DE19531132B4 - Verfahren zum Herstellen von Führungsrollen - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Herstellen von Rollen wie Führungsrollen,
die auf einem Zapfen zu lagern sind,
wobei
ein vorgefertigter ringförmiger Radkranz (32; 89; 94; 98), der eine äußere Lauffläche (35; 95; 102; 124; 128 bis 132) aufweist, konzentrisch zu einem eine polierte Oberfläche aufweisenden Formkern (57; 140; 160), der einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des ringförmigen Radkranzes aufweist, in einer Spritzgussform angeordnet wird,
sodann der zwischen dem ringförmigen Radkranz (32; 89; 94; 98) und dem Formkern (57; 140; 160) befindliche torusförmige Zwischenraum an beiden axialen Enden verschlossen und dieser durch Einspritzen eines Kunststoffmaterials (33), das Eigenschaften eines Hülsenlagers hat, vollständig gefüllt wird,
woran anschließend das eingespritzte Kunststoffmaterial (33) erstarrt und danach die fertige Rolle (30; 94; 98; 101; 110), deren Innenfläche die Lauffläche der Rolle bildet, von dem polierten Formkern (57; 140; 160 abgenommen wird,
wobei
ein vorgefertigter ringförmiger Radkranz (32; 89; 94; 98), der eine äußere Lauffläche (35; 95; 102; 124; 128 bis 132) aufweist, konzentrisch zu einem eine polierte Oberfläche aufweisenden Formkern (57; 140; 160), der einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des ringförmigen Radkranzes aufweist, in einer Spritzgussform angeordnet wird,
sodann der zwischen dem ringförmigen Radkranz (32; 89; 94; 98) und dem Formkern (57; 140; 160) befindliche torusförmige Zwischenraum an beiden axialen Enden verschlossen und dieser durch Einspritzen eines Kunststoffmaterials (33), das Eigenschaften eines Hülsenlagers hat, vollständig gefüllt wird,
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rollen wie Führungsrollen und im speziellen kostengünstige und ruhig laufende Führungsrollen mit verbesserter Lebensdauer und Belastbarkeit.
- Führungsrollen finden häufig in Übertragungsgetrieben und Fördergeräten Verwendung, um Lasten zu übertragen (DE-A-2018132; DE-U1-1843488). Die Rollen können auf Bolzen an einer Schiene oder an anderen Strukturen befestigt sein, an der die Rollen sich nach Art eines Auslegers erstrecken, oder sie können an einem Gabelgelenk befestigt sein, an dem der Bolzen oder Schaft an einem oder beiden Enden gehalten wird. Eine Lagerrolle ist mittels eines Kugel- oder Rollenlagers drehbar an einem Bolzen oder Schaft befestigt. Die Lauffläche der Rolle kann in Abhängigkeit vom Anwendungsfall mit verschiedenen Profilen versehen sein, z.B. mit einem ebenen, balligen oder mit einem Flansch versehenen Profil, mit V-förmigen Nuten, doppel-V_oder U-förmigen Nuten. Die unter der Marke LOAD RUNNERS bekannten Führungsrollen, die von OSBORN Manufacturing unit of Jason Incorporated hergestellt und vertrieben werden, sind ein Beispiel für derartige Führungsrollen.
- Während derartige Laufrollen hervorragende Lagereigenschaften haben, sind sie relativ kostspielig herzustellen und zusammenzubauen. Es muß beim Herstellen des Preßsitzes auf die Konzentrität geachtet werden, und es sind normalerweise Dichtungen und Abdeckungen erforderlich, da viele Führungsrollen unter starkem Radial- und Axialdruck bei hoher Umdrehungszahl und in einer schmutzigen, sandigen oder feuchten Atmosphäre arbeiten.
- Einige der Nachteile der konventionellen Führungsrollen, egal ob diese mit Kugel-, Rollen oder selbst mit Bronzebezuglagern hergestellt sind, liegen darin, daß diese eine Schmierung erfordern. Daraus ergibt sich wiederum das Problem der Verschmutzung, was den Einsatz im Lebensmittelbereich verhindert. Ferner ist jedes metallische Material der Korrosion oder Funkenbildung ausgesetzt, was sowohl die Lebensdauer als auch den Einsatzbereich begrenzt. Darüber hinaus hat ein ölgeschmiertes Lager Temperaturbegrenzungen. Kugellager, Rollenlager oder andere hülsenförmige Lager verbessern nicht die Fertigungsumgebung, sondern sind laut.
- Seitdem Kunststoffe zur Verfügung stehen, insbesondere Kunststoffe, die einen gewissen Grad an Gleiteigenschaften haben, haben einige Hersteller die Kugel- oder Nadellager durch eine Hülsenkonstruktion ersetzt, die den niedrigen Reibungskoeffizienten von einigen Kunststoffmaterialien nutzt.
- Derartige Hülsen sind aber normalerweise eine aus mehreren Teilen bestehende Konstruktion oder können mit dem Inneren der Rolle durch ein Klebemittel verbunden werden oder auf ähnliche Weise direkt mit dem Bolzen. Die vielen Teile, die vielen Lagerpunkte und die größere Gefahr, daß Schmutz oder Schleifabrieb in die sich bewegenden Teile eindringt, würde bald zu einem größeren Abrieb des Kunststoffmaterials führen. Derartige Lager haben eine begrenzte Lebensdauer und begrenzte Lagereigenschaften. Derartige Lager sind aufwendig herzustellen, zusammenzubauen und es ist aufwendig, deren Konzentrizität aufrechtzuerhalten.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei Rollen wie Führungsrollen die Einfachheit und die niedrigen Kosten einer Kunststofflagerhülsenkonstruktion bei höherer Lebensdauer und verbesserten Belastungseigenschaften beizubehalten und diese in einheitlicher Konstruktion bestehend aus Lager und Rollen auszubilden, wobei die äußere Lauffläche einstückiger Bestandteil des Lagers der Rollen ist, wodurch eine aus mehreren Teilen bestehende Konstruktion vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen von Rollen wie Führungsrollen gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 18.
- Gemäß diesem Verfahren werden die Führungsrolle und ihre innere Lagerfläche als eine integrale unitäre Einheit geformt, Für einige Anwendungsfälle kann die ganze Rolle aus Lagermaterial geformt sein oder das innere Lager und die äußere Lauffläche können vorzugsweise ein gegossener Verbund aus zwei verschiedenen Materialien sein, wobei jedes für seine spezielle Funktion ausgewählt ist. Während des Gießens wird die Konzentrizität genau eingehalten, wobei die innere Lagerfläche gegenüber der kreisförmigen äußeren Lauffläche oder der Rolle oder gegenüber einer inneren Schulter ausgerichtet wird. Es werden integrale Dichtflansche oder Deckel geformt und axiale und radiale Eingriffselemente in dem Formverfahren verwendet. Die Flansche oder Deckel dienen als Dichtungen, die das Eindringen von Schmutz in den Lagerbereich hindern, und können gleichzeitig Öl aufnehmen, wenn dieses benutzt wird. Die Verwendung von Formstücken, die mit einer Flanschkonstruktion kombiniert werden können, stellt sicher, dass der innere Teil des Lagers sich nicht gegenüber der äußeren Rolle oder Lauffläche bewegt und hält die integrale Einheit selbst bei Belastungen durch große Drehmomente aufrecht. In dem Formverfahren können auch verschiedene Taschen oder Nuten an der Innenseite der Lagerfläche ausgebildet werden, um Öl zurückzuhalten oder zu verteilen, falls dies gewünscht wird.
- Zur Vervollständigung des Vorhergehenden und der damit verbundenen Ziele weist die Erfindung die nachfolgend vollständig beschriebenen und in den Ansprüchen dargelegten Merkmale auf, wobei die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen im Detail einige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angeben.
- Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch eine Form zur Herstellung der erfindungsgemäßen Rollen, -
2 einen Längsschnitt durch eine mit einem Flansch versehene Rolle, -
3 einen Schnitt durch die Rolle entlang der Linie 3-3 von2 , -
4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer gegossenen Lagerhülse, die gemäß der Erfindung geformt werden kann, wobei die Hülse schmale axiale innere Nuten aufweist, -
5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von4 , -
6 eine Ansicht, die der von4 ähnlich ist und eine andere Ausführungsform der inneren Nut zeigt, -
7 eine Ansicht, die der von6 ähnlich ist und noch eine andere Ausführungsform des in-situ geformten Lagers zeigt, -
8 die Lagerhülse von7 in der Draufsicht, -
9 eine Ansicht, die der von2 ähnlich ist, wobei aber eine zusammengestzte flache Rolle dargestellt ist, -
10 eine Ansicht einer Rolle, die der von9 ähnlich ist, wobei eine Flanschpassung gezeigt ist, -
11 eine Ansicht, die der von9 ähnlich ist, die aber keine Lauffläche und nur einen einzigen Flansch zeigt, -
12 -14 Ansichten wie9 , die aber alternative Laufflächen zeigen, -
15 -19 Ansichten von auf einem Zapfen gelagerten erfindungsgemäßen Rollen-Baugruppen mit unterschiedlichem Profil in teilweise geschnittener Darstellung, -
20 eine Ansicht, die der von1 ähnlich ist und eine modifizierte Ausführungsform einer Gußform zeigt, worin die Lauffläche der Rolle innen zentriert ist, -
21 eine Ansicht, die denen der1 und20 ähnlich ist und eine Gußformanordnung zum Formen der ganzen Rolle aus Lagermaterial zeigt, -
22 eine schematische axiale Ansicht eines auseinandernehmbaren Gußkerns, der verwendet werden kann, um innere Nuten oder Unregelmäßigkeiten auf der Lagerfläche auszubilden und -
23 eine Ansicht, die der von22 ähnlich ist und den teilweise auseinandergenommenen Gußkern zeigt. - Es wird auf die
1 ,2 und3 Bezug genommen. Die2 und3 zeigen eine zusammengesetzte Führungsrolle gemäß der Erfindung, die mit dem Bezugszeichen30 versehen ist. In1 ist die Führungsrolle innerhalb einer Spritzgußform31 dargestellt. Die zusammengesetzte Rolle weist eine äußere Rolle oder Lauffläche32 und ein inneres einstückig ausgebildetes Lagerteil33 auf. Das Lagerteil33 besteht aus einem abrieb festen Lagermaterial, während die Lauffläche aus einem roll- und belastungsfesten Material besteht. - Wie noch nachfolgend erläutert wird, kann die äußere Lauffläche der zusammengesetzten Rolle eine Vielzahl von Profilen aufweisen, die derart ausgebildet sind, daß sie mit einer Vielzahl von Schienen, Leisten, Mitnehmern etc. zuammenpassen. Die
1 bis3 zeigen die Lauffläche einer mit einem Flansch versehenen zylindrischen Rolle, die eine zylindrische Lauffläche35 und einen radial vorspringenden Flansch36 an ihrem einen Ende aufweist. Der Flansch kann abgeschrägte Kanten haben, die mit37 und38 bezeichnet sind. - Das Innere der äußeren Lauffläche umfaßt eine zylindrische Hauptinnenfläche
40 , die in axialer Richtung an den Schultern41 und42 endet, die sich jeweils ein kurzes Stück axial nach innen von den axialen Endflächen43 und44 der äußeren Lauffläche32 erstrecken. Im Inneren der Lauffläche sind ferner vier umfangsmäßig verteilt angeordnete Nuten45 ,46 ,47 und48 geformt, die in3 gezeigt sind. Diese Nuten sind normalerweise geringfügig kleiner als die ringförmigen Schultern41 und42 , sie können aber auch die im wesentlichen gleiche radiale Ausdehnung haben oder größer als die ringförmigen Schultern sein. - Die äußere und innere ringförmige Fläche der äußeren Lauffläche
32 der zusammengesetzten Rolle sind sorgfältig gedreht, so daß sie mit der Achse50 der Rolle konzentrisch sind. Dies macht es möglich, die zusammengesetzte Rolle mittels relativ einfacher Formen zu gießen.1 zeigt zwei Formhälften52 und53 , die so zusammengesetzt sind, daß die Lauffläche32 dazwischen liegt. Die Formhälfte52 umfaßt zwei oder mehrere Eingußöffnungen54 und55 für die Injekton des Lagermaterials und eine zentrale Führungsausnehmung56 . Die Formhälfte53 weist einen zentralen Gußkern57 auf, der einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser40 der zylindri schen Ausnehmung der Lauffläche ist. Der Gußkern weist einen Vorsprung58 auf, der in die Führungsausnehmung56 in der Formhälfte52 paßt. - Die äußere Lauffläche
32 wird in die geöffnete Form eingesetzt und wird über den vorstehenden Gußkern57 geschoben und wird darin konzentrisch mittels eines ringförmigen Justierrings60 positioniert. Der Justierring ist mit einer Gußnut61 versehen, die mit dem Gußrand62 an der Formhälfte35 im Eingriff ist. Auf diese Weise wird die Konzentrizität des Justierrings mit dem Gußkern sichergestellt. In der Ausführungsform gemäß1 berührt der Justierring den größten Durchmesser der Lauffläche32 an der Spitze des Flansches, wodurch der Justierring die Lauffläche konzentrisch mit dem Gußkern57 hält. Wenn die Form geschlossen ist, wie in1 gezeigt ist, bildet der Gußkern einen geschlossenen Ringraum zwischen der äußeren polierten Oberfläche des Gußkerns und dem Innern der Lauffläche32 . In diesen Raum wird das Lagermaterial eingespritzt, das die integrale innere Lagerfläche der zusammengesetzten Rolle bildet. - Wenn das Lagermaterial ausgehärtet ist, wird die Form auseinandergenommen und die in den
1 und2 gezeigte Rolle wird entfernt. Dann sind die axialen Endflansche63 und64 , die mit den Enden43 und44 der äußeren Lauffläche der Rolle fluchten, in der integralen inneren Lagerschale geformt. Ferner werden sich axial erstreckende Leisten65 ,66 ,67 und68 geformt, die jeweils die axialen Schlitze45 ,46 ,47 und48 ausfüllen. Daher kann sich das den inneren Einsatz bildende Lagermaterial weder axial bewegen, noch sich bezüglich der äußeren Lauffläche32 drehen. Es kann sich nicht lösen und ein Klebemittel wird nicht benötigt, um die innere Lagerschale festzuhalten. So kann sich kein Schmutz zwischen die Teile der zusammengesetzten Rolle setzen. - Unter Bezugnahme auf
1 sei bemerkt, daß der Justierring60 die im wesentlichen gleiche axiale Ausdehnung wie die Lauffläche32 des Rollers hat. Wenn die äußere Lauffläche aus einem harten haltbaren Material, z.B. aus Stahl besteht, ist der ganze Teil des den Flansch berührenden Rings nicht nötig. Der Justierring erstreckt sich in axialer Richtung normalerweise nur bis zu der gezeigten Ausdehnung, wenn die äußere Lauffläche32 aus einem Material besteht, das durch hohe Klemmkräfte sich verformen oder auf eine andere Weise beschädigt werden kann. Es kann ferner vorteilhaft sein, wenn die äußere Lauffläche von dem einen zu dem anderen Ende gedreht ist und nicht auf dem Außendurchmesser des Flansches, sondern auf die gleiche Weise auf der zylindrischen Fläche35 justiert ist. Auf jeden Fall wird die Rolle von außen justiert, um sicherzustellen, daß der Raum zwischen der äußeren Lauffläche und der äußeren Fläche des Gußkerns mit der Mantelfläche der Rolle konzentrisch ist. - Die
4 und5 zeigen eine andere Ausführungsform, die ohne weiteres bei der Erfindung Verwendung finden kann. Wie die Ausführungsform des Lagers gemäß der2 und3 , ist dieses Lager mit Flanchen63 und64 an seinen Stirnseiten und mit umfangsmäßig verteilt angeordneten Leisten65 ,66 ,67 und68 versehen, die in die Lauffläche der Rolle eingreifen. Das Lager70 ist mit zwei diametral angeordneten relativ schmalen Nuten an seiner Innenseite versehen, die mit71 und72 bezeichnet sind. Die inneren Nuten dienen als Ölrückhaltenuten und nehmen ferner irgendwelche Partikel auf, die sich zwischen der stationären Fläche des Zapfens und der sich bewegenden Fläche der Rolle absetzen können. Dies verringert den Verschleiß der Lagerfläche. Die Rolle70 enthält innen eine Abschrägung73 . -
6 zeigt eine Ausführungsform des Lagers75 mit einer inneren Nut76 , die die Form einer umgekehrten Helix hat. Die Nut76 in der Sattelseite des Lagerausschnitts ist einfach das Spiegelbild von dem, was in6 gezeigt ist. Die Nut76 in dem Inneren der Lagerhülse75 erfüllt die gleiche Aufgabe wie die beiden etwas kleineren Nuten in der in5 gezeigten Ausführungsform. Sie sammeln den Abrieb oder andere Partikel, die sich auf der Oberfläche des Lagers absetzen können und unterstützen ferner die richtige Vorratshaltung und Verteilung von Öl über die sich bewegenden Lagerflächen. - Neben den Endflanschen
63 und64 weist das in den7 und8 gezeigte Lager78 eine zentrale Leiste79 auf, die zwei ringförmige Nuten80 und81 zwischen den Endflanschen63 und64 bildet. Diese Ausführungsform gemäß7 ist insbesondere dann nützlich, wenn große Axialkräfte auftreten. Es ist vorteilhaft, wenn die Ausführungsform gemäß der6 und7 die axialen Leisten gemäß3 umfaßt, die in die Nuten der Lauffläche eingreifen und die beide Teile der zusammengesetzten Rolle mechanisch miteinander verbinden, so daß eine Relativbewegung verhindert wird. - Wie die
9 und10 zeigen, kann der Formschluß zur Verhinderung einer relativen Drehbewegung durch Abflachungen84 und85 in dem Flansch68 des Lagermaterials hergestellt werden, die mit gleichartigen Abflachungen87 und88 in der anderen ringförmigen Schulter der äußeren Lauffläche89 in Eingriff sind. Der Formschluß mit dem abgeflachten Flansch kann an beiden Enden der in den1 und9 gezeigten zusammengesetzten Glattrollenkonstruktion ausgebildet sein. -
11 zeigt eine Lagerausführung90 , die nur an einem Ende einen Flansch91 aufweist. Dieser Flansch weist die einander gegenüberliegenden Abflachungen auf und die zusammengesetzte Rolle sieht in der Draufsicht gemäß11 genauso wie die in10 gezeigte Ausführungsform aus. Die Ausführungsform gemäß11 ist insbesondere dann nützlich, wenn die zusammengesetzte Rolle einen Axialdruck vorzugsweise aus der Richtung des Pfeils92 aufnimmt. -
12 zeigt eine zusammengesetzte Rolle mit einer V-förmigen äußeren Lauffläche95 . Die zusammengesetzte Rolle kann sonst auch mit der mit Flanschen versehenen Rolle gemäß2 oder der in9 gezeigten Rolle identisch sein, die eine flache Lauffläche aufweist. Die Nut95 in der Rolle ist ausgebildet, um z.B. auf der Ecke einer quadratischen oder rechteckigen Schiene zu laufen. Die Gabelung des V weist eine vergrößerte ringförmige zentrale Nut96 auf, um einen Spalt zu bilden. -
13 zeigt eine zusammengesetzte Rolle98 , die eine Lauffläche mit einer U-förmigen Nut aufweist. Die U-Nut99 erlaubt der Rolle, auf einer Schiene zu laufen oder eine Schiene zu tragen, die eine Randkonfiguration aufweist, die ähnlich aber etwas schmaler ausgebildet ist als die gezeigte Nut oder alternativ einen Draht oder ein Kabel zu tragen, um als Laufrolle zu dienen. -
14 zeigt eine zusammengesetzte Rolle101 , die der in9 gezeigten Rolle zwar ähnlich ist, aber nicht die in9 gezeigte ebene oder zylindrische Außenfläche102 , sondern eine ballige Lauffläche102 aufweist. - Die
15 bis20 zeigen eine etwas andere Ausführungsform der auf einem Bolzen oder Zapfen befestigten Rolle. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zapfen mit dem Inneren der äußeren Lauffläche und des zusammengesetzten Lagers identisch. Der einzige Unterschied zwischen den verschiedenen15 bis20 liegt in der Konfiguration der äußeren Laufflächen. - Es wird zunächst auf
15 Bezug genommen. Der Zapfen umfaßt einen Stift105 mit einem Außengewinde106 und einem hexagonalen Sackloch107 an seinem Ende. Der Stift umfaßt eine Nut108 für einen Sperring109 , der die zusammengesetzte Rolle110 auf der verbreiterten polierten Kreisfläche111 hält. Die polierte Fläche endet in einem sich radial erstreckenden Flansch112 , und ein Radius oder eine Abschrägung113 ist zwischen der Fläche111 und dem Flansch vorgesehen. - Das hineingegossene Lagermaterial
115 erstreckt sich in axialer Richtung soweit wie die polierte Fläche111 , wobei der Flansch116 des Lagermaterials gegen den Sperring109 stößt, während der Flansch117 gegen den Flansch112 des Zapfens stößt. Die Lauffläche der Rolle ersteckt sich axial über den Lagerflansch117 , reicht über den Flansch des Zapfens112 mit einem Zwischenraum und endet in einer vorspringenden ringförmigen Nase119 , die eine innere Endschulter120 aufweist. Die Endschulter erstreckt sich ein wenig über den Flansch112 des Zapfens und ist derart ausgebildet, daß sie eine einschnappende kreisförmige Deckplatte121 aufnimmt. Sowohl der Sperring109 als auch die Deckplatte121 dienen dazu, die sich relativ zueinander bewegenden Lagerflächen vor dem Eindringen von Schmutz, Sand oder anderem Abrieb zu schützen. Sie dienen auch dazu, Öl zurückzuhalten. Die Deckplatte kann auch dazu verwendet werden, die Anordnung zu indentifizieren, z.B. durch die Verwendung einer geformten oder gravierten Kennzeichnung. - Der Zapfen oder Bolzen kann schnell auf einer Schiene befestigt werden, in dem der Zapfen durch ein Loch in der Schiene eingesetzt wird und durch eine nicht gezeigte Mutter gesichert wird, die von außen auf den Zapfen aufgeschraubt wird. Der Zapfen kann am Rotieren gehindert werden, in dem die Mutter mittels eines hexagonalen Sacklochs
107 festgeschraubt wird. In einigen Ausführungsformen des Zapfens kann die polierte Fläche111 , auf der die sich bewegende Rolle befestigt ist, im Hinblick auf die Achse des Zapfens exzentrisch sein, so daß ein Mittel geschaffen wird, um die Position der Rolle im Hinblick auf die Belastung einzustellen. -
15 zeigt eine mit einem Flansch versehene Lauffläche124 , wobei deren Flansch125 radial größer als der in den2 oder3 gezeigte Flansch ist. Der Flansch125 hat auch eine bedeutende innere Abschrägung, die mit126 bezeichnet ist. -
16 zeigt die Ausführungsform der auf einem Zapfen gelagerten zusammengesetzten Rolle, die von einer Lauffläche128 in Form eines doppelten "V" Gebrauch macht.17 zeigt eine flache Lauffläche129 , während18 eine V-förmige Lauffläche130 zeigt.19 zeigt eine Lauffläche131 mit einer U-förmigen Nut. Abgesehen von der Art, in der die Rolle gelagert ist, ist das Äußere der in den18 und19 gezeigten Rolle genauso wie in den12 und13 ausgebildet. - Es wird nun auf
20 Bezug genommen. Wegen der Ausbildung des Zapfens oder des Bolzens der Rolle, der mit inneren Schultern an seinem einen axialen Ende versehen ist, können die in den15 bis19 gezeigten zusammengesetzten Rollen in einer etwas vereinfachten Weise hergestellt werden, als in20 gezeigt ist. Wie20 zeigt ist eine Formhälfte134 und eine andere Formhälfte135 vorgesehen. Die Formhälfte134 weist Eingußkanäle136 und137 zum Einspritzen des Lagermaterials und eine Zentrierausnehmung138 auf. Die Formhälfte135 weist einen polierten Zentriergußkern140 auf, wobei dessen Hauptzylinderfläche141 das Innere des Lagermaterials formt. Der Gußkern umfaßt einen Vorsprung141 , der in die Zentrierausnehmung138 der Formhälfte134 eingreift. Dadurch sind die beiden Formhälften axial gegeneinander ausgerichtet. - Der Gußkern
140 ist ferner mit zwei Schultern142 ,143 versehen. Die schmalere Schulter142 bildet die Stirnfläche des Lagermaterialflansches117 aus und greift passend in das Innere der äußeren Lauffläche ein. Die etwas größere Schulter143 sitzt in der Schulter120 (vgl.15 ), in die der Deckel121 einschnappt. Auf diese Weise kann die äußere Lauffläche128 bei geöffneter Form einfach über den Gußkern geschoben werden, wobei der Laufzapfen auf die gezeigten Schultern aufgelegt wird, wodurch sich die Lauffläche selbstständig im Inneren zentriert, so daß sichergestellt wird, daß die Lauffläche sowohl mit der Achse des Gußkerns als auch mit der Achse der Rolle konzentrisch ist. Das Zusammenklemmen der Teile, wie in20 dargestellt ist, gewährleistet die Konzentrizität, wobei der Zwischenraum für das Einspritzen des Lagermaterials gebildet wird. Es ist vorteilhaft, wenn jede der gezeigten Ausführungsformen der Lauffläche nach dem Verfahren gemäß20 hergestellt wird. -
21 zeigt Formhälften145 und146 , die den Formhälften134 und135 ähnlich sind. Die Formhälfte145 weist die Gießkanäle136 und137 zum Einspritzen des Lagermaterials auf. Sie weist auch den Zentrierausschnitt138 auf, der den Zentriervorsprung141 des Gußkerns140 aufnimmt, der sich von der Formhälfte146 erstreckt. In21 ist aber kein separater äußerer Laufflächenbereich vorgesehen, der das Innere der Form nur für das Lager des Verbundes bildet. In21 ist die gesamte Rolle als eine einzige Enheit aus Lagermaterial in einem Verfahrensgang hergestellt, so daß ein vorausgehender Verfahrensschritt wegfällt. Das Äußere der gezeigten doppel-V Rolle wird durch zwei runde halbzylindrische Formhälften148 und149 gebildet, von denen jede mit kreisförmigen Leisten150 und Nuten151 versehen sind, die jeweils in die Nuten152 und Leisten153 in den Formhälften145 und146 eingreifen. Dies stellt sicher, daß die Formhälften im Hinblick auf die hochpolierte und kreisförmige Oberfläche des Gußkerns zentriert sind. Das Lagermaterial wird dann in die so geformte Ausnehmung eingespritzt. Die Formhälften148 und149 können mit Kühlkanälen155 versehen sein, um das Kühlen oder Aushärten des Lagermaterials zu erleichtern. - Um Nuten oder Nutmuster auf der inneren Lagermaterialfläche zu formen, ist es wünschenswert einen auseinandernehmbaren Gußkern
160 zu verwenden, der in den22 und23 schematisch gezeigt ist. Der Gußkern ist an einem Zentriermechanismus befestigt, der eine Reihe von in radialer Richtung verschiebbaren Gußkernsegmenten trägt, die mit163 ,164 ,165 ,166 ,167 ,168 ,169 und170 bezeichnet sind. Die Seg mente passen in die in22 gezeigten nicht-radialen Gegenlager, so daß die dazwischenliegenden Segmente163 ,165 ,167 und169 zuerst herausgezogen werden können. Wenn die Anordnung wie die diametral gegenüberliegenden Nuten der Ausführungsform gemäß4 viertelkreisförmig eingeteilt ist, ist ein weiteres Auseinandernehmen des Gußkerns unnötig. Das Auseinandernehmen in die in23 gezeigte Position sorgt aber für einen ausreichenden Spielraum, so daß die verbleibenden Segmente164 ,166 ,168 und170 ein wenig zurückgeschoben werden können, wodurch jedes Muster von auf der inneren Lagerfläche angeordneten inneren Nuten vollständig freigelegt wird. Der Zentriermechanismus kann die Gußkernsegmente radial durch irgendeinen geeigneten Mechanismus wie Gelenke, Nocken oder Kolben/Zylinder-Anordnungen oder Kombinationen davon bewegen. - Obwohl die Befestigung an einem Zapfen erläutert wurde, sei bemerkt, daß die erfindungsgemäßen Rollen auch auf einem Gabelgelenk befestigt werden können, wo der Bolzen oder die stationäre Lagerfläche an beiden Enden befestigt ist.
- Während es nützlich ist, ein Material zu verwenden, das Gleiteigenschaften hat, sind derartige Eigenschaften nicht von so großer Bedeutung wie die Fähigkeit, eine harte und blank geschliffene abrasionsresistente Oberfläche zu schaffen. Als Materialien können Acetal, Nylon, Polyester, Polyamid, Polyurethan und gefülltes PTFE verwendet werden. Einige brauchbare Materialien und ihre Handelsnamen werden nachfolgend genannt:
-
Verton Tread: glasfaserverstärktes 6/6 Nylon ISOPLAST: Polyurethan mit Fiberglasverstärkung Amodel: PTFE (Teflon) Polyphthalamide PB-45: Polyphenylensulfid Peek: Polyetheretherketone Kevlar: glasfaserverstärktes Kevlar - Die äußere Lauffläche der zusammengesetzten Rolle kann wie angegeben auch aus Kunststoff und sogar dem gleichen Kunststoff bestehen.
- Es ist ersichtlich, daß eine vereinfachte, kostengünstige Rollenanordnung geschaffen wird, die zu 100% aus nichtmetallischen Material hergestellt werden kann. Eine derartige Rollenanordnung kann für Anwendungen im Lebensmittelbereich nicht-kontaminierend sein und ist auch nicht-korridierend und nicht-funkenbildend.
- Die zusammengesetzte Rolle gemäß der Erfindung kann mit einer metallischen oder nicht-metallischen äußeren Lauffläche und auch mit einem metallischen oder nicht-metallischen Zapfen verwendet werden. Die Rollenbaugruppe kann ohne Schmierung gebraucht werden und arbeitet zuverlässig in einem großen Temperaturbereich. Ferner besteht kein Kontakt von Metall zu Metall, und es ist eine entscheidende Geräuschminderung gegeben, insbesondere im Vergleich zu Kugel- oder Rollenlagern sowie Metallhülsenlagern. Die Rolle hat auch größere Wartungsintervalle bei verbesserter Belastbarkeit im Vergleich zu separaten Kunststoffhülsenlagern.
Claims (18)
- Verfahren zum Herstellen von Rollen wie Führungsrollen, die auf einem Zapfen zu lagern sind, wobei ein vorgefertigter ringförmiger Radkranz (
32 ;89 ;94 ;98 ), der eine äußere Lauffläche (35 ;95 ;102 ;124 ;128 bis132 ) aufweist, konzentrisch zu einem eine polierte Oberfläche aufweisenden Formkern (57 ;140 ;160 ), der einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des ringförmigen Radkranzes aufweist, in einer Spritzgussform angeordnet wird, sodann der zwischen dem ringförmigen Radkranz (32 ;89 ;94 ;98 ) und dem Formkern (57 ;140 ;160 ) befindliche torusförmige Zwischenraum an beiden axialen Enden verschlossen und dieser durch Einspritzen eines Kunststoffmaterials (33 ), das Eigenschaften eines Hülsenlagers hat, vollständig gefüllt wird, woran anschließend das eingespritzte Kunststoffmaterial (33 ) erstarrt und danach die fertige Rolle (30 ;94 ;98 ;101 ;110 ), deren Innenfläche die Lauffläche der Rolle bildet, von dem polierten Formkern (57 ;140 ;160 abgenommen wird, - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Radkranz (
32 ;89 ;94 ;98 ) vor dem Auftragen des Lagereigenschaften aufweisenden Kunststoffmaterials (33 ) an der Innenfläche (40 ) bearbeitet wird, - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem axialen Ende des torusförmigen Zwischenraumes aus dem Lagermaterial (
33 ) Flansche (63 ;64 ;86 ;91 ;116 ;117 ) angeformt werden, - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Flansche (
86 ) Abflachungen (84 ,85 ) angeformt werden, die in den ringförmigen Radkranz (89 ) eingreifen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die innen liegende Lagerfläche des Lagers (
75 ) Vertiefungen (71 ,72 ;76 ) eingeformt werden, - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Vertiefung axiale Nuten (
71 ,72 ) in die Lagerfläche des Lagers eingeformt werden. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Vertiefungen eine oder mehrere Nuten (
76 ), die sich sowohl axial als auch umfangsmäßig erstrecken, in die Lagerfläche eingeformt werden, - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (
160 ) vor dem Abnehmen der fertigen Rolle zusammengefaltet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Rolle ein ebenes oder balliges Profil (
90 ;102 ) oder ein V-Nut- (95 ), U-Nut- (99 ) oder doppel-U-Nutprofil ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Radkranz (
32 ;89 ;94 ;98 ) und dem eingespritzten Lagermaterial (33 ) Eingriffselemente (65 bis86 ;84 ,85 ) geformt werden, um die Integration der Teile der zusammengesetzten Führungsrolle (30 ) zu erleichtern. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffselemente Nuten und Leisten (
65 bis68 ) umfassen, die sich in axialer Richtung der Rolle erstrecken. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffselemente Abflachungen (
84 ,85 ) sind. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffselemente abgeflachte Flansche (
84 ,85 ) an jedem Ende des Lagermaterials (33 ) sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufflächenprofil der Rolle mit Formsegmenten geformt wird, während das Lagermaterial (
33 ) eingespritzt wird. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Formsegmente ein ebenes oder balliges Profil (
90 ;102 ), oder ein V-Nut- (95 ), U-Nut- (99 ) oder doppel-U-Nutprofil ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die fertige Rolle (
30 ) auf einer polierten kreisförmigen Oberfläche eines Zapfens (105 ) angeordnet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkranz vor dem Einspritzen des Lagermaterials von außen konzentrisch zum Formkern (
57 ) justiert wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkranz vor dem Einspritzen des Lagermaterials innen konzentrisch zum Formkern (
57 ) justiert wird.
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