EP4164857A1 - Laufrolle, insbesondere für eine schiebetür - Google Patents

Laufrolle, insbesondere für eine schiebetür

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Publication number
EP4164857A1
EP4164857A1 EP21739938.5A EP21739938A EP4164857A1 EP 4164857 A1 EP4164857 A1 EP 4164857A1 EP 21739938 A EP21739938 A EP 21739938A EP 4164857 A1 EP4164857 A1 EP 4164857A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
roller
base body
plastic
running surface
Prior art date
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Pending
Application number
EP21739938.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef KASBERGER
Thorsten Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edscha Engineering GmbH
Original Assignee
Edscha Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edscha Engineering GmbH filed Critical Edscha Engineering GmbH
Publication of EP4164857A1 publication Critical patent/EP4164857A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05D—HINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D15/00—Suspension arrangements for wings
    • E05D15/06—Suspension arrangements for wings for wings sliding horizontally more or less in their own plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
    • B29C2045/0075—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping curing or polymerising by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/32—Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims
    • B29L2031/322—Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims made wholly of plastics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/531—Doors

Definitions

  • roller in particular for a sliding door
  • a roller in particular for a sliding door, comprising a base body with a running surface pointing radially outward, the running surface being able to be coupled to a guide rail of a sliding door, and a central bore for receiving which at least partially penetrates the base body a bearing arrangement for the rotatable mounting of the base body.
  • Sliding doors are known from practice which are used, for example, in rail vehicles or other vehicles.
  • the sliding door is in each case suspended from a guide arrangement, the guide arrangement comprising a guide rail which, as a rule, consists of metal.
  • the easiest possible displacement of the sliding door along the guide rail is achieved by using rollers, which comprise a base body with a running surface, the running surface being connected to the bottom of the guide rail so that the rollers can roll along the guide rail.
  • the roller comprises a bore which at least partially penetrates the base body and in which a bearing element is inserted, whereby the base body is rotatably mounted about an axis of rotation defined by the bearing element.
  • the sliding door that can be moved manually or by motor is usually coupled to the roller or rollers so that the sliding door can be moved in its own plane without great effort.
  • high abrasive forces act on the running surface of the base body during operation, resulting in a limited service life of the roller due to wear and tear. After this service life, the roller and, if necessary, the bearing element must be replaced.
  • the base body of known rollers is therefore often made of a corresponding plastic such as polyamide 12, which is a polyamide with sufficient hardness and durability.
  • Such treads made of polyamide 12 are continuously cast in semi-finished products and then turned to the finished roll size.
  • the disadvantage of the process of Hemtellungs revitaliz the rollers is correspondingly complex and expensive.
  • DE 102011 054692 A1 shows a method for producing objects from radiation-crosslinked polyamide.
  • the method comprises the sequential process steps of radiation crosslinking of a polyamide raw material in the solid state and subsequent reshaping of the radiation crosslinked polyamide raw material into an end product.
  • a crosslinking additive is added to the polyamide raw material, which can be solid, liquid or gaseous.
  • Triallyl cyanurate and triallyl isocyanurate which are used in concentrations of 0.01 to 20%, are mentioned as particularly suitable.
  • Radiation crosslinking takes place at a temperature at which the polyamide raw material is in the solid phase.
  • the irradiation is preferably carried out at a temperature below the crystalline melting temperature of the polyamide raw material, so that the amorphous areas are preferably branched / partially crosslinked, whereas the crystalline areas remain largely unchanged in order to enable further processing of the crosslinked polyamide.
  • the irradiation takes place by means of ionizing radiation, in particular electron beams, the radiation dose being in the range from 1 to 60 kGy. Due to the relatively low radiation dose, the crosslinked polyamide has a relatively low degree of crosslinking with a gel content between 0.01 and 10%. This then has a disadvantage
  • the end product also has a low degree of crosslinking, so that there is no adequate long-term resistance for certain applications, in particular for rollers.
  • DE 102009 042696 shows a roller for a transport or
  • Separating device for documents of value comprising a base body with a central bore partially penetrating the base body for receiving a bearing arrangement for the rotatable mounting of the Base body.
  • the roller further comprises a circumferential section arranged on the base body with a running surface pointing radially outward, the running surface being made of a radiation-crosslinkable thermoplastic elastomer material.
  • the disadvantage of the roller shown is that it consists of two components, which are manufactured individually for the production of the roller and have to be connected to one another with a precise fit.
  • the running roller has a correspondingly high cost of materials and is correspondingly costly and time-consuming to manufacture.
  • DE 102006017346 A1 discloses a migration-stable masterbatch comprising a radiation crosslinkable plastic, the radiation crosslinkable plastic comprising a polyfunctional monomer; It is the object of the invention to provide a roller, in particular for a
  • this object is achieved by a roller with the features of an independent claim.
  • a roller is created, in particular for a sliding door of a vehicle, comprising a base body with a running surface pointing radially outward, the running surface being able to be coupled to a guide rail of a sliding door.
  • the roller further comprises a central bore, which at least partially penetrates the base body, for receiving a bearing arrangement for the rotatable mounting of the base body.
  • the roller is characterized in that at least the running surface consists of a radiation crosslinked plastic with a gel value in formic acid between 20% and 60%.
  • the roller can advantageously be produced, for example, by an injection molding process and subsequent irradiation, it being possible to achieve the basic shape and the final dimensions of the roller without any additional work steps required.
  • the roller is at least in the area of the running surface, which experiences predominantly an abrasive effect during operation, by using radiation-crosslinked
  • Plastic with a relatively high gel value is more resistant.
  • the advantageous hardening of the running surface by radiation crosslinking is also retained because reworking of the surface of the running roller by turning or milling is not provided or required.
  • the entire base body particularly preferably consists of a radiation-crosslinkable plastic.
  • the base body can advantageously be produced simply and inexpensively by a customary injection molding process using, for example, material which is present in granulate form and which consists of a radiation-crosslinkable plastic. In particular, it is advantageously not necessary to manufacture the roller using two components in separate work steps.
  • surfaces of the base body adjoining the running surface can advantageously be subsequently hardened by means of irradiation carried out after removal from the mold, so that the long-term durability is not reduced even of less stressed surfaces of the base body.
  • the radiation-crosslinked plastic comprises a polyamide
  • the radiation-crosslinked plastic comprises polyamide 66 (PA 66).
  • PA 66 polyamide 66
  • the base body can thus be produced by slightly adapting the production parameters in an injection molding process, as is known from other components made of non-crosslinked polyamide.
  • the radiation crosslinked or radiation crosslinkable plastic expediently comprises a crosslinking additive.
  • Crosslinking additives advantageously strengthen the crosslinking of the plastic or accelerate the crosslinking, so that a subsequent hardening of the plastic is effectively possible through brief irradiation.
  • the crosslinking additive is a polyfunctional monomer.
  • the crosslinking additive is one of triallyl isocyanurate and triallyicyanurate.
  • Polyfunctional monomers are particularly suitable for radiation crosslinking of polyamide, so that the roller made on the basis of polyamide can be molded in a first process step by injection molding and then effectively post-cured by brief irradiation.
  • the crosslinking additive is expediently contained in the radiation crosslinked plastic in a concentration between 0.01% and 20%.
  • the crosslinking additive is particularly preferably contained in the radiation-crosslinked plastic in a concentration between 12.5% and 17.5%, preferably around 15%.
  • a gel value in formic acid of 35% to 59% can advantageously be achieved with relatively short irradiation times, so that the subsequent hardening of the rollers can be carried out in a relatively short time.
  • the manufacturing costs of the rollers advantageously decrease accordingly.
  • the radiation-crosslinked plastic advantageously has a modulus of elasticity between 3000 MPa and 4000 MPa, preferably around 3500 MPa.
  • the radiation-crosslinked plastic also has a Charpy impact strength between 50 kJ / m 2 and 55 kJ / m 2 , preferably about 52 kJ / m 2 at 23 ° C.
  • the radiation-crosslinked plastic preferably has a Charpy notched impact strength between 3 kJ / m 2 and 7 kJ / m 2 , preferably of about 5 kJ / m 3 .
  • the roller is advantageously sufficiently resistant to deformations caused by forces or impacts acting on the roller from the outside.
  • the rollers or the radiation-crosslinked plastic are particularly preferably designed in such a way that the roller passes a so-called soldering iron test after irradiation.
  • soldering iron test a soldering iron with a defined soldering iron tip is placed on a test mark defined on the roller
  • the tip of the soldering iron is made of steel and has a diameter of about 1 mm.
  • the test temperature i.e. the temperature of the soldering iron tip, is 350 ° C during the test and the contact force is 10 N.
  • the soldering iron test is deemed to have been passed if the soldering iron tip does not go deeper than 0.2 mm into the roller at the point during the 5 s test the test mark penetrates.
  • a method for producing a roller in particular for a sliding door, is created, the method comprising the following method steps: This takes place in a first method step
  • Injection molding of a base body of the roller in a molding tool a plastic that can be crosslinked by radiation is used as the base material.
  • the injection-molded base body is removed from the mold.
  • at least the running surface of the base body is irradiated with beta radiation.
  • the roller can advantageously be manufactured in large numbers using the known injection molding process, the durability of the roller being considerably improved by subsequently irradiating the base body with beta radiation and the thereby activated cross-linking of the plastic, at least in the area of the base body's tread.
  • the dose of beta radiation is particularly preferably 90 kGy to 110 kGy, preferably about 100 kGy. More preferably, the beta radiation has an energy between 7 MeV and 13 MeV, preferably around 10 MeV. This advantageously achieves a degree of crosslinking or a gel value in formic acid between 35% and 59%.
  • the roller is irradiated lying in a casing or packaging after demolding.
  • the horizontal arrangement ensures that each of the rollers is subject to the same irradiation conditions. This makes the The manufacturing process is simplified, as this also makes it possible to carry out the process step of injection molding at a first location and the subsequent irradiation at a second location, with the base bodies of the roller obtained after injection molding and demolding being packed and brought to the second location for irradiation without the basic body having to be laboriously removed from the packaging for the subsequent irradiation.
  • the fully irradiated rollers can advantageously be sent on to a third location for final assembly in the same packaging, at which the base body is equipped and installed with a bearing element.
  • a caster is provided, obtainable by a method for producing a caster as described above.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of a roller according to the invention in a longitudinally cut side view
  • the roller 1 shows a preferred exemplary embodiment of a roller according to the invention in a longitudinally cut-open side view.
  • the roller 1 comprises a cylindrically symmetrical base body 2 made from a radiation-crosslinked plastic.
  • the base material of the base body 2 is polyamide 66 (PA 66), with the polyamide being a Crosslinking additive with a proportion of about 15% applied to the wound.
  • the crosslinking additive is trialiyl cyanurate.
  • the base body 2 has been produced by an injection molding process, so that the production costs for the roller 1 are advantageously low.
  • the base body 2 was subsequently crosslinked with radiation by beta radiation with an energy of 10 MeV and a radiation dose of 100 kGy.
  • the base body 2 has on an upper section a running surface 3 which can be brought into engagement with a guide rail (not shown here) of a guide arrangement.
  • the running surface 3 has a slightly outwardly curved shape, so that the rolling resistance when the sliding door is moved is as low as possible and the sliding door can be moved in a correspondingly simple manner.
  • the base body 2 furthermore has a central bore 4 which completely penetrates the base body 2 and which enables a bearing arrangement to be accommodated for the rotatable mounting of the base body 2 about an axis of rotation L.
  • the hole 4 is in the one shown here
  • Embodiment designed as a stepped bore so that the bore 4 has a first bore section 4a and a second bore section 4b, the first bore section 4a having a smaller inner diameter than the second bore section 4b.
  • the first bore section 4a extends in the axial direction along the axis of rotation L from an underside 2a of the base body 2 to the second bore section 4b.
  • the first bore section 4a has a first bevel 5, which facilitates the passage of a bearing bolt for the rotatable mounting of the base body 2.
  • the second bore section 4b extends in the axial direction along the axis of rotation L from the first bore section 4a to an upper side 2b of the base body 2.
  • One is radial in the second bore section 4b circumferential groove 6 is provided, which can be used for pressing or axially securing a bearing element in the base body 2 via a tension ring.
  • the second bore section 4b has a second bevel 7 in an area of the upper side 2b of the base body, which makes it easier to insert the bearing element into the open receptacle formed by the second bore section 4b.
  • the annular step 8 formed between the first bore section 4a and the second section 4b forms a stop surface for the bearing element
  • the central bore is designed as a stepped bore. It goes without saying that the central bore can also be designed as a simple bore, provided that there is an axial securing of one in the central bore
  • Bearing element to enable a rotary movement of the base body of the roller about the axis of rotation L is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür eines Fahrzeugs, umfassend einen Grundkörper (2) mit. einer radial nach außen weisender Lauffläche (3), wobei die Lauffläche (3) mit einer Führungsschiene einer Schiebetür koppelbar Ist, und eine den Grundkörper (2) zumindest teilweise durchsetzende zentrale Bohrung (4) zur Aufnahme einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers (2). Eine Laufrolle, weiche kostengünstig in der Herstellung und zudem dauerbeständig ist, wird dadurch geschaffen, dass zumindest die Lauffläche (3) aus einem strahlenvernetzten Kunststoff mit einem Gelwert in Ameisensäure zwischen 20 % und 60 % besteht.

Description

Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür Die Erfindung betrifft eine Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür, umfassend einen Grundkörper mit einer radial nach außen weisenden Lauffläche, wobei die Lauffläche mit einer Führungsschiene einer Schiebetür koppelbar ist, und eine den Grundkörper zumindest teilweise durchsetzende zentrale Bohrung zur Aufnahme einer Lageranortinung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers.
Aus der Praxis sind Schiebetüren bekannt welche beispielsweise bei Schienenfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen verwendet werden. Die Schiebetür ist dabei jeweils an einer Führungsanordnung aufgehängt, wobei die Führungsanordnung eine Führungsschiene umfasst, welche in der Regel aus Metall besteht. Die möglichst leichte Verlagerung der Schiebetür entlang der Führungsschiene wird durch Verwendung von Laufrollen realisiert, weiche einen Grundkörper mit einer Lauffläche umfassen, wobei die Lauffläche mit dem Boden der Führungsschiene in Verbindung steht, sodass die Laufrollen entlang der Führungsschiene abroilen können. Die Laufrolle umfassen hierzu eine den Grundkörper zumindest teilweise durchsetzende Bohrung, in der ein Lagerelement eingesetzt ist, wodurch der Grundkörper um eine durch das Lagerelement definierten Drehachse drehbar gelagert wird. Die manuell oder motorisch zu verschiebende Schiebetür ist dabei in der Regel mit der oder den Laufrollen gekoppelt, sodass die Schiebetür in ihrer eigenen Ebene ohne großen Kraftaufwand verlagerbar ist. Je nach Gewicht der Schiebetür wirken dabei hohe Abriebkräfte auf die Lauffläche des Grundkörpers im Laufe des Betriebes ein, wodurch sich eine durch Verschleiß verursachte begrenzte Lebensdauer der Laufrolle ergibt Nach Ablauf dieser Lebensdauer ist der Austausch der Laufrolle und gegebenenfalls auch des Lagerelementes notwendig. Der Grundkörper bekannter Laufrollen ist daher häufig aus einem entsprechenden Kunststoff wie beispielsweise Polyamid 12 hergestellt, welches ein Polyamid mit einer ausreichenden Härte und Beständigkeit ist. Derartige Laufroüen aus Polyamid 12 werden in Halbzeugen stranggegossen und anschließend auf das fertige Rollenmaß gedreht. Nachteilig ist der Hemtellungsprozess der Laufrollen entsprechend aufwendig und teuer.
DE 102011 054692 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus strahlenvernetztem Polyamid. Das Verfahren umfasst die zeitlich aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte der Strahlenvemetzung eines Polyamid-Rohmaterials im festen Zustand und anschließendem Umformen des strahienvernetzten Polyamid-Rohmaterials zu einem Endprodukt. Für die Strahlenvemetzung wird dem Polyamid-Rohmaterial ein Vernetzungsadditiv zugefügt, welches fest, flüssig oder gasförmig sein kann. Ms besonders geeignet werden dabei Triallylycyanurat und Triallylisocyanurat genannt, welche in Konzentrationen von 0,01 bis 20 % eingesetzt werden. Die Strahlenvemetzung erfolgt bei einer Temperatur, bei der das Polyamid- Rohmaterial in der festen Phase vorliegt. Dabei erfolgt die Bestrahlung bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der kristallinen Schmelztemperatur des Polyamid-Rohmaterials, sodass bevorzugt die amorphen Bereiche verzweigt/teilvemetzt werden, wohingegen die kristallinen Bereiche weitgehend unverändert bleiben, um die für Weiterverarbeitung des vernetzten Polyamids zu ermöglichen. Die Bestrahlung erfolgt mittels ionisierender Strahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, wobei die Bestrahlungsdosis im Bereich von 1 bis 60 kGy liegt. Durch die relativ geringe Bestrahlungsdosis weist das vernetzte Polyamid einen relativ geringen Vemetzungsgrad mit einem Gelgehalt zwischen 0,01 und 10 % auf. Nachteilig weist das anschließend durch
Umformung erhalten Endprodukt ebenfalls einen geringen Vemetzungsgrad auf, sodass eine ausreichende Dauerbeständigkeit für gewisse Anwendungsfalle, insbesondere für Laufrollen, nicht gegeben ist. DE 102009 042696 zeigt eine Laufrolle für eine T ransport-oder
Vereinzelungsvorrichtung für Wertdokumente, umfassend einen Grundkörper mit einer den Grundkörper zum des teilweise durchsetzenden zentralen Bohrung zur Aufnahme einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers. Weiter umfasst die Laufrolle einen auf dem Grundkörper angeordneten Umfangsabschnitt mit einer radial nach außen weisender Lauffläche, wobei die Lauffläche aus einem strahlenvernetzbaren thermoplastischen Elastomermaterial besteht. Nachteilig an der gezeigten Laufrolle ist, dass diese aus zwei Komponenten besteht, welche zur Herstellung der Laufrolle einzeln hergestelit werden und passgenau miteinander verbunden werden müssen. Nachteilig weist die Laufroile einen entsprechend hohen Materialaufwand und ist in seiner Herstellung entsprechend kosten- und zeitintensiv.
DE 102006017346 A1 offenbart ein migrationsstabiles Masterbatch, umfassend einen strahlenvemetzbaren Kunststoff, wobei der strahlenvemetzbare Kunststoff ein polyfunktionales Monomer umfasst; Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Laufrolle, insbesondere für eine
Schiebetür, anzugeben, welche kostengünstig in der Herstellung und zudem dauerbeständig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Laufrolle mit den Merkmalen eines unabhängigen Anspruchs gelöst.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetüreines Fahrzeugs geschaffen, umfassend einen Grundkörper mit einer radial nach außen weisender Lauffläche, wobei die Lauffläche mit einer Führungsschiene einer Schiebetür koppelbar ist. Weiter umfasst die Laufrolle eine den Grundkörper zumindest teilweise durchsetzende zentrale Bohrung zur Aufnahme einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers. Die Laufrolle zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die Lauffläche aus einem strahlenvemetzten Kunststoff mit einem Gelwert in Ameisensäure zwischen 20 % und 60 % besteht. Vorteilhaft kann die Laufrolle beispielsweise durch ein Spritzgußverfahren und anschließender Bestrahlung hergestellt werden, wobei die grundlegende Form und das Endmaß der Laufrolle ohne zusätzlich erforderliche Arbeitsschritte erzielt werden können. Insbesondere sind keine nachträglichen Verformungen bzw. ein Drehen auf das fertige Rollenmaß notwendig, Vorteilhaft sinken die Herstellungskosten entsprechend. Um gleichzeitig eine Dauerbeständigkeit der Laufrolle zu erzielen, ist die Laufrolle zumindest im Bereich der Lauffläche, welche im Betrieb überwiegend eine Abriebwirkung erfährt, durch Verwendung von strahlenvernetztem
Kunststoff mit einem retativ hohen Gelwert widerstandsfähiger. Vorteilhaft bleibt die vorteilhafte Härtung der Lauffläche durch Strahlen Vernetzung auch dadurch erhalten, dass eine Nachbearbeitung der Oberfläche der Laufrolle durch Drehen oder Fräsen nicht vorgesehen bzw. erforderlich ist.
Besonders bevorzugt besteht der gesamte Grundkörper aus einem strahlenvernetzbaren Kunststoff. Vorteilhaft kann der Grundkörper durch ein übliches Spritzgussverfahren unter Verwendung von zum Beispiel in Granulatform vorliegendem Material, welches aus einem strahlenvernetzbaren Kunststoff besteht, einfach und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft nicht erforderlich, die Laufrolle unter Verwendung von zwei Komponenten in getrennten Arbeitsschritten herzustellen. Zudem können vorteilhaft so auch an die Lauffläche angrenzende Flächen des Grundkörpers über nach dem Entformen durchgeführten Bestrahlung nachträglich gehärtet werden, sodass die Dauerbeständigkeit auch von weniger belastete Flächen des Grundkörpers nicht verringert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Laufrolle ist vorgesehen, dass der strahlenvemetzte Kunststoff ein Polyamid umfasst, in einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst der strahienvernetzten Kunststoff Polyamid 66 (PA 66). Vorteilhaft kann der Grundkörper so durch leichte Anpassung der Herstellungsparameter in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden, so wie dies bei anderen Bauteilen, die aus nichtvemetztem Polyamid bestehen, bekannt ist.
Zweckmäßigerweise umfasst der strahlenvemetzte bzw. strahlenvemetzbare Kunststoff ein Vemetzungsadditiv. Vernetzungsadditive verstärken vorteilhaft die Vernetzung des Kunststoffes bzw. beschleunigen die Vernetzung, sodass eine nachträgliche Härtung des Kunststoffes effektiv durch kurzzeitige Bestrahlung möglich ist. Insbesondere ist das Vemetzungsadditiv ein polyfunktionales Monomer. Besonders bevorzugt ist das Vernetzungsadditiv eines von Triallylisocyanurat und Triallyicyanurat. Polyfunktionale Monomere eignen sich insbesondere zum Strahlenvemetzen von Polyamid, sodass die auf Basis von Polyamid hergestellte Laufrolle entsprechend kostengünstig in einem ersten Verfahrensschritt durch Spritzgießen geformt und anschließend effektiv durch kurzzeitige Bestrahlung nachgehärtet werden kann. Zweckmäßigerweise ist das Vemetzungsadditiv in dem strahlenvemetzten Kunststoff in einer Konzentration zwischen 0,01 % und 20 % enthalten. Besonders bevorzugt ist das Vernetzungsadditiv in dem strahlenvernetzten Kunststoff in einer Konzentration zwischen 12,5 % und 17,5 %, vorzugsweise von etwa 15 % enthalten. Vorteilhaft kann ein Gelwert in Ameisensäure von 35 % bis 59 % bei relativ geringen Bestrahlungszeiten erreicht werden, sodass die nachgeschaltete Härtung der Laufrollen in relativ kurzer Zeit durchgeführt kann. Vorteilhaft sinken die Herstellungskosten der Laufrollen entsprechend.
Vorteilhaft weist der strahlenvernetzte Kunststoff ein Elastizitätsmodul zwischen 3000 MPa und 4000 MPa, bevorzugt von etwa 3500 MPa auf. Weiter weist der strahlenvernetzte Kunststoff eine Charpy- Schlagzähigkeit zwischen 50 kJ/m2 und 55 kJ/m2, bevorzugt von etwa 52 kJ/m2 bei 23 °C auf. Zudem weist der strahlenvernetzte Kunststoff bevorzugt eine Charpy-Kerbschlagzähigkeit zwischen 3 kJ/m2 und 7 kJ/m2, bevorzugt von etwa 5 kJ/m3 auf. Vorteilhaft ist die Laufrolle hierdurch ausreichend widerstandsfähig gegenüber Verformungen durch von außen auf die Laufrolle wirkende Kräfte oder Schläge. Insbesondere wird hierdurch vorteilhaft sichergestellt, dass die Laufrolle zuverlässig innerhalb der Führungsschiene über möglichst viele Lastwechsel hinweg verlagerbar bleibt, bevor ein Austausch erforderlich ist Die Laufrollen bzw. der strahlenvemetzte Kunststoff ist besonders bevorzugt derart ausgebildet dass die Laufrolle nach der Bestrahlung einen sogenannten Lötkolbentest besteht. Bei dem Lötkolbentest wird an einer an der Laufrolle definierten Prüfrnarkierung ein Lötkolben mit einer definierten Lötkolbenspitze aufgesetzt Die Lötkölbenspitze besteht aus Stahl und hat einen Durchmesser von etwa 1 mm. Die Prüftemperatur, also die Temperatur der Lötkolbenspitze beträgt während der Prüfung 350° C und die Betastungskraft beträgt 10 N. Der Lötkolbentest gilt als bestanden, wenn die Lötkolbenspitze während der 5 s dauernden Prüfung nicht tiefer als 0,2 mm in die Laufrolle an der Stelle der Prüfmarkierung eindringt.
Nach einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür, geschaffen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt das
Spritzgießen eines Grundkörpers der Laufrolle in einem Formwerkzeug, wobei als Grundmaterial ein strahlenvemetzbarer Kunststoff verwendet wird. In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt das Entformen des spritzgegossenen Grundkörpers aus dem Formwerkzeug. In einem dritten Verfahrensschritt erfolgt eine Bestrahlung zumindest der Lauffläche des Grundkörpers mit Betastrahlung. Vorteilhaft kann die Laufrolle in großen Stückzahlen im bekannten Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Dauerbeständigkeit der Laufrolle durch die anschließende Bestrahlung des Grundkörpers mit Betastrahlung und die dadurch aktivierte Vernetzung des Kunststoffes zumindest im Bereich der Lauffläche des Grundkörpers erheblich verbessert wird.
Besonders bevorzugt beträgt die Dosis der Betastrahlung 90 kGy bis 110 kGy, bevorzugt etwa 100 kGy. Weiter bevorzugt weist die Betastrahlung eine Energie zwischen 7 MeV und 13 MeV, bevorzugt von etwa 10 MeV auf. Vorteilhaft wird hierdurch ein Vemetzungsgrad bzw. ein Gelwert in Ameisensäure zwischen 35 % und 59 % erzielt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung einer Laufrolle ist vorgesehen, dass die Laufrolle nach dem Entformen in einer Umhüllung oder Verpackung liegend bestrahlt wird. Dabei wird durch die liegende Anordnung sichergestellt, dass jeder der Laufrollen den gleichen Bestrahlungsbedingungen unterliegen. Vorteilhaft wird hierdurch der Herstellungsprozess vereinfacht, da hierdurch auch die Möglichkeit besteht, den Verfahrensschritt des Spritzgießens an einem ersten Standort und die anschließende Bestrahlung an einem zweiten Standort vorzunehmen, wobei die nach dem Spritzgießen und Entformen erhaltenen Grundkörper der Laufrolle eingepackt werden und an den zweiten Standort zur Bestrahlung verbracht werden könhen, ohne dass die Grundkörper für die anschließende Bestrahlung aufwendig wieder aus der Verpackung herausgenommen werden müssen. Vorteilhaft können die fertig bestrahlten Laufrollen wieder in derselben Verpackung weiter an einen dritten Standort zur Endmontage verschickt werden , bei der der Grundkörper mit einem Lagerelement ausgestattet und verbaut wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Laufrolle geschaffen, erhältlich durch ein Verfahren zur Herstellung einer Laufrolle wie vorstehend geschrieben.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufrolle in einer längs aufgeschnittenen Seitenansicht,
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laufrolle in einer längs aufgeschnittenen Seitenansicht Die Laufrolle 1 umfasst einen zylindersymmetrischen Grundkörper 2 aus einem strahlenvernetzten Kunststoff. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Grundmaterial des Grundkörpers 2 Polyamid 66 (PA 66), wobei dem Polyamid ein Vemetzungsadditiv mit einem Anteil von etwa 15 % zugeführt wunde. Das Vemetzungsadditiv ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel Trialiylcyanurat. Der Grundkörper 2 ist durch ein Spritzgussverfahren hergestellt worden, sodass die Herstellungskosten für die Laufrolle 1 vorteilhaft günstig sind. Anschließend wurde der Grundkörper 2 durch Betabestrahlung mit einer Energie von 10 MeV und einer Strahlendosis von 100 kGy nachträglich strahlenvernetzt. Der Grundkörper 2 weist an einem oberen Abschnitt eine Lauffläche 3 auf, welche mit einer hier nicht gezeigten Führungsschiene einer Führungsanordnung in Eingriff bringbar ist. Die Lauffläche 3 weist eine leicht nach außen gekrümmte Form auf, sodass der Rollwiderstand bei Verlagerung der Schiebetür möglichst gering ist und die Verlagerung der Schiebetür entsprechend einfach möglich ist.
Der Grundkörper 2 weist weiter eine den Grundkörper 2 vollständig durchsetzende zentrale Bohrung 4 auf, welche die Aufnahme einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers 2 um eine Drehachse L ermöglicht. Die Bohrung 4 ist in dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel als Stufenbohrung ausgebildet, sodass die Bohrung 4 einen ersten Bohrungsabschnitt 4a und ein zweiten Bohrungsabschnitt 4b aufweist, wobei der erste Bohrungsabschnitt 4a einen kleineren Innendurchmesser als der zweite Bohrungsabschnitt 4b aufweist.
Der erste Bohrungsabschnitt 4a erstreckt sich in axialer Richtung entlang der Drehachse L von einer Unterseite 2a des Grundkörpers 2 bis zu dem zweiten Bohrungsabschnitt 4b. Im Bereich der Unterseite 2a weist der erste Bohrungsabschnitt 4a eine erste Fase 5 auf, welche die Durchführung eines Lagerbolzen zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers 2 erleichtert. Der zweite Bohrungsabschnitt 4b erstreckt sich in axialer Richtung entlang der Drehachse L von dem ersten Bohrungsabschnitt 4a bis zu einer Oberseite 2b des Grundkörpers 2. In dem zweiten Bohrungsabschnitt4b ist eine radial umlaufende Nut 6 vorgesehen, weldie für das Einpressen bzw. das axiale Sichern eines Lagerelementes in dem Grundkörper 2 über einen Spannungsring verwendet werden kann. Schließlich weist der zweite Bohrungsabschnitt 4b in einem Bereich der Oberseite 2b des Grundkörpers eine zweite Fase 7 auf, welche das Einführen des Lagereiementes in die durch den zweiten Bohrungsabschnitt 4b gebildeten offenen Aufnahme erleichtert. Die zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 4a und dem zweiten Abschnitt 4b gebildete ringförmige Stufe 8 bildet dabei eine Anschlagfläche für das Lagerelement
Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem als Vemetzungsadditiv Triallyicyanurat verwendet wird. Es versteht sich, dass auch die Verwendung anderer Vemetzungsadditive möglich ist, soweit eine durch nachträgliche Bestrahlung der nach dem Spritzgießen Verfahren vorgeformten Laufrolle bzw. Grundkörper aktivierte Vernetzung effektiv möglich ist.
Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieis erläutert, bei dem eine Strahlendosis von 100 kGy bei einer Strahlenergie von 10 MeV einer Betastrahlung zur Strahlenvemetzung verwendet wurde. Versteht sich, dass diese Parameter insoweit veränderlich sind, als das es bei der erfindungsgemäßen Laufrolle, welche am Ende des Herstellungsprozesses vorliegt, ein bestimmter Vemetzungsgrad, bevorzugt ein Gelwert im Bereich von 35 % bis 59 % in Ameisensäure erzielt wird-
Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieis erläutert, bei dem die zentrale Bohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist. Es versteht sich, dass die zentrale Bohrung auch als einfache Bohrung ausgebildet sein kann, soweit in der zentralen Bohrung eine axiale Sicherung eines
Lagerelementes zum Ermöglichen einer Drehbewegung des Grundkörpers der Laufrolle um die Drehachse L möglich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür eines Fahrzeugs, umfassend einen Grundkörper (2) mit einer radial nach außen weisender Lauffläche (3), wobei die Lauffläche (3) mit einer Führungsschiene einer Schiebetür koppelbar ist, und eine den Grundkörper (2) zumindest teilweise durchsetzende zentrale Bohrung (4) zur Aufnahme einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Lauffläche (3) aus einem strahlenvemetzten Kunststoff mit einem Gelwert in Ameisensäure zwischen 20 % und 60 % besteht
2 Laufrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus einem strahlenvemetzbaren Kunststoff besteht.
3. Laufrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der strahlenvernetzte Kunststoff ein Polyamid umfasst.
4. Laufrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der strahlenvemetzte Kunststoff ein Vemetzungsadditiv umfasst.
5. Laufrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vemetzungsadditiv ein polyfunktionales Monomer ist.
6. Laufrolle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vemetzungsadditiv eines von Triallytisocyanurat und Triallylcyanurat ist.
7. LaufroHe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsadditiv in einer Konzentration zwischen 0,01 % bis 20 % in dem strahlenvemetzten Kunststoff enthalten ist.
8. Laufrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vemetzungsadditiv in einer Konzentration zwischen 12,5 % bis 17,5 %, vorzugsweise etwa 15 % in dem strahlenvemetzten Kunststoff enthalten ist.
9. Laufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der strahlenvemetzte Kunststoff einen Gelwert in Ameisensäure zwischen 35 % und 59 % aufweist
10. Laufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der strahlenvemetzte Kunststoff ein Elastizitätsmodul zwischen 3000 MPa bis 4000 MPa, vorzugsweise etwa 3500 MPa aufweist.
11. Laufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der strahlenvemetzte Kunststoff eine Charpy- Schlagzähigkeit zwischen 50 kJ/m3 und 55 kJ/m3, vorzugsweise etwa 52 kj/rri3 bei 23°C aufweist.
12. Laufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der strahlenvemetzte Kunststoff eine Charpy- Kerbschiagzähigkeit zwischen 3 kJ/m2 und 7 kJ/m2, vorzugsweise etwa 5 kJ/m2 bei 23°C aufweist,
13. Verfahren zur Herstellung einer Laufrolle, insbesondere für eine Schiebetür, umfassend
Spritzgiessen eines Grundkörpere (2) der Laufrolle in einem Formwerkzeug, wobei als Grundmaterial ein strahlenvemetzbarer Kunststoff verwendet wird,
Entformen des spritzgegossenen Grundkörpere (2) aus dem Formwerkzeug, und Bestrahlen zumindest der Lauffläche (3) des Grundkörpers mit Betastrahlung.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosis der Betastrahlung zwischen 90 kGy und 110 kGy, vorzugsweise etwa 100 kGy beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung eine Strahlenenergie von etwa 7 MeV bis 13 MeV, vorzugsweise von etwa 10 MeV aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle nach dem Entformen des spritzgegossenen Grundkörpers (2) bei der Bestrahlung in einer elastischen Umhüllung liegend angeordnet ist.
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