DE4304188A1

DE4304188A1 - Process for injection-moulding around a metallic insert part, in particular a bearing, in a moulding of plastic

Info

Publication number: DE4304188A1
Application number: DE19934304188
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Lucas; Juergen Lichtenberg
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2013-02-13
Also published as: DE4304188C2

Abstract

The invention relates to a process for injection-moulding around a metallic insert part in a moulding of plastic, a filling ring of plastic being provided around a plastic surround directly enclosing the insert part. This and a radially resilient connection between surround and filling ring are intended to prevent the insert part distorting under the shrinking forces occurring during the cooling of the plastic. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspritzen eines metallischen Einlegeteils, insbesondere Lagers in ein Formteil aus Kunststoff.The invention relates to a method for injecting a metallic insert, in particular bearing in a molded part made of plastic.

Das Verfahren ist für alle Einlegeteile geeignet, die eine Außenfläche aufweisen, die durch das Umspritzen mit Kunststoff verformbar ist, also im wesentlichen für Lager oder ähnliches, deren Formbeständigkeit für ihre Funktionstüchtigkeit gewährleistet sein muß.The method is suitable for all inserts, one Have outer surface by molding with plastic is deformable, i.e. essentially for bearings or the like, their dimensional stability for their functionality must be guaranteed.

Das Einspritzen von derartigen Einlegeteilen in ein Kunststoffteil wird durchgeführt, indem das Teil vor der Kunststoffeinspritzung in das jeweilige Formwerkzeug eingelegt wird.The injection of such inserts into one Plastic part is made by placing the part in front of the Plastic injection inserted into the respective mold becomes.

Beim Einspritzen wird es mit dem Kunststoff fest verbunden, indem die Kunststoffmasse formschlüssig an die Außenfläche des Einlegeteils gespritzt wird.When injected, it is firmly connected to the plastic, by fitting the plastic compound to the outer surface of the Insert is injected.

Generelle Problematik bei der Einspritzung von derartigen Einlegeteilen ist, daß, verursacht durch die unmittelbare Nähe von aushärtendem Kunststoff und beispielsweise Lager, die beim Abkühlen der Kunststoffmasse frei werdenden Schrumpfkräfte auf dieses Teil, bzw. hier auf den Lageraußenring wirken.General problems in the injection of such Inserts is that caused by the close proximity of hardening plastic and, for example, bearings that are used for Cooling of the plastic mass released shrinkage forces this part, or here act on the bearing outer ring.

Je unsymmetrischer hierbei das Formteil ist, bzw. je ungleichmäßiger dadurch dessen Masseverteilung, und damit die Abkühlung, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß sich der Lageraußenring unter den ungleichmäßig auf ihn wirkenden Schrumpfkräften verzieht.The more asymmetrical the molded part is, or each more uneven because of its mass distribution, and thus the Cooling, the greater the likelihood that the bearing outer ring among those that act unevenly on it Warping shrinkage.

Die Belastung verursacht, insbesondere bei Lagern, die konstruktionsbedingt dünne, das heißt leicht verformbare Außenringe haben, so gravierende Verformungen derselben, daß die Reibung zwischen den Kugeln, Walzen oder ähnlichem und deren Lauffläche so hoch wird, daß die Lager ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.The load causes, especially in bearings that design-related thin, that is easily deformable Outer rings have such severe deformations that the friction between the balls, rollers or the like and whose tread is so high that the bearings function can no longer meet.

Zumindest kommt es zu einer Beeinträchtigung der Laufruhe, einer hohen Störanfälligkeit und einer geringeren Lebensdauer dieser Lager.At least there is an impairment of smooth running, a high susceptibility to failure and a shorter lifespan this camp.

Es besteht neben dem Einspritzen von Einlegeteilen auch die Möglichkeit, das Metallteil nachträglich in das bereits fertiggestellte Formteil einzubringen. Dadurch würde dessen Außenfläche in keinem Falle durch die Schrumpfkräfte des Kunststoffes belastet. Eine derartige Produktion wäre jedoch sehr zeit- und kostenaufwendig, weshalb dieses Verfahren als unwirtschaftlich abzulehnen ist.In addition to the injection of inserts, there is also the Possibility of retrofitting the metal part into the already to bring in the finished molded part. This would make it External surface in no case due to the shrinking forces of the Plastic. However, such a production would be very time and cost consuming, which is why this process as is to be rejected economically.

In der DE-OS 37 22 052 und der DE-OS 32 39 335 wird der oben genannten Druckbelastung der Außenfläche des Einlegeteils durch die Kunststoffabkühlung dadurch entgegengewirkt, daß der Kunststoffmasse ein Treibmittel beigemischt wird. Das Formwerkzeug wird hierbei mit dieser Mischung unter vergleichsweise niedrigem Druck befüllt und das Treibmittel erzeugt den Druck, der die Kunststoffmasse im Werkzeug verteilt.In DE-OS 37 22 052 and DE-OS 32 39 335 the above mentioned pressure load on the outer surface of the insert the plastic cooling counteracted in that the Plastic blowing agent is added. The This tool is used with this mixture comparatively low pressure and the propellant generates the pressure that the plastic mass in the tool distributed.

Der bei der Abkühlung entstehende Druck auf das Einlegeteil wird von den infolge des Treibmittels entstandenen Mikroporen im Kunststoff reduziert und dadurch einer Verformung der Außenfläche des Teiles entgegengewirkt.The pressure on the insert that occurs during cooling is caused by the micropores resulting from the blowing agent reduced in plastic and thereby a deformation of the Counteracted outer surface of the part.

Diese Lösung mit Treibmittelzusatz ist jedoch ebenfalls nachteilig, weil sie einen zusätzlichen Verfahrensschritt und einen erhöhten Rohstoffbedarf erfordert, was wiederum unwirtschaftlicher ist, als eine Einspritzung ohne Treibmittel.However, this solution with added blowing agent is also disadvantageous because they have an additional process step and requires an increased raw material requirement, which in turn is more uneconomical than an injection without propellant.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der oben genannten Art vorzuschlagen, daß die Außenfläche des eingespritzen Lagers mit einem lediglich so hohen Druck belastet, daß keine unzulässig starke Verformung auftritt. The object of the invention is therefore a method of the above to propose that the outer surface of the injected bearing with such a high pressure stresses that no impermissibly strong deformation occurs.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß in dem Formteil ein Füllring um die Außenflächenummantelung des jeweiligen Einlegeteils vorgesehen ist, an dem eine kreissymmetrische Einspritzung erfolgt.This problem is solved in that in the molded part Filling ring around the outer surface sheathing of the respective Insert is provided on which a circular symmetry Injection takes place.

In dem Formwerkzeug setzt die Verbindung zwischen der Ummantelung des Einlegeteils und dem Füllring der Strömung der Kunststoffmasse einen vergleichsweise höheren Widerstand als der Füllring und das übrige Formwerkzeug entgegen, so daß sie und damit auch die Ummantelung selbst erst mit Kunststoffmasse befüllt wird, wenn der übrige Raum des Formwerkzeuges und speziell der Füllring schon beschickt ist.The connection between the Sheathing the insert and the filler ring of the flow of Plastic mass has a comparatively higher resistance than the filling ring and the rest of the mold counter so that they and thus also the sheathing itself with plastic compound is filled when the remaining space of the mold and especially the filling ring is already loaded.

Die Füllung der Verbindung erfolgt auf diese Weise gleichmäßig und es kommt dadurch ebenfalls zu einer kreissymmetrischer Auffüllung der Einlegeteilummantelung, was der Verformung des beispielsweise Lageraußenringes entgegenwirkt. Dies ist der Fall, weil eine gleiche radiale Orientierung der Kunststoffasern um den Lageraußenring erreicht wird, weshalb die Fasern gleichmäßig schrumpfen. Dadurch wirken die Schrumpfkräfte gleichmäßig und aufgrund ihrer Orientierung nur unwesentlich stark auf den Lageraußenring, was zu keiner Verformung führt.In this way, the connection is filled evenly and this also results in a circular symmetry Filling the insert casing, which is the deformation of the counteracts bearing outer ring. this is the Case because the radial orientation is the same Plastic fibers around the bearing outer ring is reached, which is why shrink the fibers evenly. This makes them work Shrinkage forces evenly and only because of their orientation insignificantly strong on the bearing outer ring, which does not result in any Deformation leads.

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims are advantageous embodiments of the Invention.

Die Erfindung ist an einem zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Für die Erklärung wird das Einlegeteil als Lager angenommen.The invention is illustrated in a drawing Embodiment explained in more detail. For the explanation that will Insert part accepted as storage.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein eingespritztes Lager in der Draufsicht, wobei Lageraußenring und Füllring mit Stegen verbunden sind, die in radialer Richtung einen Knick aufweisen, Fig. 1 having an injected bearing in plan view, wherein the bearing outer ring and filler ring are joined with webs in the radial direction of a bend,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung in der geschnittenen Seitenansicht, Fig. 2 is a like FIG. 1 shown in the sectional side view,

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei die Stege S-förmig ausgebildet sind, Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding representation, wherein the S-shaped webs are formed,

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung in der geschnittenen Seitenansicht, Fig. 4 is a Fig. 3 corresponding representation in the sectional side view,

Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei die Stege omegaförmig ausgebildet sind, Fig. 5 is a Fig. 1 corresponding representation, wherein the webs are formed omega-shaped,

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung in der geschnittenen Seitenansicht, Fig. 6 is a Fig. 5 corresponding representation in the sectional side view,

Fig. 7 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei die Stege halbkreisförmig ausgebildet sind, Fig. 7 is a Fig. 1 corresponding representation, wherein the webs are semicircular,

Fig. 8 eine Fig. 7 entsprechende Darstellung in der geschnittenen Seitenansicht, Fig. 8 is a Fig. 7 corresponding representation in the sectional side view,

Fig. 9 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei die Verbindung als eine in radialer Richtung geknickte Kunststoffschicht ausgebildet ist und FIG. 9 shows a representation corresponding to FIG. 1, the connection being designed as a plastic layer which is bent in the radial direction and

Fig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Darstellung in der geschnittenen Seitenansicht, Fig. 10 is a Fig. 9 corresponding representation in the sectional side view,

Fig. 11 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, in der Orientierung der Glasfasern im Lageraußenring dargestellt ist. Fig. 11 is a representation corresponding to Fig. 1, showing the orientation of the glass fibers in the bearing outer ring.

Die Einspritzung der Kunststoffmasse erfolgt kreissymmetrisch über mindestens vier Einspritzpunkte (1) am Füllring (3). Der Füllring (3) und das übrige, vom Lager (4) aus gesehen außerhalb des Füllringes (3) liegende Formwerkzeug (hier nicht dargestellt) wird mit Kunststoff befüllt.The plastic compound is injected in a circle-symmetrical manner via at least four injection points ( 1 ) on the filling ring ( 3 ). The filling ring ( 3 ) and the rest of the molding tool (not shown here) lying outside the filling ring ( 3 ) as seen from the bearing ( 4 ) is filled with plastic.

Da die Kunststoffmasse wie oben beschrieben in den Füllring (3) intrudiert wird, verbreitet sie sich dort gleichmäßig.Since the plastic mass is intruded into the filler ring ( 3 ) as described above, it spreads evenly there.

Wegen ihres im Vergleich zu den bereits befüllten Teilen hohen Strömungswiderstandes werden erst jetzt vom Füllring (3) aus die Stege (5) und danach die Lageraußenringummantelung (13) mit der Glasfaserfüllung beschickt.Because of their high flow resistance in comparison to the parts that have already been filled, the webs ( 5 ) and then the outer bearing ring casing ( 13 ) are only now filled with the glass fiber filling from the filling ring ( 3 ).

Die Füllung der Ummantelung erfolgt gleichmäßig, da mittels acht oder mehreren Stegen (5), die alle durch den vorher gänzlich mit Kunststoffmasse gefüllten Füllring (3) gleichzeitig gefüllt werden.The casing is filled evenly, since by means of eight or more webs ( 5 ), all of which are simultaneously filled by the filler ring ( 3 ), which was previously completely filled with plastic.

Die Glasfasern (10) orientieren sich in radialer Richtung ebenfalls gleichmäßig um die Ummantelung (13) des Lageraußenringes (2), weshalb es bei der nachfolgenden Abkühlung der Kunststoffmasse auch zu einer gleichmäßigen Schrumpfung in der Ummantelung (13) kommt.The glass fibers ( 10 ) also orient themselves in the radial direction uniformly around the casing ( 13 ) of the outer bearing ring ( 2 ), which is why the subsequent cooling of the plastic mass also results in a uniform shrinkage in the casing ( 13 ).

Da das Lager (4) bzw. dessen Ummantelung (13) mit axial federnden Stegen (5) bzw. einer im Vergleich zum Füllring (3) dünnen, geknickten Kunststoffschicht (11) mit dem restlichen Formteil verbunden ist, werden die dort bei der Abkühlung entstehenden Schrumpfkräfte von diesen, wie Federn wirkenden Einrichtungen (5 oder 11), abgefangen.Since the bearing ( 4 ) or its casing ( 13 ) is connected to the rest of the molded part with axially resilient webs ( 5 ) or a thin, kinked plastic layer ( 11 ) compared to the filler ring ( 3 ), they become there during cooling arising shrinkage forces are intercepted by these spring-acting devices ( 5 or 11 ).

Auf diese Weise können sie (5 oder 11) das Lager (4) nicht erreichen und deshalb auch nicht deformieren.In this way, they ( 5 or 11 ) cannot reach the bearing ( 4 ) and therefore cannot deform.

Die Federelemente können dabei als radial federnde Stege (5) unterschiedlicher Art, wie zum Beispiel mit Knicken (6) versehen, S-förmig (8), omegaförmig (8) oder halbkreisförmig (9) ausgebildet sein. Soll das Lagerschild (12) geschlossen sein, besteht die Möglichkeit, die radiale Federung mittels einer geknickten Kunststoffschicht (11) zu bewirken.The spring elements can be designed as radially resilient webs ( 5 ) of different types, such as provided with kinks ( 6 ), S-shaped ( 8 ), omega-shaped ( 8 ) or semicircular ( 9 ). If the end shield ( 12 ) is to be closed, it is possible to effect the radial suspension by means of a bent plastic layer ( 11 ).

Claims

1. A method for injecting a metallic insert, in particular bearing in a molded part made of plastic, characterized in that a filler ring ( 3 ) is provided around a plastic casing ( 13 ) directly surrounding the insert ( 4 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the ring thickness of the filling ring ( 3 ) is 0.5 to 5 mm.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the injection of the plastic into the mold is circular symmetrical by means of at least four injection points ( 1 ).

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the casing ( 13 ) of the insert ( 4 ) by means of 8 or more, in the axial direction resilient webs ( 5 ) is connected to the filler ring ( 3 ).

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the webs ( 5 ) are attached in a circular symmetry.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that the webs ( 5 ) have a wall thickness of 0.5 to 2 mm.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the webs ( 5 ) have one or more kinks ( 6 ) in the radial direction.

8. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the webs ( 5 ) are S-shaped ( 7 ).

9. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the webs ( 5 ) are omega-shaped ( 8 ).

10. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the webs ( 5 ) are semicircular ( 9 ).

11. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the casing ( 13 ) of the insert ( 4 ) by means of a plastic layer ( 11 ) bent in the radial direction of a lower height than the filler ring ( 3 ) with the filler ring ( 3 ) is.