschiedliche Laufrollenkonzepte und damit verbundene unterschiedliche Herstellungsverfahren herausgebildet, um Laufrollen mit dämpfenden Eigenschaften in der Lauffläche zu entwickeln.
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Aus der
EP 2 409 627 B1 ist es beispielsweise bekannt, einen luftgefüllten Pneu auf einer harten Nabe anzuordnen. Dadurch, dass die Nabe aus einem harten Material hergestellt wird, ergibt sich eine gute Stabilität der Laufrolle, während der luftgefüllte Pneu der Laufrolle eine elastische Lauffläche bildet, über die Unebenheiten des Bodens ausgeglichen werden können. Die Herstellung eines solchen Laufrades ist durch die Verwendung eines luftgefüllten Pneus allerdings äußerst aufwendig und daher für die Herstellung von Laufrädern in einer hohen Stückzahl nicht sehr praktikabel.
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Die
EP 2 101 621 B1 betrifft daher eine Ausgestaltung, bei der die dämpfende Eigenschaft über eine Mantelstruktur aus einem elastischen Material hervorgerufen wird. Als elastisches Material kommt in diesem Zusammenhang beispielsweise Gummi in Betracht.
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Grundsätzlich ist es aber nicht erforderlich, dass die Ummantelung zwangsweise aus einem elastischen Material gebildet wird. Es ist hierbei auch möglich, lediglich auf sogenannte Weichbeläge zurückzugreifen, die thermoplastische Eigenschaften aufweisen und daher im sogenannten Spritzgussverfahren bearbeitet werden können. Bei derartigen Materialien sind insbesondere Polyvinylchlorid (PVC) oder auch thermoplastisches Polyurethan (TPU) zu nennen. Da auch die Nabe üblicherweise aus einem thermoplastischen Material gebildet ist, kann dann das gesamte Laufrad in einem sogenannten Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei dann die Nabe in einer ersten Gusskavität und die Ummantelung in einer zweiten Gusskavität erzeugt wird.
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Durch die Herstellung im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren mit einem sogenannten Weichbelag als Ummantelung der Laufrollen können zwar äußerst stabile Laufräder mit einer hohen Dämpfungswirkung in einem zugleich zeitsparenden Herstellungsprozess produziert werden, allerdings ist die Verwendung von Weichbelägen auch mit Nachteilen verbunden. Zum einen sind die hierfür verwendeten Materialien im Vergleich zu den „harten“ Materialien der Nabe relativ teuer. Zum anderen hat sich in der Praxis gezeigt, dass die „weichen“ Materialien bei ausreichend hoher Belastung zum Verschleiß neigen und somit die Laufrollen nach einem gewissen Benutzungszeitraum ausgetauscht werden müssen.
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Vor diesem Hintergrund ist ein weiteres, alternatives Herstellungsverfahren für Laufrollen entwickelt worden, bei der die Dämpfungseigenschaft nicht über das Material selbst sondern vielmehr über die konkrete Ausgestaltung des Laufrades hervorgerufen wird. So beschreibt die
US 5,133,591 ein Laufrad, das in zwei aufeinanderfolgenden Schritten hergestellt wird. Zunächst werden zwei Nabenteile aus einem thermoplastischen Material im Spritzgussverfahren hergestellt. Die beiden Nabenteile bilden jeweils zwei gegenüberliegende Teile des späteren Laufrades. In einem nächsten Schritt werden diese beiden Nabenteile in einer Innendruck-Spritzgussmaschine platziert und ein Blasschlauch zwischen den beiden Teilen extrudiert. Beim Innendruck-Spritzgussverfahren bzw. beim Gasinnendruck-Spritzgussverfahren wird der extrudierte Blasschlauch von innen heraus mit einem Gas beaufschlagt und die Schmelze an die Wandung einer Gusskavität gedrückt. Im Ergebnis entsteht ein hohler Körper, der somit gegenüber einem Körper aus einem Vollmaterial eine sehr viel dünnere Wanddicke aufweist. Durch diese geringe Wanddicke, insbesondere im Bereich der Lauffläche, kann hierdurch eine Dämpfungseigenschaft des Laufrades allein durch die Flexibilität der dünnen Wandung hervorgerufen werden, ohne dass die Verwendung eines elastischen Materials erforderlich ist. Durch Verwendung eines geeignet harten Materials wird somit einerseits eine gute Dämpfungswirkung und zum anderen eine niedrige Verschleißwirkung erzielt. Nachteilig ist aber die aufwendige Verfahrensführung. Durch das separate Herstellen zweier Nabenteile im Spritzgussverfahren und das anschließende Einbringen in eine Innendruck-Spritzgussmaschine sind derartige Laufräder vergleichsweise teuer. Andererseits reicht die Herstellung eines Laufrades nur mittels des Gasinnendruck-Verfahrens nicht aus, da dann die Nabe nicht ausreichend stabilisiert wäre.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Laufräder anzugeben, das sich einerseits durch eine unkomplizierte und schnelle Verfahrensführung auszeichnet und mit dem zugleich Laufräder hergestellt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1.
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Zunächst wird eine Nabe gebildet und anschließend eine Ummantelung aus einem ersten thermoplastischen Material im erwärmten, insbesondere aber im schmelzflüssigen Zustand, auf die Nabe aufgebracht. Die Ummantelung wird dann mit einem gasförmigen Medium unter Ausbildung zumindest einer Hohlkammer derart beaufschlagt, dass sich das erste thermoplastische Material plastisch verformt und die Hohlkammer zumindest teilweise umschließt.
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Ummantelung meint in diesem Zusammenhang, dass das erste thermoplastische Material in Bezug auf die Nabe lediglich radial außen liegend angeordnet ist. Die Nabe selbst ist bevorzugt einstückig ausgebildet. Die Ummantelung erfolgt vorzugsweise im Spritzgussverfahren, wobei dann das thermoplastische Material im schmelzflüssigen Zustand auf die Nabe aufextrudiert wird. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung eine lediglich erwärmte Ummantelung auf der Nabe anzuordnen, wobei unabhängig vom Zustand des thermoplastischen Materials durch Beaufschlagung mit einem gasförmigen Medium eine plastische Verformung des ersten thermoplastischen Materials erfolgt. Die Hohlkammer ist entweder innerhalb der Ummantelung oder auch zwischen der Nabe und der Ummantelung angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Nabe aus einem zweiten thermoplastischen Material gebildet. Dies ermöglicht, dass auch die Nabe im Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. Da die Ummantelung radial außen liegend auf der Nabe angeordnet ist, lässt sich dann der gesamte Laufrollenrohling im sogenannten Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren herstellen.
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Bevorzugt wird hierbei die Nabe in einer ersten Gusskavität und die Ummantelung in einer zweiten Gusskavität gebildet, wobei die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium in der zweiten Gusskavität erfolgt. Beim Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren sind folglich zwei unterschiedliche Gusskavitäten in der hierzu verwendeten Vorrichtung angeordnet. Nach einem ersten Spritzgussschritt, bei dem die Nabe aus dem zweiten thermoplastischen Material erzeugt wird, wird die Nabe aus der ersten Gusskavität entnommen und beispielsweise durch Verdrehen oder Verschieben der Nabe in einer zweiten Gusskavität angeordnet, wobei sich diese dann durch einen vergrößerten Außendurchmesser der Negativform von der ersten Gusskavität unterscheidet.
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Sodann erfolgt die Extrusion des ersten thermoplastischen Materials auf die Nabe, wobei diese dann als Ummantelung die Nabe umschließt. Hierbei wird die Menge des ersten thermoplastischen Materials derart bemessen, dass nach der Extrusion die zweite Gusskavität nicht vollständig ausgefüllt ist. Durch Beaufschlagen des ersten thermoplastischen Polymers im noch immer schmelzflüssigen oder auch im lediglich erwärmten Zustand wird dann das erste thermoplastische Material unter Ausbildung einer Hohlkammer an die zweite Gusskavität gedrückt und im Zuge dessen praktisch verformt. Es kann somit in nur einer einzigen Vorrichtung das Laufrad vollständig hergestellt werden, ohne dass mehrere Vorrichtungen nacheinander durchlaufen werden müssen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium über zumindest eine Injektionsnadel, insbesondere aber über mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Injektionsnadeln. Die Injektionsnadeln weisen hierbei einen nur sehr geringen Durchmesser z. B. zwischen 0,5 und 2,5 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm, auf, so dass die Außenstruktur der Ummantelung nicht nachhaltig verändert wird. Über die Injektionsnadeln wird das gasförmige Medium unter hohem Druck injiziert, wobei sich das erste thermoplastische Material unter Einwirkung des Druckes plastisch verformt. Nach Entnahme des Laufrades können die durch die Injektionsnadeln hervorgerufenen Einstichlöcher wieder verschlossen werden, sofern das Material noch immer in einem schmelzflüssigen Zustand vorliegt.
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In einer solchen Ausgestaltung ist es dann möglich, dass das gasförmige Medium nach der plastischen Verformung des ersten thermoplastischen Materials bzw. nach Entnahme der Laufrolle aus der Gusskavität in einem Überdruck im Vergleich zur Atmosphäre vorliegt. Somit würden die Dämpfungseigenschaften der Laufrolle maßgeblich auch von dem verwendeten gasförmigen Medium und von dem gewählten Überdruck abhängen.
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Bei einer Ausgestaltung ohne Überdruck sind hingegen die Dämpfungseigenschaften nur von dem zweiten thermoplastischen Material und dessen Materialstärke abhängig. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Druck des gasförmigen Mediums im Zuge der plastischen Verformung des ersten thermoplastischen Materials vollständig abgebaut wird, oder wenn sich die Einstichlöcher nach Entnahme der Injektionsnadeln nicht mehr verschließen, so dass ein Druckausgleich mit der Atmosphäre erfolgt.
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Die Injektionsnadel bzw. die Injektionsnadeln können beispielsweise direkt als Teil der Gusskavität ausgestaltet werden, wobei dann beim Einbringen der Ummantelung im schmelzflüssigen Zustand des thermoplastischen Materials die Injektionsnadeln von diesem umschlossen werden. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, dass die Injektionsnadeln erst nach Aufbringen der Ummantelung in einem separaten Verfahrensschritt eingeführt werden. Ein solcher Verfahrensschritt ist beispielsweise dann notwendig, wenn das erste thermoplastische Material nicht im schmelzflüssigen Zustand vorliegt.
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Um eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung entlang des Umfanges ausbilden zu können, werden vorzugsweise mehrere in eine Umfangsrichtung verteilte Injektionsnadeln verwendet, wobei die notwendige Anzahl abhängig vom Außenumfang des Laufrades, sowie des verwendeten ersten thermoplastischen Materials oder auch des gasförmigen Mediums ist. Bevorzugt kommen mindestens 2, bevorzugt mindestens 4, besonders bevorzugt mindestens 8 Injektionsnadeln zum Einsatz. Je nach Anzahl und Anordnung der in Umfangsrichtung angeordneten Injektionsnadeln sowie der verwendeten Menge des gasförmigen Mediums bilden sich zunächst mehrere Hohlkammern aus, die sich anschließend miteinander zu einer einzigen entlang des Umfangs verlaufenden Hohlkammer verbinden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass keine Verbindung erfolgt, wobei dann dauerhaft mehrere Hohlkammern, zumindest zwei, vorzugsweise zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest acht, vorgesehen sind, die jeweils durch einen Steg miteinander getrennt sind. Die Stege sind dann in der Ummantelung gebildet.
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In einer besonderen Ausgestaltungsform der Erfindung ist das erste thermoplastische Material unter Ausbildung eines Ringraums auf die Nabe aufgebracht. Ein solcher Ringraum kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die Nabe entlang der Mantelfläche eine Einkerbung bzw. eine Ausnehmung aufweist. Die kann beispielsweise durch eine entsprechend ausgestaltete Gusskavität im Zuge der Herstellung im Spritzgussverfahren hervorgerufen werden. Beim Aufbringen der Ummantelung bildet sich dann ein Ringraum aus, der je nach gewählter Ausgestaltungsform unterschiedliche vorteilhafte Aspekte hervorbringt.
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Zum einen kann der Ringraum als eine Art „Keimzelle“ für den Hohlraum dienen. Hierbei wird das gasförmige Medium in den Ringraum eingebracht, so dass der im Zuge der plastischen Verformung des ersten thermoplastischen Materials entstehende Hohlraum zwischen der Ummantelung und der Nabe gebildet wird. Bei entsprechend tiefer Einkerbung in die Nabe bzw. durch entsprechend hoch ausgebildete Flanken der Einkerbung kann eine Indizierung des gasförmigen Mediums durch die Flanken der Nabe erfolgen. Beispielsweise lassen sich dann Eintrittslöcher direkt im Zuge des Herstellungsverfahrens der Nabe einbringen beispielsweise durch eine entsprechend ausgestaltete Gusskavität im Spritzgussverfahren. Der Vorteil ist hierbei darin begründet, dass weniger Eintrittslöcher bzw. bei Verwendung von Injektionsnadeln Einstichlöcher erforderlich sind, um eine entsprechend gleichmäßige Beaufschlagung des ersten thermoplastischen Materials mit dem gasförmigen Medium zu erzielen, da der Ringraum einen gewissen Druckausgleich ermöglicht.
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Alternativ kann selbst bei Ausbildung eines Ringraumes die Beaufschlagung der Ummantelung mit dem gasförmigen Medium innerhalb der Ummantelung erfolgen. In einem solchen Fall werden dann, wie bereits zuvor erläutert, Injektionsnadeln in das erste thermoplastische Material eingebracht und diese anschließend mit dem gasförmigen Fluid beaufschlagt. Im Zuge der plastischen Verformung wird dann das erste thermoplastische Material durch die Hohlkammer nicht nur an die Gusskavität sondern auch in den Ringraum herangedrückt, wobei der Ringraum anschließend vollständig ausgefüllt ist. Die beiden Flanken der zuvor eingebrachten Einkerbung in die Nabe führen dann zu einer seitlichen Stabilisierung der Ummantelung.
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Als gasförmiges Medium kommt bevorzugt Stickstoff zum Einsatz. Die Erfindung ist aber nicht auf Stickstoff beschränkt, so dass auch Ausführungen mit Luft, Kohlendioxid oder auch Edelgasen wie beispielsweise Argon vom erfindungsgemäßen Verfahren umfasst sind.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Laufrolle für Haushaltsgeräte gemäß Anspruch 7, wobei die Laufrolle mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist. Die Laufrolle besteht aus einer Nabe und einer stoffschlüssig auf der Nabe angeordneten Ummantelung aus einem ersten thermoplastischen Material auf, wobei die Ummantelung eine auf einem Außenradius verlaufende Lauffläche aufweist und wobei zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende Hohlkammer innerhalb der Ummantelung oder zwischen der Ummantelung und der Nabe vorgesehen ist.
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Dadurch, dass die Laufrolle mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist, ist es grundsätzlich möglich, dass sich zwischen der Nabe und der Ummantelung an den Kontaktpunkten ein vollflächiger Materialschluss ausgebildet. Zudem sind auch Ausgestaltungsformen denkbar, bei denen die Ummantelung zusätzlich in axialer Richtung gesichert wird. Beispielsweise kann die Nabe eine in Umfangsrichtung verlaufende Einkerbung aufweisen, in der die Ummantelung bereichsweise einliegt. So ist eine nachträgliche seitliche Entnahme der Ummantelung nicht mehr möglich. Zugleich entfällt aber auch die Möglichkeit, bei der Bildung der Laufrolle eine bereits vorgefertigte Ummantelung seitlich auf die Nabe zu ziehen und diese anschließend miteinander zu befestigen z. B. durch Verkleben oder Verschweißen.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Laufrolle derart ausgestaltet, dass mehrere Hohlkammern, zumindest zwei, vorzugsweise zumindest vier, besonders bevorzugt zumindest acht Hohlkammern, vorgesehen sind, die jeweils durch einen Steg voneinander getrennt sind, wobei der Steg in der Ummantelung gebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung wird der Ummantelung einerseits eine zusätzliche Stabilität gegenüber äußeren Krafteinwirkungen verliehen, während andererseits die Nabe in einfacher Art und Weise rotationssymmetrisch gebildet werden kann. Die Stege werden hierbei vorzugsweise allein durch eine entsprechende Verfahrensführung gebildet, bei der die Ummantelung mit dem gasförmigen Medium beaufschlagt wird. Hierbei ist darauf zu achten, dass sich die durch die Beaufschlagung gebildeten Hohlkammern nicht miteinander verbinden.
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Bevorzugt besteht die Nabe aus einem zweiten thermoplastischen Material, wobei das zweite thermoplastische Material ein Polyolefin, bevorzugt Polyethylen oder Polypropylen ist. Auch Polyolefinmischungen oder -copolymere hieraus sind im Rahmen der Erfindung. Weiterhin kommt auch ein Material aus der Gruppe Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, Polyethylenterephtalat und Polyamid in Betracht. Dieselben Materialien eignen sich auch als erstes thermoplastisches Material.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel zeigenden Abbildung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1A, 1B, 1C ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Laufrollen,
- 2 eine zweite Gusskavität zur Bildung der Ummantelung im Spritzgussverfahren,
- 3 eine erfindungsgemäße Laufrolle in jeweils einer Schnittdarstellung parallel und senkrecht zur Drehachse,
- 4 eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens mit Ringraum.
- 5 eine alternative Ausgestaltung der Laufrolle mit mehreren Hohlkammern.
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Die 1A, 1B, 1C zeigen die aufeinander folgenden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sowohl die Nabe 1 als auch die Ummantelung 2 im Spritzgussverfahren, insbesondere im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren gebildet werden. Die Ummantelung 2 besteht daher aus einem ersten thermoplastischen Material und die Nabe 1 aus einem zweiten thermoplastischen Material.
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Zunächst wird gemäß 1A in eine erste Gusskavität 3 das zweite thermoplastische Material im schmelzflüssigen Zustand zur Bildung der Nabe 1 hineinextrudiert. Die Gusskavität 3 wird hierzu zunächst mit einem Verschlussdeckel 4 verschlossen, der einen zentralen Dorn 5 aufweist. Durch die Gusskavität 3 und dem Verschlussdeckel 4 mit dem zentralen Dorn 5 bildet sich somit ein ringförmiger Raum aus, der ein Negativ der Nabe 1 darstellt. Der zentrale Dorn 5 führt in diesem Zusammenhang zu einer Durchbrechung der Nabe 1 in deren Drehachse, wobei die Durchbrechung der Aufnahme einer Achse dient.
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Nach Abschluss des ersten Verfahrensschrittes wird der Verschlussdeckel 4 von der Gusskavität 3 entnommen, wobei die Nabe 1 während der Entnahme weiterhin auf dem zentralen Dorn 5 angeordnet ist. Durch Verdrehen des Verschlussdeckels 4 entlang einer in einem Abstand zum Verschlussdeckel 4 angeordneten Drehachse oder auch durch Verschieben des Verschlussdeckels 4 kann dieser auf eine zweite Gusskavität 6 aufgesetzt werden, wobei dann die Nabe 1 innerhalb der zweiten Gusskavität 6 angeordnet ist. Sodann erfolgt die Bildung der Ummantelung 2 entlang des Außenumfangs der Nabe 1, wobei das erste thermoplastische Polymer im schmelzflüssigen Zustand auf die Nabe 1 aufgebracht wird.
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Hierbei werden zugleich mehrere Injektionsnadeln 7 von dem schmelzflüssigen ersten thermoplastischen Polymer umschlossen, die entlang des Umfangs in der zweiten Gusskavität 6 angeordnet sind. Die Positionierung der Injektionsnadeln 7 ist derart gewählt, dass deren Enden nach Aufbringen des ersten thermoplastischen Polymers innerhalb der Ummantelung 2 angeordnet sind. Die Injektionsnadeln 7 weisen jeweils einen Kanal auf, über den bzw. die das erste thermoplastische Polymer mit einem gasförmigen Medium 8 beaufschlagt wird.
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Gemäß der 1C bildet sich im Zuge der Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium 8 ein Hohlraum 9 innerhalb der Ummantelung 2 aus, wobei die Ummantelung 2 sich an die Wandungen der zweiten Gusskavität 6 anlegt. Das Aufbringen der Ummantelung 2 und das Beaufschlagen des ersten thermoplastischen Polymers mit dem gasförmigen Medium 8 erfolgt daher innerhalb der zweiten Gusskavität 6. Als gasförmiges Medium 8 kommt Stickstoff zum Einsatz. Als Material für das erste und auf das zweite thermoplastische Polymer wird Polyethylen verwendet.
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Die 2 zeigt die Ausgestaltung der zweiten Gusskavität 6, wobei die Nabe 1 bereits innerhalb der zweiten Gusskavität 6 angeordnet ist. Entlang des Umfangs weist die zweite Gusskavität insgesamt 8 Injektionsnadeln 7 auf, die nach Aufbringen einer Ummantelung 2 innerhalb des ersten thermoplastischen Polymers angeordnet sind. Die Anzahl der Injektionsnadeln 7 ist dabei nicht auf eine Anzahl von 8 beschränkt, wobei die Ausbildung einer Hohlkammer innerhalb der Ummantelung 2 durch eine entsprechend hohe Anzahl von Injektionsnadeln 7 gleichmäßiger ausgestaltet werden kann.
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Die 3 zeigt jeweils in zwei unterschiedlichen Querschnitten eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Laufrolle. Die Laufrolle weist eine Nabe 1 und eine Ummantelung 2 auf, wobei die Ummantelung 2 aus einem ersten thermoplastischen Material und die Nabe 1 aus einem zweiten thermoplastischen Material besteht und wobei die Ummantelung 2 stoffschlüssig auf der Nabe 1 angeordnet ist. Die Ummantelung 2 weist ferner eine Lauffläche 10 auf, die auf dem Außenradius der Nabe 1 verläuft. Innerhalb der Ummantelung 2 ist ferner eine Hohlkammer 9 angeordnet. Diese Hohlkammer 9 verläuft entlang des kompletten Umfangs der Ummantelung 2, wobei auch Ausgestaltungsformen denkbar sind, bei denen anstelle einer durchgehenden Hohlkammer 9 mehrere kleinere Hohlkammern entlang des Umfangs angeordnet sind.
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Die 4 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei der die Nabe 1 eine Einkerbung 11 entlang des Umfangs aufweist. Durch Aufbringen der Ummantelung 2 auf die Nabe 1 entsteht ein Ringraum 12.
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Für den nächsten Verfahrensschritt in Form der Beaufschlagung des ersten thermoplastischen Materials der Ummantelung 2 mit einem gasförmigen Medium 8 ergeben sich nun zwei mögliche Alternativen hinsichtlich der Anordnung der Injektionsnadeln 7.
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Gemäß einer ersten oberhalb der Drehachse gezeigten Alternative durchdringen die Injektionsnadeln 7 die äußeren Flanken 13 der Einkerbung 11 auf der Nabe 1. Die Injektionsnadeln 7 enden daher im Ringraum 12. Durch Einbringen des gasförmigen Mediums 8 bildet sich aus dem Ringraum 12 heraus die Hohlkammer 9, wobei dann die Ummantelung 2 die Hohlkammer 9 nur an drei Seitenflächen begrenzt.
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Gemäß einer zweiten unterhalb der Drehachse gezeigten Variante werden die Injektionsnadeln 7 weiterhin innerhalb des ersten thermoplastischen Polymers der Ummantelung 2 angeordnet, wobei sich dann im Zuge der Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium 8 das zweite thermoplastische Material innerhalb des Ringraums 12 anordnet und in diesem Zusammenhang zu einem äußerst stabilen Formschluss beiträgt.
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Die 5 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Laufrolle mit vier innerhalb der Ummantelung 2 angeordneten Hohlkammern 9. Die Hohlkammern 9 sind hierbei jeweils durch Stege 14 voneinander getrennt, die in der Ummantelung 2 gebildet sind. Die Herstellung einer solchen Ummantelung 2 mit mehreren jeweils durch einen Steg 14 voneinander getrennten Hohlkammern 9 lässt sich beispielsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch realisieren, dass die Anordnung und die Anzahl der Injektionsnadeln 7 und auch die Menge des gasförmigen Mediums 8 entsprechend gewählt wird. So ist dann beispielsweise darauf zu achten, dass sich die im Zuge der Beaufschlagung mit dem gasförmigen Medium 8 herausbildenden Hohlkammern 9 nicht oder aber auch nur teilweise miteinander verbinden, wobei sich dann die Stege 14 automatisch herausbilden. Durch die Stege 14 wird der Ummantelung 2 ein gewisses Maß an Stabilität gegenüber äußeren Krafteinwirkungen verliehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Hohlräume 9 nicht innerhalb der Ummantelung 2 vorgesehen sind, sondern zwischen der Ummantelung 2 und der Nabe 1. Die Stege 14 liegen dann unmittelbar an der Nabe 1 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2409627 B1 [0004]
- EP 2101621 B1 [0005]
- US 5133591 [0008]
