DE2314000A1

DE2314000A1 - Rad od. dgl

Info

Publication number: DE2314000A1
Application number: DE19732314000
Authority: DE
Inventors: Brian Robert Duke
Original assignee: DAVALL GEAR Co Ltd
Current assignee: DAVALL GEAR Co Ltd
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1973-03-21
Publication date: 1974-09-26

Description

Rad. od. dgl.
Die Erfindung betrifft ein Rad, eine Rolle, eine Scheibe oder einen ähnlichen radförmigen Gegenstand mit einem wenigstens teilweise aus Kunststoff geformten Körper.
Beim genauen Formen von Rädern wie Rollen aus Kunststoff ergeben sich viele Probleme.
Ein Problem besteht darin, daß Rollen zwei Flansche mit größerem Durchmesser als der dazwischen liegende Ring besitzen. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der aus Kunststoff geformte Körper durch Schrumpfung zerstört oder beschädigt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der vorstehend genannten Probleme die Möglichkeit zu schaffen, Räder wie Rollen od. dgl., die einen aus Kunststoff geformten Körper besitzen, mit großer Genauigkeit und Formbeständigkeit herstellen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Rad vorgeschlagen, das wenigstens zwei der folgenden vorteilhaften Merkmale aufweist, nämlich einen an Ort und Stelle in den aus Kunststoff geformten, beispielsweise gespritzten Körper eingeformten Metalleinsatz wie eine Nabe, eine zweiteilige Konstruktion des aus Kunststoff bestehenden Körpers und einen Körper derartiger Form, daß in der Seitenfläche des Körpers Nuten vorgesehen sind, welche eine Regelung und Begrenzung des Schruipfens des aus Kunststoff geformten Körpers ermöglichen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß hergestellten Gegenständen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 bis 3 Jeweils einen Axialschnitt durch drei verschiedene Ausführungsformen von mit seitlichen Flanschen versehenen erfindungsgemäßen Rollen, Fig. 4 einen Teilschnitt, aus dem das Zusanenschweißen der Teile von Rollen gemäß Fig. 1 oder 2 zu erkennen ist, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch die zwei Teile einer zweiteiligen Rolle gemäß Fig. 1, Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch ein Zahnrad gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Zahnrades gemäß der Erfindung.
Jede der in Fig. 1 bis 3 und 5 dargestellten Rollen besitzt einen Mbenartigen Einsatz 1, der starr in einen ersten Radteil 2 eingebettet ist. Dieser erste Radteil 2 besitzt einen hochstehenden Flansch und einen daran anschließenden Ringabschnitt. Bin zweiter Radteil 3 bildet den zweiten Flansch der Rolle und sitzt in einem Falzeinschnitt 8. Der Ringabschnitt des ersten Radteiles 2 besitzt Zähna 4 oder Keile und dazwischen befindliche Nuten, mit denen die Zähne eines nicht dargestellten Antriebsriemens zusammenwirken können.
Der Einsatz 1 kann aus Metall bestehen, beispielsweise aus Stahl oder jedem anderen geeigneten Baustoff und kann auch zahlreiche Formen besitzen. So weist der Absatz 1 bei der Rolle aus Fig. 3 einen gleichförmigen ußendurchmesserauf, während er bei der Rolle aus Fig. 1 ein Ende 5 mit verringertem Querschnitt besitzt, auf den der Radkörper derart aufgepaßt ist, daß ein nach innen weisender Flansch 6 gegen das Stirnende des abgesetzten Endes 5 des Einsatzes 1 anliegt. Die zylindrische Außenfläche des Teiles des Einsatzes 1, auf dem der Radkörper aufliegt, kann gerändelt oder verzahnt bzw.
eingekerbt sein, um eine foiiehlUssige Verbindung zwischen dem Einsatz 1 und dem Radkörper zu erzielen. Andererseits kann der Einsatz auch eine Form besitzen, welche das Schrumpfen beim Formvorgang steuert, beispielsweise wie in Fig. 2 dargestellt, wobei der Einsatz 1 eine konturierte Oberfläche 50 mit einer Vielzahl von Spitzen 51 aufweist.
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 5 dargestellt, bei der der Einsatz 1 mit einer umlaufenden, nach außen vorstehenden Rippe 52 oder einer sonstigen Erhöhung versehen ist.
Hierdurch wird die Genauigkeit des Formvorganges verbessert. Außerdem vergrößert die Rippe 52 den Durchmesser der Kontaktfläche zwischen dem Einsatz 1 und dem Radkörper wodurch auch die zwischen diesen Teilen herrschende Haftkraft oder Zugkraft verbessert wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 , das weiter unten im einzelnen beschrieben wird, ist der Einsatz 1 mit einer umlaufenden Nut 53 versehen, in welche das Material des Radkörpers forisohItissig eingreift.
Der einsatz 1 kann eine zu. Aufbohren auf größere Innendurchmesser geeignete Form besitzen oder auch eine glatte Lagerbüchse sein oder enthalten oder auch eine Befestigungahulse oder sogar der äußere Laufring einesWälzlagers sein. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen enthält der Einsatz 1 ein Gewindeloch 7, in welches ein Gewinde stiftoder eine Madensobraubo zu. Verriegeln des Einsatzes und damit des gesamten Rades oder der gesamten Rolle auf einer Welle eingeschraubt werden kann.
Ein unerwwnschtes Schrumpfen des aus Kunststoff geformten , beispielsweise gespritzten Radkörpers kann auch dadurch verringert werden, daß andiesem Radkörper eine geeignete Form gibt. Fig. 3 zeigt beispielsweise, daß in die Seiten oder Stirnende des ersten Radteiles 2 Nuten 14 und 15 eingeformt sind, welche den Radkörper in eine Nabe 13 und einen äußeren Ring 12 unterteilen, die durch einen Steg 16 untereinander verbunden sind, wobei diese drei Teile alle im wesentlichen eine gleiche Dicke oder Wandstärke aufweisen und der Radkörper im Querschnitt doppel-T-förmig ausgebildet ist.
Diese Konstruktion kann auch auf ein einstückiges Zahnrad der in Fig. 6 dargestellten Art angewendet werden. Dieses Zahnrad besitzt einen äußeren Ring 18 , eine Nabe 19 und einen diese beiden Teile verbindenden Steg 22, wobei wiederum an den Stirnseiten des Radteiles 2 umlaufende Nuten 20 und 21 vorgesehen sind. Das Rad kann , wie ersichtlich, eina röBeren Durchresserwie die in Fig. 3 dargestellte Rolle aufweisen, was dadurch möglich wird, daß ian weniger Material für den Radkörper verwendet und somit auch das Ausmaß des Schrumpfens verringert ist.
Bei einer abgewandelten Ausfübrungsform dieser Konstruktion , die in Fig. 7 dargestellt ist, besitzt der Ring 18 eine verringerte Breite und Dicke, wobei auf diesen Ring ein äußerer Ring 23 der gewurischten Breite und Dicke aus demselben oder anderen Material aufgeformt wie aufgespritzt wird, beispielsweise wie ein Reifen auf ein Rad. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß der vorher geformte innere Teil den äußeren Rand oder Ring vermerkt und verhindert, daß dieser nach innen gezogen und dadurch zerstört werden kann.
Bei jeder Ausführungsform kann der in den Radteil 2 anzuordnende Einsatz 1 in die Spritzform eingesetzt werden, bevor man den den Rldkörper bildenden Kunststoff einspritzt.
Die Teile rund 3 kannen auf die verschiedenste Weise zusammengesetzt und miteinander verbunden werden. Vorzugsweise werden diese Teil. mit Hilfe von Ultraschallschweißung miteinander verbunden.
Bei den AusfUhungabeispielenaus Fig. 1 und 5 besitzt der Radteil 3 eine umlaufende Wulst 233, welche in den Falzeinschnitt 8 eindringt, wenn die Teile 2 und 3 zusammengesteckt werden.
Wenn das Ultraschallschweißgerät angesetzt wird, wird das Material der Wulst 233 flüssig und bildet die Schweißung.
Bei den AusfUhrungsbeispielen gesäß Fig. 2 und 3 ist die Innenkante des zweiten Radteiles 3 mit einer Abschrägung 10 versehen, welche einen Rau. freiläßt, in den das Material eines Flansches 9 fließt, sobald das Werkzeug 11 eines Ultraschallschweißgerätes oder ein sonstiges heißes Werkzeug in der in Fig. 4 dargestellten Weise abgesetzt wird. Die betreifende Stirnseite des Radteiles 2 wird dadurch abgeflacht und der Radteil 3 fornschlüssig mit dem Radteil 3 dauerhaft verbunden.
Das bevorzugte Material , aus dem die Kunststoffteile der erfindungsgemäßen Räder, Rollen od. dgl. hergestellt werden , ist Nylon, jedoch können auch andere Azetyl-Kunstharze oder andere Kunststoffe verwendet werden. Wenn ein äußerer Ring auf dea Radkörper aufgespritzt oder sonstwie ausgeformt werden soll, beispielsweise wie in Fig. 7 dargestellt, kann dieser äußere Ring aus Nylon oder Kematal M-25 der Firma ICI hergestellt werden.
Anstelle der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Kontruktion kann jeder der Flansche des Radkörpers in einem StUck mit einem Ringabschnitt hergestellt werden, wobei man die dann vorhandenen beiden Ringabschnitte, welche mit hochstehenden Spitzen oder Sicken auf den zusammenzusetzenden Flächen versehen sind, um das notwendige Schweißmaterial zu liefern, mit Hilfe von Ultraschallschweißung miteinander verbindet. Eine derartige Konstruktion kann für die Herstellung eines Schneckenrades ohne Metalleinsatz verwendet werden.

Claims

PatentansprUche:

Rad od. dgl. mit einem aus Kunststoff geformten, beispielsweise durch Spritzguß hergestellten Körper, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h wenigstens zwei der folgenden Merkmale: a.) in den Kunststoffkörper.(2,3) ist bei der Herstellung desselben ein aus Metall bestehender Einsatz (1) eingeformt; b.) der Kunststoffkörper ist aus zwei Teilen (2,3;23) gebildet; c.) der Kunststoffkörper (2,3) besitzt an seinen Stirnseiten umlaufende Nuten (14,15; 20,21), so daß Zerstörungen desselben aufgrund von Schrumpferscheinungen auf ein Minimum herabgesetzt werden.
2.) Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Metall bestehende Einsatz (1) im Kontaktbereich mit dem Kunststoffkörper (2) eine gerändelte, gezahnte, leitete oder sonstwie pro-- filierte Oberfläche aufweist, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Kunststoffkörper und Einsatz zu erzielen.
3.) Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) eine konturierte Oberfläche (50,52) aufweist, um Schrumpfungen des angeformten Kunststoffkörpers (2) auf ein Minimum herabzusetzen.
4.) Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rand oder Wulst an den Umfang eines radial innenliegenden Teiles angeformt ist.
5.) Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Radteil (2) mit einem Flansch und einen kragen aufweist, an den ein als Flansch ausgebildeter zweiter Radteil (3) angeschweißt ist.
6.) Rad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen ein Falzeinschnitt (8) ist, in welchem der flanschartige zweite Radteil (3) sitzt.
7.) Verfahren zum Herstellen eines Rades nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flanschartige zweite Radteil (3) mit einer Wulst (233) versehen ist, die im Falzeinschnitt (8) legt, wenn die beiden Radteile (2,3) zusammengesetzt sind, und daß Ultraschall-energie angewendet wird, um das Material des Wulstes (233) zu verflüssigen, damit dieses die beiden Radteile miteinander verschweißt.
8.) Verfahren zu. Hatellen eines Rades nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flanschartige zweite Radteil (3) mit einer Abscbrägung (10) und der erste Radteil (2) mit einer in axialer Richtung vorstehenden alaufenden Rippe oder einem vorstehenden Flansch (9) versehen ist, welcher, nachdem der Radteil (3) in den Falzabschnitt (8) des Radteiles (2) eingesetzt worden ist, derart verformt wird, daß sein Material den durch die Abschrägung (10) gebildeten Raum ausfüllt.

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