DE602004009915T2

DE602004009915T2 - Geformtes kettenrad

Info

Publication number: DE602004009915T2
Application number: DE602004009915T
Authority: DE
Inventors: Christopher Harahan VERDIGETS; Richard Harahan SOFRANEC
Original assignee: Laitram LLC
Current assignee: Laitram LLC
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: EP1623144A2; WO2004102040A2; ATE377722T1; DE602004009915D1; EP1623144B1; WO2004102040A3; US20040222072A1; CN1784563A; US6964332B2

Description

Hintergrund
Die Erfindung betrifft allgemein Zahnräder, die zum Antreiben von modularen Plastiktransportbändern verwendet werden und insbesondere Zahnräder (Ritzel), welche aus zwei Plastikmaterialien geformt sind, gemäß dem Kennzeichen der Ansprüche 1, 2, 3 und wie aus US 62740748 bekannt ist.
Modulare Plastiktransportbänder werden in einem weiten Bereich für Förderanwendungen eingesetzt. Anders als flache Transportbänder, welche von gezogenen Rollen oder Walzen angetrieben werden, werden Plastiktransportbänder von Zahnrädern angetrieben, welche formschlüssig in Antriebsstrukturen im Transportband eingreifen. Die gebräuchlichsten Zahnräder oder Ritzel werden aus einem homogenen Plastik- oder Metallwerkstoff geformt oder spanend hergestellt. Das Material des Zahnrads (Ritzel) wird dabei so ausgewählt, dass es sich für die Anwendung am besten eignet. In einigen Fällen werden die Eigenschaften eines einzigen Materials den Anforderungen einer Anwendung gut gerecht, könnte aber weniger optimal für andere Anforderungen sein. Beispielsweise könnte sich für eine abrasive Umgebung ein vollständig aus Polyurethan hergestelltes Zahnrad, welches gute abriebfeste Eigenschaften aufweist empfehlen, aber dieses könnte zu flexibel sein, um das Transportband effektiv anzutreiben. Alles weiteres Beispiel geben glasfaserverstärkte Materialien Plastikgegenständen Festigkeit und Stabilität, sind aber zu abrasiv im Kontakt mit einem Transportband. Daraus ergibt sich ein Bedarf für ein Zahnrad (Ritzel), welches die besten Eigenschaften verschiedener Materialien kombiniert, um einem breiten Spektrum von Anwendungsfällen zu genügen.
Zusammenfassung
Diese Anforderungen und weitere werden von einem Zahnrad (Ritzel) erfüllt, welches Merkmale der Erfindung aufweist. Das Zahnrad (Ritzel) hat eine äußere Haut und einen integral geformten inneren Kern. Die Haut ist aus einem ersten Plastikmaterial geformt, und der Kern ist aus einem zweiten Plastikmaterial geformt. Auf diese Weise kann das Zahnrad (Ritzel) die vorteilhaften Eigenschaften von beiden Materialien kombinieren, um einer vorgegebenen Anwendung besser gerecht zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden besser im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung, angehängten Ansprüchen und den dazugehörigen Zeichnungen verstanden, in welchen:
1 eine symmetrische Ansicht eines Zahnrads zeigt, welches Merkmale der Erfindung aufweist;
2 einen Querschnitt des Zahnrads aus 1 entlang der Linie II-II zeigt;
3 einen Querschnitt des Zahnrads aus 1 entlang der Linie III-III zeigt; und
4A–4E Teilschnittansichten eines Multispritzgießprozesses zur Herstellung eines Zahnrades gemäß 1 sind.
Detaillierte Beschreibung
Ein beispielhaftes Zahnrad (Ritzel), welches Merkmale der Erfindung aufweist, ist in den 1–3 gezeigt. Die Form des Zahnrads 10 ist die gleiche wie die eines INTRALOX Series 800 Zahnrads, welches von Intralox, Inc. aus Harahan, Louisiana, USA hergestellt und verkauft wird. Zehn Führungszähne 12 sind um den äußeren Umfang 14 des Zahnrads herum voneinander beabstandet angeordnet. In der Mitte zwischen den aufeinander folgenden Führungszähnen befinden sich Nuten 16 mit führenden und ziehenden Antriebsflächen 18, 19 zum Eingreifen in entsprechende Antriebsflächen an einem modularen Plastiktransportband. Das Zahnrad bildet auch eine zentrale axiale Öffnung 20 aus, welche als im Wesentlichen viereckig gezeigt ist, um einen viereckigen Schaft aufzunehmen. Eine Nabe 22 erstreckt sich axial um die Öffnung herum und dabei weiter in Richtung der Breite des Zahnrads als die anderen Teile des Zahnrads. Speichen 24 erstrecken sich von der Nabe zum äußeren Rand und teilen das Zahnrad in vier Bereiche 26A–D. Eine in jedem Bereich ausgeformte Öffnung 28 macht das Zahnrad einfach zu reinigen und leichter.

Wie in den im Schnitt dargestellten Bereichen der 2 und 3 gezeigt ist, sind die Zahnräder, welche eine äußere Haut 30 und einen inneren Kern 32 aufweisen, aus zwei Materialien hergestellt. Die Zähne, die umgebende Struktur und die äußere Haut des Zahnrads sind aus einem ersten Plastikmaterial hergestellt. Der innere Kern, welcher den Innenraum der vier Bereiche einschließt, ist aus einem zweiten Plastikmaterial hergestellt. Die Materialien werden vorzugsweise integral zusammen in einem Multispritzgießprozesses (co-injection molding process) zu einem einheitlichen Zahnrad geformt. Verschiedene Kombinationen von Haut- und Kernmaterialien und ihre Eigenschaften sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Hautmaterial	Kernmaterial	Eigenschaften
Polyurethan	Glasfaserverstärktes Polyurethan	Abriebfeste Haut mit festem, harten Kern
Polyurethan	Nylon	Abriebfeste oder flexible Haut mit festem, harten Kern
Polypropylen	Geschäumtes Polypropylen	Sortenreine Haut, leichter Kern
Acetal oder Nylon	Wiedervermahlenes Acetal, Nylon, Polypropylen, Polyethylen	Starkes Zahnrad, kostengünstiges Kernmaterial
Polypropylen	Glasfaserverstärktes Polypropylen	Sortenreine Haut, harter Kern
Polyurethan	Polyurethan/Acetal Verbindung (blend)	Abriebfeste Haut, harter Kern
Polypropylen	SANTOPRENE	Sortenreine Haut, flexibler Kern
TEFLON	Acetal	Haut mit geringem Reibwiderstand, harter Kern
Antimikrobielles Additiv im Material	Sortenreines Plastik	Antimikrobielle Haut, kostengünstiger Kern
Elektrisch leitfähiges Material (z. B. Acetal)	Acetal	Antistatische Haut, harter Kern

Tabelle 1

Wie die Beispiele in der Tabelle erkennen lassen, kombiniert das multispritzgegossene Zahnrad der Erfindung die gewünschten Eigenschaften unterschiedlicher Materialien, um ein Spektrum von Zahnrädern zur Verfügung zu stellen, die Eigenschaften aufweisen, welche mit konventionellen Zahnrädern, die aus einem einzigen homogenen Material geformt sind, nicht erreichbar sind. Zum Beispiel sind glasfaserverstärkte Kunststoffmaterialien extrem fest und hart, sind aber offenbar abrasiv. Wenn aber der glasfaserverstärkte Kunststoff zur Ausformung des Kern genutzt wird und durch die Haut überdeckt ist, berührt der glasfaserverstärkte Kunststoff keine anderen Teile, die sich ihm gegenüber bewegen. Auf diese Weise ergänzt das Zahnrad die abriebfesten Eigenschaften des gewählten Hautmaterials mit der Festigkeit und Härte des glasfaserverstärkten Materials.
Das Zahnrad wird geformt, wie es in den 4A–4E gezeigt ist. Zwei Formhälften 40, 41 bilden im zueinander verschlossenem Zustand eine Kavität 42, in welcher das Zahnrad geformt wird. Die Kavität ist begrenzt und definiert durch die inneren Wände 48 die Formhälften. Geschmolzenes Plastikmaterial wird vom Vorrat eines Injektors (nicht gezeigt) über einen Eingusskanal 44 und einen Anschnitt 46 in die Formhälften eingespritzt. In einem Multispritzgießprozesses werden zwei Materialien durch den gleichen Eingusskanal und Anschnitt eingespritzt. Wie in den 4A–4E gezeigt ist, wird das erste Plastikmaterial 30, welches die Haut formt, zuerst eingespritzt. Wenn das erste Plastikmaterial die Kavität erreicht, bedeckt es die Wände 48 der Kavität und die innere Oberfläche des Eingusskanals. Das zweite Plastikmaterial 32 wird in den Eingusskanal innerhalb des ersten Plastikmaterials eingespritzt. Der Einspritzprozess verläuft weiter so, wie in den 4A–4E gezeigt ist, bis die Kavität mit beiden Materialien gefüllt ist – mit dem ersten Plastikmaterial, das die äußere Haut und mit dem zweiten Plastikmaterial, das den inneren Kern ausbildet. Vorzugsweise ist die Haut nicht weniger als ungefähr 0,3 mm dick und kapselt allgemein den inneren Kern ein, außer vielleicht an den Stellen der Anschnitte. Danach werden Hitze und Druck in den Formungsprozess eingebracht, um das aus zwei Materialien bestehende Zahnrad der Erfindung auszubilden.
So wurde die Erfindung im Detail im Zusammenhang mit einem spezifischen Beispiel gezeigt, aber andere beispielhafte Versionen der Erfindung sind möglich. Zum Beispiel können Zahnräder mit anderer Verzahnung, Öffnung, Nabe und Umfangskonfigurationen hergestellt werden. Die Materialpaarungen, die in der Tabelle aufgeführt sind, zeigen nur einige Beispiele von Materialien, die eingesetzt werden könnten. Daher ist, wie diese wenigen Beispiele zeigen, die Erfindung nicht begrenzt auf die spezielle beschriebene und gezeigte Ausführungsform, sondern umfasst alle Ausführungsformen und Abänderungen, welche in den Bereich der angehängten Ansprüche fallen können.

Claims

Ein Ritzel (10) für ein modulares Transportband aus Plastik, wobei das Ritzel eine äußere Haut (30), welche aus einem ersten Plastikmaterial besteht, und einen inneren Kern (32), welcher integral mit dem der äußeren Haut geformt ist, aufweist, der innere Kern besteht aus einem zweiten Plastikmaterial; das Ritzel umfasst an seinem Umfang Zähne (12), welche einen Teil der äußeren Haut ausbilden und aus dem ersten Plastikmaterial ganz geformt sind; wobei der innere Kern generell von der äußeren Haut komplett eingekapselt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Plastikmaterial ein antimikrobielles Additiv enthält.
Ein Ritzel (10) für ein modulares Transportband aus Plastik, wobei das Ritzel eine äußere Haut (30), welche aus einem ersten Plastikmaterial besteht, und einen inneren Kern (32), welcher integral mit dem der äußeren Haut geformt ist, aufweist, der innere Kern besteht aus einem zweiten Plastikmaterial; das Ritzel umfasst an seinem Umfang Zähne (12), welche einen Teil der äußeren Haut ausbilden und aus dem ersten Plastikmaterial ganz geformt sind; der innere Kern ist generell von der äußeren Haut komplett eingekapselt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Plastik unterschiedlich gefärbt sind.
Ein Ritzel (10) für ein modulares Transportband aus Plastik, wobei das Ritzel eine äußere Haut (30), welche aus einem ersten Plastikmaterial besteht, und einen inneren Kern (32), welcher integral mit der äußeren Haut geformt ist, aufweist, der innere Kern besteht aus einem zweiten Plastikmaterial; das Ritzel umfasst an seinem Umfang Zähne (12), welche einen Teil der äußeren Haut ausbilden und aus dem ersten Plastikmaterial ganz geformt sind; der innere Kern ist generell von der äußeren Haut komplett eingekapselt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Plastikmaterial eingemahlenes Plastik enthält.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das erste Plastikmaterial aus der Gruppe ausgewählt wird, welche besteht aus: Polyurethan, Polypropylen, Acetal und TEFLON.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das erste Plastikmaterial ein elektrisch leitfähiges Additiv enthält.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Material aus der Gruppe ausgewählt wird, welche besteht aus: glasgefühlte Polyurethan, glasgefühlte Polypropylen, Nylon, aufgeschäumtes Polypropylen, eingemahlenes Polypropylen, Polyethylen, Acetal, oder Nylon; SANTOPREN; und eine Mischung aus Polyurethan und Acetal.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Plastikmaterial glasgefühlt ist.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das zweite Plastikmaterial flexibler als das erste Plastikmaterial ist.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das erste Plastikmaterial flexibler als das zweite Plastikmaterial ist.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Ritzel mit Hilfe eines Multispritzgießprozess (co-injection molding process) geformt wird.
Ein Ritzel gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die äußere Haut nicht weniger als ungefähr 0,3 mm dick ist.