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Trag- und Führungsrolle für Schubladenführungen
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und dergleichen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trag- und
Führungsrolle für Schubladenführungen und dergleichen, gehildet aus einem zylindrischen
Kernkörper hoher Festigkeit, der eine zentrale Bohrung zur Aufnahme eines Lagerzapfens
und am Zylindermantel ein Verankerungsprofil zur Verankerung eines Kunststoffmantels
geringerer Festigkeit aufweist.
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Die erfindungsgemässe Trag- und Führungsrolle ist für Schubladenführungen
jeglicher Art geeignet, bei denen es gilt, über Trag-und Führungsrollen eine lastübertragende
Verbindung zwischen
der Schubladenseitigen Führungsschienen und
den korpusseitigen Führungsschienen herzustellen.
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Es sind bereits Trag- und Führungsrollen für Schubladenführungen der
eingangs genannten Art bekannt geworden, bei denen ein zylindrischer Kernkörper
hoher Festigkeit (meistens aus Metall) mit einem Kunststoffmantel geringerer Festigkeit
als der Kernkörper ummantelt ist. Ein solcher Kumtstoffmantel besteht aus einem
thermoplastischen Kunststoff, der im Spritzgussverfahren auf den zylindrischen Kernkörper
aufgebracht wird. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß mit der Verwendung eines
zylindrischen Kernkörpers hoher Festigkeit mit einem Kunststoffmantel geringerer
Festigkeit große Schubladenlasten mit einer solchen Trag- und Führungsrolle übertragen
werden können. Der Kunststoffmantel verringert das Laufgeräusch einer solchen Trag-
und Führungsrolle und ist ausserdem wartungsfrei. Würde nämlich beispielsweise eine
rein metallische Führungsrolle gewählt werden, so müsste eine solche Schubladenführung
in bestimmten Wartungsabständen geschmiert werden.
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Bei bekannten Trag- und Führungsrollen sind am Zylindermantel des
Kernkörpers Noppen und Vertiefungen angebracht, die eine gute Verankerung des Kunststoffmantels
auf dem Umfang des Kernkörpers gewährleisten sollen. Es ist eine Anordnung bekannt,
bei der der Umfang des Kernkörpers umlaufende Riefen (Vertiefungen
und
Erhöhungen) aufweist, wobei eine SolcheRiefenbahn im Querschnitt eine rechteckige
Form aufweist. Eine solche Anordnung ist nicht zur Übertragung hoher Schubladenlasten
geeignet.
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Durch die Rechteckform der Riefenbahnen kommt es bei der Belastung
der Piibrungsrolle zu Scherkräften zwischen dem Kunststoffmantel und dem Verankerungsprofil
des Kernkörpers.
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Diese Scherkräfte vergrößern sich noch, wenn eine Kraft auf den Kunststoffmantel
von der Stirnseite oder in schräger Angriffsrichtung auf den Umfang der Führungsrolle
wirkt. Solche bekannten Anordnungen sind nicht verschleißfest, da nach einer bestimmten
Zeit sich der Kunststoffmantel von dem Verankerungsprofil des Kernkörpers löst.
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Es sind des weiteren Anordnungen bekannt, bei denen die Stirnseite
der Trag- und Führungsrollen eben ist. D.h., die Stirnseite des Kunststoffmantels
bildet eine Ebene mit der Stirnseite des Kernkörpers. Diese Anordnung zeigt aber
beträchtliche Laufgeräusche und Verschleißerscheinungen, wenn die Trag- und Führungsrolle
in der Schubladenführung an Flanschen anstösst und vorbeireibt, die an der Stirnseite
der Führungsrolle anliegen.
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Es sind weiterhin Anordnungen bekannt, bei denen die Verankerung des
Kunststoffmantels an der Stirnseite des Kernkörpers ungenügend ist. Dies erfolgt
beispielsweise dann, wenn sich der Kunststoffmantel an der Stirnseite des Kernkörpers
nicht abstützt. Solche Anordnungen sind nicht zur Übertragung stirnseitig (oder
schräg
dazu ) wirkenden Kräften geeignet.
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Wird der thermoplastische Kunststoffmantel im Spritzgussverfahren
auf das Verankerungsprofil des Kernkörpers aufgebracht, so entstehen bei der Abkühlung
der Spritzgussform Schrumpf- und Wärmespannungen im Kunststoffmantel. Diese Spannungen
müssen von dem Verankerungsprofil des Kernkörpers aufgefangen werden, um eine vorzeitige
Ablösung des Kunststoffmantels vom Kernkörper zu vermeiden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verankerungsprofil
des Kernkörpers einer eingangs genannten Trag- und Führungsrolle so auszubilden,
daß der Kunststoffmantel hohe Druckkräfte auf das Verankerungsprofil und den Kernkörper
übertragen kann.
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Des weiteren soll das Verankerungsprofil so ausgebildet werden, daß
Scherkräfte zwischen dernverankerungsprofil und dem Kunststoffmantel bei einem von
der Stirnseite oder schräg dazu einwirkenden Kraftangriffs nicht auftreten. Zusätzlich
soll der Kunststoffmantel so ausgebildet sein, daß Wärme- und Schrumpfkräfte während
des Abkühlens der Spritzform nicht zu einer Lockerung des Kunststoffmantels am Verankerungsprofil
führen.
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Die Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung durch eine Trag-
und Führungsrolle der eingangs genannten Art gelöst, die insbesondere dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Verankerungsprofil
des Kernkörpers durch - im Querschnitt
- hintereinander angeordnete, positive und negative Krümmungsradien gebildet ist.
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Der wesentliche Unterschied der vorliegenden Erfindung gegenüber vorbekannten
Anordnungen ist, daß eine rechteckige Form (im Querschnitt) des Verankerungsprofils
vermieden wird. Durch die Hintereinanderanordnung von positiven und negativen Krümmungsradien
werden scharfkantige Übergänge im Verankerungsprofil vermieden, so daß an diesen
Ubergängen Scher- und Schubkräfte nicht mehr auftreten können.
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In einer Weiterbildung des kennzeichnenden Merkmals weist das Verankerungsprofil
jeweils an der Stirnseite des Kernkörpers den kleinsten Abstand zur zentralen Bohrung
auf. Mit diesem Merkmal ist gewährleistet, daß der Kunststoffmantel an der Stirnseite
seine größte Dicke aufweist. Da der Kunststoffmantel noch kleinere Dicken als die
Dicke an der STirnseite zeigt, können damit auch stirnseitig wirkende Kräfte vom
Kunststoffmantel auf das Verankerungsprofil übertragen werden.
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Wesentlich ist, daß die Stirnfläche des Kernkörpers großflächig mit
dem Kunststoffmantel abgedeckt ist, so daß die auf die Stirnfläche der Führungsrolle
einwirkende Kraft großflächig verteilt wird. Eine Punktberührung und Punktbelastung
ist damit vermieden.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht
sich auf die Breite des Verankerungsprofils im Querschnitt der Führungsrolle. Wesentlich
ist, daß das Verankerungsprofil des Kernkörpers in der Breite kleiner ist, als die
Breite des Kunststoffmantels. Mit diesem Merkmal ist gewährleistet, daß der Kunststoffmantel
an den Stirnseiten der Trag- und Führungsrolle mit einer Schulter übersteht. Damit
ist gewährleistet, daß wenn die Führungsrolle mit der Stirnseite an einem Flansch
der Schubladenführung entlang gleitet, die Stirnseite des Kunststoffmantels auftretende
Laufgeräusche dämpft und für einen reibungsarmen Lauf sorgt. Gemäss dem oben bezeichneten
Merkmal ist diese Schulter großflächig ausgebildet.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht
sich auf die Tiefe des Verankerungsprofils des Kernkörpers. Es wird bevorzugt, wenn
das Verankerungsprofil nur geringe Tiefen-Unterschiede (Unterschiedlichkeit der
Radien in der Entfernung zur zentralen Bohrung) aufweist. Mit diesem Merkmal ist
gewährleistet, daß der Kunststoffmantel im Querschnitt über die gesamte Breite des
Kernkörpers eine annähernd gleiche Dicke aufweist. Die Massenverteilung des Kunststoffmantels
über die Breite der Führungsrolle im Querschnitt ist also annähernd gleich. Dieses
Merkmal gewährleistet, daß Schrumpf- und Wärmespannungen während des Abkühlens der.
Spritzgussform nur in geringem Umfang auftreten können. Es wird damit vermieden,
daß das Verankerungsprofil durch die auftretenden Schrumpf- und
Wärmespannungen
mit einer schädlichen Kraft beaufschlagt wird.
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Die vorliegende, erfindungsgemässe Ausbildung des Verankerungsprofils
ist daher geeignet, radiale Druckkräfte (Übertragung von Schubladenlasten während
des Abrollens), sowie stirnseitig wirkende Schub - und Druckkräfte und auch Schrumpfspannungen
während des Abkühlens der Spritzgussform auf zunehmen. Die radial wirkenden Druckkräfte
bei der Übertragung von Schubladenlasten bilden eine Querkomponente (parallel zur
Drehachse der Führungsrolle) , die bei scharfkantigen Verankerungsprofilen zur Abscherung
des Kunststoffmantels im Verankerungsprofil führen würden. Dies wird gemäss der
vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß hintereinander folgende Krümmungsradien
das Verankerungsprofil bilden.
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Die stirnseitig oder schräg dazu wirkenden Zug- und Druckkräfte bewirken
eine Verschiebung des Kunststoffmantels in Richtung der Drehachse der Führungsrolle.
Diese Kräfte werden durch die großflächlge Schulter des Kunststoffmantels an den
Stirnseiten der erfindungsgemässenTrag- und Führungsrolle aufgefangen. Zusätzlich
stützt sich diese Schulter mit ihrem unteren, der Drehachse am nächsten liegenden
Teil am Verankerungspofil ab, so daß die großflächig auf die Schulter stirnseitig
wirkenden Kräfte gut auf das Verankerungsprofil übertragen werden.
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Dadurch, daß das Verankerungsprofil nur geringe HOhenunterschiede
aufweist, ist eine gleichmässigeVerteilung des Kunststoffmantels über die Breite
der Trag- und Führungsrolle im Querschnitt
gewährleistet. Durch
diese gleichmässige Massenverteilung des Kunststoffmantels werden Wärme- und Schrumpfspannungen
während des Abkühlens der Spritzgussform vermieden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Zeichnungen
näher erläutert. Dabei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
wesentliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung hervor.
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Es zeigen: Fig. 1 Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer
Führungsrolle gemäss der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 Querschnitt durch eine zweite
Ausführungsform Fig. 3 Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform, Fig. 4 Schnitt
gemäss der Linie A-A in Fig. 3, Fig. 5 vierte Ausführungsform in Abwandlung der
Fig. 4.
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In Fig. 1 ist als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ehe Trag- und Führungsrolle im Querschnitt gezeichnet, die aus einem Kernkörper
2 mit einer zentralen Bohrung 13 zur Einführung des Lagerzapfens und mit einem Kunststoffmantel
1 über dem Kernkörper 2 ausgebildet ist. Der Kunststoffmantel 1 ist über das
Verankerungsprofil
3 mit dem Kernkörper 2 verbunden. Das Verankerungsprofil besteht dabei aus mehreren
hintereinander angeordneten Krümmungsradien 7,8 (siehe untere Teil der Darstellung
in Fig. 1).
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Die Krümmungsradien 7,8 können auch in Geraden einlaufen. Als Beispiel
dafür ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt, daß der Krümmuigsradius 7 zur
Stirnseite der Führungsrolle hin in eine Gerade 9 ausläuft.
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Wesentliches Merkmal des Ausführungsbeispieles ist, daß der Kunststoffmantel
1 an den Stirnseiten seine größte Manteldicke lo aufweist. Wie aus dem unteren Teil
der Darstellung hervorgeht, weist der Kunststoffmantel in der Mitte des Verankerungsprofils
3 seine geringste Manteldicke 11 auf, während an den Stirnseiten die größte Manteldicke
lo erreicht wird. Umgekehrt dazu weist der Kernkörper 2 an der Stirnseite seine
geringste Kerndicke auf, während in der Mitte des Verankerungsprofils 3 die größte
Kerndicke 20 erzielt wird. Dieses Merkmal gewährleistet eine großflächige Ausbildung
des Kunststoffmantels 1 an den Stirnflächen des Kernkörpers.
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Ein weiteres wesentlibes Merkmal des Ausführungsbeispiels ist, daß
das Verankerungsprofil 3 des Kernkörpers 2 in der Breite (im Querschnitt gesehen)
kleiner ist, als die Breite des Kunststoffmantels 1. Aus diesem Merkmal folgt, daß
der Kunststoffmantel 1 an den Stirnseiten des Kernkörpers 2 mit einer Schulter 6
Ubersteht. Der Abstand 12 ist dabei aber nur im Bereich von einigen
Seite
Millimetern. Mit diesem Merkmal wird erreicht, daß wenn die erfindungsgemässe Trag-
und Führungsrolle stirnseitig an Flanschen der Führungsschiene entlang läuft, die
Schultern 6 des Kunststoffmantels 1 in Berührung mit dem Flansch der Führungsschiene
gelangen. Durch die Berührung der Schultern 6 des Kunststoffmantels 1 mit dem zugeordneten
Flansch der Führungsschiene wird eine wesentliche Verminderung des Laufgeräusches
erzielt. Wird diese Stirnseite durch in Richtung der Drehachse oder schräg dazu
angreifende Kräfte belastet, so wirken diese Kräfte in erster Linie auf die Schulter
6 des Kunststoffmantels 1. Die Kraftübertragung erfolgt dann über den Krümmungsradius
7 , 8 auf das Verankerungsprofil 3 des Kernkörpers 2. Wesentlicher Vorteil der Verwendung
von Krümmungsradien als Verankerungsprofil 3 ist, daß bei der Übertragung von stirnseitig
wirkenden Kräften vom Kunststoffmantel 1 über das Verankerungsprofil 3 auf den Kernkörper
2 keine Scherkräfte auftreten können. Durch die stetigen Übergänge des Verankerungsprofils
wird die zu übertragende Kraft gleichmässig verteilt.
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Soll mit der erfindungsgemässen Trag- und Fütu;ungsrolle eine große
Schubladenlast übertragen werden, so wirkt diese Schubladenlast in erster Linie
radial am Umfang des Kunststoffmantels lein.
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Diese senkrecht im Querschnitt am Umfang angreifende Kraft wird zunächst
auf die in der Mitte des Verankerungsprofils 3 befindliche Gerade (eingegrenzt durch
die Krümmungsradien 8) aufgefangen.
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Gleichzeitig wird diese Kraft aber auch noch von den Geraden 9 aufgefangen,
mit denen der KrUmmungsradius 7 in die Stirnseite des Verankerungsprofils 3 übergeht.
Die Anordnung der Geraden im Verankerungsprofil , d.h. , von Profilstücken,deren
Ebene parallel zur Drehebene der Trag- und Führungsrolle liegt, hat den Vorteil,
daß eine senkrecht wirkende Kraft auch senkrecht auf den Kernkörper 2 über das Verankerungsprofil
3 übertragen wird. Die Kraft wird dann im wesentlichen nicht in anders gerichtete
Teilkomponenten aufgespaltet. Aus der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich,
daX sich der Kunststoffmantel 1 groflächigüber Geraden (in der Mitte des Verankerungsprofils
3 und an den STirnseiten mit den Geraden 9) auf dem Kernkörper 2 abstützt. Die erfindungsgemäse
Trag- und Führungsrolle ist daher besonders zur Übertragung großer Schubladenlasten
bei geringem Verschleiß des Kunststoffmantels und stark vermindertem Laufgeräusch
geeignet.
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In Fig. 2 ist ein zweites AufUirungsbeispielder vorliegenden Erfindung
gezeichnet, das die oben beschriebenen gleichen Merkmale wie das erste Ausführungsbeispielgemäss
der Fig. 1 aufweist.
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Als Unterschied ist aus der Fig. 2 zu entnehmen, daß zwischen dem
Kunststoffmantel 1 und dem Kernkörper 2 ein anderes Verankerungsprofil 4 Verwendung
findet. Dieses Verankerungsprofil 4 zeichnet sich durch kleinere, aneinander gefügte,
positive und negative Krümmungsradien 17,18 aus. Mit dieser Anordnung ergibt sich
eine günstige Verzahnung der zugeordneten Oberflächenvon Kernkörper 2 und Kunststoffmantel
1. Es ist wiederum zu erkennen, daß das
Verankerungsprofil 4 zu
den Stirnseiten hin in eine Gerade 9 ausläuft. Dies hat gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel
den Vorteil, daß senkrecht am Umfang des Kunststoffmantels 1 einwirkende Lasten
im wesentlichen senkrecht auch auf dem Kernkörper 2 übertragen werden.
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Als weiteres wesentliches Merkmal ist dem zweiten Ausführungsbeispiel
zu entnehmen, daß der maximale und minimale Abstand 20,21 des Verankerungsprofils
4 von der zentralen Bohrung 13 gering voneinander abweichen. Dieses Merkmal zeigt
den wesentlichen Vorteil der gleichmässigen Massenverteilung des Kunststoffmantels
1 über die Breite desKernkörpers 2. Auf diese Weise werden Schrumpf- und Wärmespannungen
während des Abkühlens des Kunststoffmantels 1 in der Spritzgussform vermieden, da
sich Wärmenester oder starke Abkühlungszonen nicht mehr ausbilden können.
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In Fig. 3 und 4 ist das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das VErankerungsprofil 5 den
Kernkörper 2 stirnseitig mit einem oder mehreren Flanschen 14 durchgreift. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind entsprechende Bohrungen im Kernkörper 2 eingebraht, in
die der Kunststoffmantel 1 mit Flanschen 14 eingreift. Ein solcher Kernkörper wird
vorzugsweise als Spritzgussteil ausgebildet. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß
der Kernkörper 2 (wie auch die anderen Ausführungsbeispiele) nicht aus einem Metall
hergestellt
werden muß, sondern auch aus einem Kunststoff höherer
Festigkeit.
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Mit der Verwendung eines Kunststoffes höherer Festigkeit als Kernkörper
zusammen mit einem Kunststoff geringerer Festigkeit als Kunststoffmantel 1 ergibt
sich vergleichsweise eine Sandwich-Bauweise der Xag- und Führungsrolle. Die Herstellungskosten
können bei der Verwendung eines Kunststoffes als Kernkörper 2 noch wesentlich gesenkt
werden, wobei die Festigkeitsanforderungen an die Kombination aus Kunststoffmantel
1 und Kernkörper 2 den jeweiligen Lastverhältnissen anzupassen ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Flansch 14 des
Kunststoffmantels 1 an beiden Stirnseiten mit dem Kunststoffmantel 1 (DEckfläche)
verbunden. Es sind aber auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen der Flansch
14 nur an einer Stirnseite mit dem Kunststoffmantel 1 verbunden ist.
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Des weiteren ist als wesentliches Merkmal der Fig. 3 zu entnehmen,
daß der Flansch 14 im Inneren des Kernkörpers geschlossen ist.
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Dies bedeutet, daß der Kunststoffmantel 1 unlösbar mit dem Kernkörper
2 verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß besonders hochfeste, lastübertragende
Führungsrollen konstruiert werden können.
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Inbiner anderen nicht gezeigten Ausführungsform könnte jedoch der
Flansch 14 im Inneren der Bohrung des Kernkörpers 2 nicht zusammenlaufen. Der Kunststoffmantel
1 würde dann vergleichsweise mit zwei
Fingern in die zugeordnete
Bohrung (oder Einsenkung) an der Stirnseite des Kernkörpers 2 eingreifen.
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Aus der Darstellung der Fig. 4 geht hervor, daß am Umfang des Kernkörpers
2 mehrere Flansche 14 verteilt sind und in entsprechende Bohrungen im Kernkörper
2 greifen. Mit der Verteilung der Flansche 14 am Umfang des Kernkörpers 2 wird eine
großflächige Lastübertragung vom Kunststoffmantel 1 (Deckfläche) über die Flansche
14 auf den Kernkörper 2 erzielt.
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Auch durch die längs-ovale Ausbildung der Querschnitte der Flansche
14 (siehe Fig. 4) mit einem Radius, der dem Radius des Kernkörpers angepasst ist,
wird eine großflächige Lastübertragung von den Flanschen 14 auf den Kernkörper 2
erzielt. Die Flansche 4 weiaen im Querschnitt einen stirnseitigen Rrümmungsradius
28 auf, der eine großflächige Lastübertragung bei der Übertragung tangentialer Kräfte
von Kunststoffmantel auf den Kernkörper 2 gestattet.
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In Fig. 5 ist als andere Ausführungsform im Vergleich zu Fig. 4 gezeigt,
daß die Flansche 14 auch als kreisrunde Flansche 24 ausgebildet sein können. Der
Krümmungsradius 29 kann in diesem Fall grOßer gewählt werden, wobei dann eine noch
besaere Lastübertragung von tangential am Umfang des Kunststoffmantels 1 angreifenden
Kräfte auf den Kernkörper 2 erfolgen kann.
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Mit der erfindungsgemässen Trag- und rührungsrolle , insbesondere
durch die Ausbildung des Verankerungsprofils 3,4,5,15 werden
wesentliche
Vorteile in Bezug auf die Haltbarkeit des Kunststoffmantels 1 im Verankerungsprofil
des Kernkörpers 2 erzielt. Besonders wesentlich dabei ist, daß der Kernkörper aus
einem beliebigen (Kunststoff oder Metall) relativ festen Material bestehen kann,
während der Kunststoffmantel aus einem weicheren Material gebildet sein kann. Mit
dieser Materialauswahl ergeben sihwesentliche Vorteile hinsichtlich der Laufruhe
und der Verschleißfestigkeit der erfindungsgemässen Trag- und Führungsrolle.
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Patentansprüche