DE4126938A1

DE4126938A1 - Rolle und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE4126938A1
Application number: DE4126938A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Prosch; Gerhard Kraus; Erwin Staudigel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1991-08-10
Filing date: 1991-08-10
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2011-08-11
Also published as: DE4126938C2; DE4126938C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Rolle, bei der ein Einlegeteil, insbeson dere ein Wälzlager, an seinem Außenumfang mit einem Rollenkörper aus polymerem Werkstoff umspritzt ist, welcher Rollenkörper aus einem äußeren, hohlzylindrischen Laufmantel, einer dazu konzentrischen, in dessen Innerem angeordneten Nabe sowie einer Nabe und Laufmantel verbindenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Scheibe be steht, wobei im Seitenbereich des Rollenkörpers wenigstens eine Ab trennfläche eines Anguß′ vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfin dung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rolle.

Aus der DE-OS 33 39 355 ist eine derartige Rolle bekannt, die in Spritzgußtechnik mittels des sogenannten Schirmanguß hergestellt ist. Der Schirm ist so angeordnet, daß die Abtrennfläche des Anguß′ im Bereich der äußeren Mantelfläche der Nabe liegt. Bei entsprechender Gestaltung des Formwerkzeuges bringt dies den Vorteil, daß gleichzei tig mit dem Öffnen des Formwerkzeugs der Schirm abgetrennt wird und, da die Abtrennfläche in einem für die Funktion der Rolle unwesentli chen Teil liegt, eine Nachbearbeitung der Abtrennfläche entfällt. Diesem Vorteil steht der Nachteil der Anspritzung an einem extremen Ende der Form entgegen, was mit einem asymmetrischen Formfüllungs verhalten verbunden ist. Bedingt durch unterschiedliche Querschnitte von Nabe, Scheibe und Laufmantel bilden sich bei dieser Anordnung des Angußpunktes Teilströme aus, deren Zusammenfluß zur Bildung von Materialschwachstellen im Bauteil führt.

In der DE-OS 33 39 356 ist eine ähnliche Rolle offenbart, bei der zusätzlich seitlich an der Scheibe angeordnete, Laufmantel und Nabe verbindende Verstärkungsrippen vorgesehen sind. Der Anguß erfolgt ebenfalls ausgehend von der Stirnfläche der Nabe. Durch die Verstär kungsrippen entstehen zusätzliche Teilströme. Um die Auswirkung der beim Zusammentreffen der Teilströme entstehenden Bindenähte, an denen naturgemäß eine geringere Festigkeit als im übrigen Bauteil vorliegt, zu minimieren, ist in der DE-OS 33 39 356 vorgeschlagen, die Strö mungsquerschnitte so zu dimensionieren, daß die Teilströme ausschließ lich im Bereich der Verstärkungsrippen zusammenfließen. Die schädliche Wirkung der Bindenähte auf die Bauteilfestigkeit ist damit zwar redu ziert, die Entstehung von Bindenähten selbst jedoch nicht verhindert.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rolle und ein Verfahren zu deren Herstellung so zu gestalten, daß im fertigen Bauteil herstel lungsbedingte Materialschwachstellen weitgehend vermieden sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rolle so gestaltet ist, daß zwischen jeder Abtrennfläche eines Angusses und der Scheibe, vorzugs weise im Bereich des Überganges der Nabe zur Scheibe, ein Füllkanal am Rollenkörper vorgesehen ist. Durch diesen Füllkanal wird erreicht, daß während des Spritzvorganges der Kunststoffstrom zunächst in den zen tralen Bereich der Rolle, nämlich die Scheibe geleitet und dort erst in Teilströme aufgeteilt wird, die dann von "innen nach außen" den Bereich von Nabe und Laufmantel ausfüllen. Bei einem derartigen sym metrischen Füllverhalten sind die Teilströme so geleitet, daß sie nicht im Laufmantel aufeinander treffen, mithin die Entstehung von Bindenähten verhindert ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß am Umfang verteilt mehrere Abtrennflächen des Anguß′ vorgesehen sind. Jede dieser Abtrennflächen des Anguß′ ist jeweils mit einem einzelnen, sich im wesentlichen axial erstreckenden Füllkanal an die Scheibe angebun den. Diese Füllkanäle sind aus konstruktiven Gründen bevorzugt in die Nabe integriert, wobei die Nabe an ihrer äußeren Mantelfläche sich im wesentlichen von der Abtrennfläche bis zur Scheibe erstreckende, Verdickungen aufweist. Zusätzlich können in einer weiteren Ausfüh rungsvariante, um den Abstand zwischen Abtrennfläche und Scheibe zu verringern, im Bereich der Nabe, ausgehend von deren Stirnseite, vor den Füllkanälen Ausnehmungen vorgesehen sein.

Eine hinsichtlich der Gestaltung des Formwerkzeugs günstige Ausfüh rungsvariante sieht vor, daß bei mehreren am Umfang verteilten Ab trennflächen die einzelnen Füllkanäle zu einem gemeinsamen Füllkanal in Form einer Umfangswulst verbunden sind. Diese Umfangswulst ist an der axialen Seitenfläche der Scheibe angeordnet. In einer anderen Ausführung ist diese Umfangswulst im Übergangsbereich Scheibe/Nabe vorgesehen, wobei zusätzlich, zur Verbesserung des Füllverhaltens, ausgehend von jeder Abtrennfläche radiale, als partielle Verdickungen der Scheibe ausgebildete Hilfskanäle vorgesehen sind.

Eine Ausführungsvariante der Rolle ist so ausgebildet, daß wenigstens an einer axialen Seite der Scheibe sich radial von der Nabe bis zum Laufmantel erstreckende Verstärkungsrippen vorgesehen sind. Bei einer derartigen Rollenausführung sind die Abtrennflächen bevorzugt zwischen benachbarten Rippen angeordnet. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch die Rippen von innen nach außen im selben Maß wie die Nabe und der Laufmantel befüllt werden, so daß auch hier keine Bindenähte entstehen. In mit Rippen versehenen Ausführungsformen der erfindungs gemäßen Rolle ist es dabei sowohl möglich die Füllkanäle als einzelne Kanäle als auch in Form einer Umfangswulst auszubilden.

Im Gegensatz zu der Anordnung mehrerer Abtrennflächen am Umfang mit einzelnen Füllkanälen entsteht bei der Herstellung der Rolle mittels Schirmanguß eine einzige sich über den ganzen Umfang erstreckende Abtrennfläche. In diesem Fall ist der Füllkanal auf jeden Fall als Umfangswulst ausgebildet.

In allen vorstehenden Ausführungsformen sind die Abmessungen des Füllkanales in axialer Richtung ausgehend von der Scheibe auf zwei Drittel der Länge der Nabe und zwischen Scheibe und axialer Stirn fläche und in radialer Richtung auf zwei Drittel der Höhe der Scheibe zwischen Nabe und Laufmantel begrenzt.

Hinsichtlich der Anordnung der Abtrennfläche am Füllkanal bestehen rein kunststofftechnische Einschränkungen. Es ist sowohl möglich, einen rein axialen Anguß, das heißt an der axialen Stirnfläche des Füllkanales, vorzusehen, als auch den Anguß radial von außen nach innen, also an der Mantelfläche des Füllkanales anzuordnen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert: Es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Querschnitt und eine Teilansicht einer Rolle mit einzelnen Füllkanälen und

Fig. 3 bis 8 Querschnitte und Teilansichten von Rollen mit als Umfangswulst ausgebildetem Füllkanal.

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Rolle bei der ein Wälzlager 1 an seinem Außenumfang mit einem Rollenkörper 2 aus polymerem Werkstoff umspritzt ist. Der Rollenkörper 2 besteht aus einem äußeren, hohlzylindrischen Laufmantel 3, einer darin angeord neten, konzentrischen Nabe 4 und einer die Nabe 4 und den Laufmantel 3 verbindenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Scheibe 5. An beiden axialen Seiten der Scheibe 5 sind Verstärkungsrippen 6 vorgesehen, mit denen der Laufmantel 3 auf der Nabe 4 abgestützt ist. Der Angußkanal 7 im nicht dargestellten Formwerkzeug ist in gestri chelten Linien skizziert. In diesem Ausführungsbeispiel sind am Umfang verteilt mehrere Angußstellen vorgesehen. Beim Öffnen des Formwerk zeugs werden die Angußkanäle 7 vom Rollenkörper 2 getrennt, es bleiben dann Abtrennflächen 8 am Rollenkörper stehen. Zwischen diesen Abtrenn flächen 8 und der Scheibe 5 sind einzelne, axiale Füllkanäle 9 vor gesehen. Diese Füllkanäle 9 sind in die Nabe 4 dergestalt integriert, daß an der Nabe 4 axial zur Scheibe 5 hin verlaufende Verdickungen an geordnet sind. Um den Abstand zwischen Abtrennflächen 8 und Scheibe 5 zu minimieren, sind in der Nabe 4, ausgehend von der Stirnseite Aus nehmungen 10 vorgesehen. Der Kunststoffstrom während des Füllens ist durch Pfeile angedeutet. Es ist zu erkennen, daß die Formfüllung in günstiger Weise von innen nach außen erfolgt. Gemäß dem Herstellver fahren der Rolle wird während des Füllens ein Hauptstrom in den Schei benbereich geleitet und dort in von der Scheibe wegfließende Teil ströme aufgeteilt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Rolle, deren Rollenkörper 2 im wesentlichen dem Rollen körper der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 entspricht. In dieser Ausführung sind jedoch keine Verstärkungsrippen vorgesehen. Der Füll kanal 9 ist als Umfangswulst an einer axialen Seitenfläche der Scheibe 5 ausgebildet. Es sind mehrere am Umfang verteilte Abtrennflächen 8 vorgesehen. Das hier besonders günstig ausgebildete symmetrische Füllverhalten während des Gießens ist wiederum durch Pfeile angedeu tet. Zur weiteren Verbesserung des Füllverhaltens ist die Rolle sym metrisch zur Scheibe 5 ausgeführt, so daß auch an der axialen Seite der Scheibe 5, an der kein Anguß erfolgt, eine ausgleichende Umfangs wulst 11 vorgesehen ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Rolle ähnlichen Grundaufbaus wie die Ausführung nach den Fig. 1 und 2. Bei an mehreren am Umfang verteilten Abtrenn flächen 8 ist der Füllkanal 9 als Umfangswulst im Bereich des Über ganges der Scheibe 5 zur Nabe 4 ausgebildet. Zur Verbesserung des Füllverhaltens sind ausgehend von jeder Abtrennfläche 8 radiale, als Verdickungen der Scheibe 5 ausgebildete Hilfskanäle 12 vorgesehen.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der der Angußkanal 7 nicht abgerissen, sondern abgeschert wird. Zu diesem Zweck ist das Formwerkzeug so ausgebildet, daß der Anguß radial von außen nach innen an der äußeren Mantelfläche 13 des als Umfangs wulst ausgebildeten Füllkanals 9 erfolgt. Die Abtrennfläche 8 ist demzufolge an der äußeren Mantelfläche des Füllkanals 9 angeordnet.

Die dargestellten Ausführungen stellen nur Beispiele dar, die nicht den vollen Bereich der Erfindung erfassen können. Es sind darüberhin aus Ausführungen denkbar, bei denen z. B. die Füllkanäle in den Ver stärkungsrippen vorgesehen sind.

Bezugszahlen

1 Wälzlager
2 Rollenkörper
3 Laufmantel
4 Nabe
5 Scheibe
6 Verstärkungsrippen
7 Angußkanal
8 Abtrennfläche
9 Füllkanal
10 Ausnehmung
11 Umfangswulst
12 Hilfskanal
13 äußere Mantelfläche des Füllkanals

Claims

1. Rolle, bei der ein Einlegeteil, insbesondere ein Wälzlager (1) an seinem Außenumfang mit einem Rollenkörper (2) aus polymerem Werkstoff umspritzt ist, welcher Rollenkörper (2) aus einem äußeren, hohlzylin drischen Laufmantel (3), einer dazu konzentrischen, in dessen Innerem angeordneten Nabe (4) sowie einer Nabe (4) und Laufmantel (3) verbin denden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Scheibe (5) besteht, wobei im Seitenbereich des Rollenkörpers wenigstens eine Abtrennfläche (8) eines Anguß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich von jeder Abtrennfläche (8) eines Anguß ein mit dem Rollenkörper (2) verbundener Füllkanal (9) bis zur Scheibe (5) erstreckt.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rollenkörpers (2) verteilt mehrere Abtrennflächen (8) vorgesehen sind, von denen sich einzelne Füllkanäle (9) zur Scheibe (5) erstrecken.

3. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rollenkörpers (2) verteilt mehrere Abtrennflächen (8) vorgesehen sind, von denen sich ein gemeinsamer, als Umfangswulst ausgebildeter Füll kanal (9) zur Scheibe (5) erstreckt.

4. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich über den Umfang des Rollenkörpers (2) erstreckende Abtrennfläche (8) eines Schirmanguß vorgesehen ist, von der sich ein als Umfangswulst ausge bildeter Füllkanal (9) zur Scheibe (5) erstreckt.

5. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkanäle (9) durch sich axial erstreckende Verdickungen der Nabe (4) gebildet sind.

6. Rolle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Umfangswulst ausgebildete Füllkanal (9) als Verdickung der Nabe im Bereich des Überganges von Nabe (4) und Scheibe (5) ausgebildet ist.

7. Rolle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Umfangswulst ausgebildete Füllkanal (9) als axiale Verdickung der Scheibe (5) ausgebildet ist.

8. Rolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren am Umfang verteilten Abtrennflächen (8) ausgehend von jeder Abtrennfläche (8) ein als sich radial erstreckende Verdickung der Scheibe ausgebil deter Hilfskanal (12) zum Laufmantel (3) erstreckt.

9. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkörper symmetrisch zur Scheibe ausgebildet ist.

10. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei seitlich an der Scheibe angeordneten, sich radial zwischen Nabe und Laufmantel erstreckenden Verstärkungsrippen die Abtrennflä chen jeweils zwischen benachbarten Verstärkungsrippen vorgesehen sind.

11. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Füllkanal ausgehend von der Scheibe (5) sich axial bis zu zwei Drittel der Länge der Nabe und radial ausgehend von der Nabe (4) bis maximal zu zwei Drittel der Höhe der Scheibe erstreckt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Rolle nach Anspruch 1 in Spritz gußtechnik unter Verwendung eines polymeren Werkstoffs, der in flüssi gem Zustand durch Angußkanäle in ein geschlossenes Formwerkzeug mit Entlüftungsöffnungen unter Druck eingespritzt und in der Form in Teilströme aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff als Hauptstrom bis zum Scheibenbereich geleitet und dort in vom Schei benbereich wegfließende Teilströme zur Füllung des Formwerkzeuges geteilt wird.