DE3015334A1

DE3015334A1 - Kunststoffbauteil

Info

Publication number: DE3015334A1
Application number: DE19803015334
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Chem. Dr. 7050 Waiblingen Scholl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1981-10-29

Description

Kunststoffbauteil
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Kunststoffbauteil wie Naben oder Lager für Räder, insbesondere Lüfterräder, Riemenscheiben, Seilscheiben, Kupplungen, Kurbeln oder dergleichen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Heute werden zahlreiche Gegenstände, wie Räder jeglicher Art, z. B. Riemenscheiben, Seilscheiben, Kupplungen, Kurbeln usw. aus Kunststoff gefertigt. Diese Gegenstände werden im allgemeinen mit einer Welle oder einer Achse beweglich oder fest verbunden. Hierzu ist es bekannt, z. B.
in den Nabenteil der als Spritzgußteil ausgebildeten Kunststoffgegenstände eine Metalleinlage oder -armierung einzubringen. Die metallischen Nabeneinlagen können bei der Verarbeitung im Spritzgießwerkzeug umgossen oder auch nachträglich in einem Nabengrundkörper angebracht werden. Sie dienen zum sicheren Einleiten von Kräften und Momenten, bei geeigneter Form. aber auch zur Versteifung des Bauteils und zur Reduzierung von Viaßänderungen infolge Wärme- oder Feuchteaufnanme.
Für die Delüftung von Räumen, die Wfflung von KFZ-Motoren, die Beheizung und Klimatisierung von kaftfahrzeugen, die Kühlung elektrischer und elektronischer Geräte und weitere Anwendungsgebiete der Belüftung, Beheizung und Kühlung in Haushalt, Technik und Gewerbe werden heute vorwiegend Lüfter und-Gebläse mit Lüfterrädern aus thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt. Hierfür werden in der Literatur (siehe z.B. MTZ 26/9, Seite 367 ff) zahlreiche geeignete Kunststoffe angegeben, die jeaoch nur für bestimmte Temperaturbereiche geeignet sind. So finden bei niedriger thermischer Belastung Poly-olefine wie Polyäthylen und Polypropylen Anwendung.
Bei den eingangs erw2hnten Bauelementen mit Naben oder baggern, insbesondere jedoch bei Lüfterrädern, treten im Bereich der I-abenverbinaung höhere thermische Belastungen auf. Um die aabei auStretende Eriechnetgung der Kunststoffe zu vermeiden, müssen teurere ;unststoffe mit besserer Temperaturstandfestigkeit und besserer mechanischer Festigkeit verwendet werden. Eine bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Kunststoffnabenkörpers mit Metallarmierung, wobei die Metalleinlage in den billigeren Kunststoff eingelassen wird.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, aaß nicht das ganze Bauelement, z.B. Lüfterrad, aus teurem, hochwertigem Kunststoff gefertigt werden muß. Eine bestimmte geforderte Qualitct, insbesondere Temperturbeständigkeit des Kunststoffes, wird nur dort eingesetzt, wo sie unbedingt nötig ist.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer teuren Metalleinlage (Ketallarmierung) vermieden. Die Verwendung einer speziellen temperaturt ständigen Kunststoffarmierung anstelle einer Metall armierung hat ferner den Vorteil, daß das Bauteil ein geringers gewicht aufweist. Weiterhin wird eine besser angepaßte thermische Ausdehnugn sowie eine bessere Hafung der Werkstoffe untereinander erreicht. Auch kann die gestaltung und Größe der kunststoffnabe kostengünstiger und einfacher variiert werden 1 s bei eimer Kunststoffnabe mit metallischem Kabeneinsatz.
Die in das Kunststoffbauteil eingesetze Einlage kann anstelle eines Nabeneinsatzes auf einer Welle oder dergleichen auch als Lager auf einer Achse verwendet werden.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Nabe mit Kunststoffeinlage sowie eine Seitenansicht der Kunststoffeinlage.
Beschreibung der Erfindung Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in de igr der Nabenteil eines Lüfterrads aus Kunststoff für Ventilatoren, Kühl- oder heiz-gebläse schematisch dargestellt. Derartige Lüfterräder werden insbesondere auch im Fahrzeugmotorenbau verwendet und nach dem Sprizgußverfahren hergestellt. Für niedrige thermische Belastung kennen Polyolefine, wie Polyäthylen und Polypropylen eingesetzt werden. Bei höherer thermischer Belastung, z.B.
Dauertemperaturen über 500 C, die im Bereich des Sitzes des Lüfterrades auf der Antriebswelle auftreten, wird das Kunststoffbauteil 10 mit einer Kunststoffnabe-Einlage 11 aus temperaturbeständigem und mechanisch festem Kunststoff ausgeführt. Die Kunststoffnaben-Einlage 11 kann aus z. B. glasfaserverstärktem oder/und unverstärkten thermoplastischen (z. B. Polyamid 6 + GF, Polyprophylen + GF) oder duroplastischen (z. B. Phenol-Kresol + GF, Bismaleinimid + GF) Kunststoffen hergestellt werden.
Dies kann sowohl durch Einspritzen der Einlage 11,in den Nabengrundkörper 12 als auch durch Einsetzen mittels formschlüssiger Verbindungselemente 13 geschehen.
Die aus temperaturbestndigem und mechanisch festem Kunststoff hergestellte Kunststoffnaben-Einlage 11 erfüllt dabei sämtliche Vorteile einer Metalleinlage. Es werden jedoch deren Nachteile, wie z.B. auftretende Wärmespannungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnung sowie schlechtere Haftung zwischen Metall und Kunststoff vermieden.
Die vorliegenden Erfindung kann selbstverständlich beim Einsatz von Naben und Lagern jeglicher Art Anwendung finden. So ist auch insbesondere die Anwendung bei Zahnrädern, Riemenscheiben, Kupplungen, Kurbeln oder dergleichen möglich.

Claims

Ansprüche 1. Kunststoffbauteil wie Nabe oder Lager für Räder, insbesondere Lüfterräder, Riemenscheiben, Seilscheiben, Kupplungen, Kurbeln oder dergleiche. it einer inneren, mit einer Welle oder Achse zu verbindenden Einlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (11) aus einem gegenüber dem übrigen Naben- oder Lagerwerstoff (12) temperaturbeständigeren, mechanisch festeren und kriechbeständigeren Kunststoff besteht.
2. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (11) in den Nabengrundkörper (12) eingespritzt ist.
3. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (11) in den Nabengrundkörper (12) mittels formschlüssiger Verbindungselemente (13) eingesetzt ist.
4. Kunststoffbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (11) aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff besteht.
5. Kunststoffbauteil nach einem der vcrhergehenden Ansprüche 1 bis 4, insbesondere Kunststofflüfterrad für Ventilatoren, Kühl- oder Heiz-Gebläse oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die in das Lüfterrad (10) einspritzbare Nabeneinage (11) ein gegenüber dem Werkstoff des Lüfterrades temperaturbeständigerer, mechanisch festerer und kriechbeständigerer Kunststoff aus einem glasfaserverstärktem Polyamid 6, Polypropylen, Phenol-Kresol oder Eismaleinimid oder dergleichen Verwendung findet.