DE1907874A1 - Riemenscheibe - Google Patents

Description

• "Riemenscheibe" Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe aus Kunststoff mit einem Einsatz aus einem anderen Werkstoff, der in die Nabe eingeformt ist, um einstückige Lagermittel zu bilden, das andere mechanische Eigenschaften als der übrige Teil der Scheibe hat, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben. Insbesondere betrifft die Erfindung Einrichtungen aus thermoplastischem Kunststoff, bei denen zwei oder mehr unterschiedliche Werkstoffe für verschiedene Teile der Einrichtung verwendet werden, um Gebrauch von. den. vorteilhafteren Eigenschaften des jeweiligen Materials zu machen.
• Aus dem Stand der Techn.ik der Räder, Zahnräder und Scheibe, die alle Drehkräfte aufnehmen oder übertragen, ist die Verwen dung von einsatzgeformten Metallteilen zur Erhöhung der struktuellen Festigkeit in Gummi- und Kunststoffeinrichtungen aus den US-Patentschriften 2 836 982 und 9 076 352 bekannt0 , Aus der US-Patentschrift 2 722 130 ist die Verwendung laminierter Werkstoffe bokannt. Ein einstückig geformter zusammengesetzter Gegenstand, nämlich ein Zahnrad, aus wärmehärtenden Werkstoffen ist aus der US-Patentschrift 3 241 391 bekannt, wo die kohesivan Eigenschaften der Werkstoffe vorwendet werden, um den angestrebten Erfolg zu erbringen. Nirgende wird jedoch von einem thermoplastischen Teil Gebrauch gemacht, das zur Aufnahme eines zweiten thermoplastischen Teils ausgebildet ist9 das in dem ersten Teil einsatzgeformt ist, um eine in sich geschlossene Einrichtung zu bilden. Das wurde bisher als undurchführbar angesehen, und zwar aufgrund von Schrumpfungen. des Materials, die normalerweise beim Formen von thermoplastischen Einrichtungen auftreten und die eine lose Vereinigung der zwei Teile hervorrufen würden.
• Die Erfindung betrifft also im einzelnen einen Fertigungskörper und das Verfahren. zur Herstellung dieses Körpers, spezieller das Spritzformen. ein.er Riemenscheibe mit einer Nabe mit ein.er Durchgangsbohrung, einem Steg un.d einem Kranz aus einem thermoplastischen Kunststoff und dann. das Spritzformen. eines Lagers oder einer Auskleidung in. die Bohrung der Nabe aus einem zwei-ten. thermoplastischen Kunststoff. Die Wahl,der Werkstoffe un.d die strukturelle Konstruktion einer Feilauf-Riemenscheibe hat zu ein.em in sich geschlossenen Fertigungskörper geführt, der verschiedene voneinander abweichende Eigenschaften. in. verschiedenen Teilen der Gesamtkonstruktion hat.
• Die Erfindung bezweckt also die Schaffung einer einstückigen Riemenscheibe, die sich preiswert herstellen läßt und die die erforderlichen Eigenschaften der Versc'hleißfestigkeit am Kranz hat, an dem eine Berührung mit einem Riemen. erfolgt, und dabei gleichzeitig die gewünschte Schmierfähigkeit an. der Nabe erbringt, wo ein. Drehen. auf einer Welle erfolgt. Aus dem Stand der Technik ist das nicht bekannt, da in. den bekannten. Piemenscheiben die Wabe, der Steg und der Kranz gegossen. werden mußten und dann. mechanisch Lagermittel eingesetzt werden mußten, beispielsweise eine Lagerbuchse aus Weißmetall, um die gewünschten. Eigenschaften zur rotierenden. Anlage an. einer Welle zu verbringen.
• Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand ein.es Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
• In. der Zeichnung sind: Fig. 1 ein.e Perspektivan.sicht eines bevorzugten.
• Ausführun.gsbeisp,iels der Erfin.dung, Fig. 2. ein.e Darstellung einer Riemen.scheibe im Schnitt un.d in. Ansicht, die spritzgegossen. worden. ist un.d bei der die Lagerschale n.och nicht einsatzgeformt ist, Fig. 3 ein Schnitt durch die in. Fig. 2 gezeigte Riemen.scheibe mit der einsatzgeformten Lagerschale und Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit im Schn.itt, aus der ein. Merkmal der Erfindung zu ersehen ist.
• Das das Prinzip der Erfindung veranschaulichende bevorzugte Ausführungsbeispiel ist ein.e Riemenscheibe 10, obgleich es sich versteht, daß für ebenfalls andere Formen. von. rotierenden. Teilen Gebrauch von. den. Lehren der Erfindung gemacht werden kann. Die' Riemenscheibe 10 umfaßt eine Nabe 12, einen Steg 14 un.d einen Kranz 16 und im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Seitenborde 18, die sich vom Kranz 16 nach außen erstrecken., um einen.
• Treibriemen seitlich einzuschließen und ihn. in seiner Lage zu halten.
• Die Nabe 12 umfaßt eine Durchgangsbohrung 22, die vorzugsweise an. den. gegen.berliegenden. Enden angefast ist, wobei die Fläche des angefasten Bbschnitts eine Vielzahl von Zähnen 24 aufweist, auf deren Zweck noch einzugehen sein wird. Um der Nabe eine angemessene Festigkeit zu verleihen., endet die gezahnte Fase 24 kurz vor der äußeren Abmessung der Nabe, um ein.e Endlagerfläche 26 an. den gegenüberliegenden En.den der Nabe 12 zu bilden..
• Eine Riemen.scheibe 10 kann. in. zufriedenstellender Weise vom konstruktiven Standpunkt aus durch Spritzformen hergestellt werden., wobei geeign.ete Werkstoffe wie Polypropylen., Polyäthylen. oder Polystyrol verwn.edet werden. Während die Gründwerkstoffe verwendet werden. können., ist es vorteilhaft, einen. Füllstoff zu verwenden., beispielsweise Glas, Asbest oder Talg, 'als Zusatz zumGrundwerkstoff, da diese Füllstoffe.die Härte der Scheibe erhöhen und damit bessere Verschleißeigenschaften an. den Stellen erbringen, an denen ein Laufriemen anliegt.
• Während, diese Werkstoffe gangbar sind, wenn sie auf einer Welle gedreht werden, hat es sich dennoch als wünschenswert erwiesen, eine Lagerschale 30 in der Bohrung der Nabe vorzusehen., so daß die erfindungsgemäße Riemenscheibe das weitere Merkmal der "Dauerschmierung" hat, und das kann dadurch erreicht werden., daß ein. selbstschmierelldes Material verwendet wird, an dem die Drehung um eine Welle stattfindet. Zu diesem Zweck ist die Lagerschale 30 in die Bohrung einsatzgeformt und bildet einen.Abschnitt 32 im wesentlichen gleichförmiger Wandatärke, der sich zwischen. den. Enden der Durchgangsbohrung 22. erstreckt, wie er durch die inneren Enden der gezahnten Fase 24 gebildet ist. Die Verzahnung wird durch den neuen Werkstoff gefüllt, und die Enden. der Lagerschale erstrecken sich etwas nach außen über die En.dflächen. 26 der Nabe 12. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird dadurch ein.e Lagerstirnfläche 34 aus selbstschmierendem Werkstoff sowie eine Fase 36 gebildet, die eine Führung zum Einsetzen. der normalen Welle bildet, um die die Scheibe rotiert.
• Nach dem Übergang des Vorformlings der Scheibe 10 in ein neues Gesenk können Mittel innerhalb des Gesenks vorgesehen sein, um den. Kranz 16 relativ zur Drehachse genau auszurichten. Das Einsetzformen des inneren Abschnitts 32 der Lagerschale 30 befindet sich dann in. einer genauen Flucht zur Achse, um für ein. konzentrisches Drehen zu sorgen. Die Fase 36 gestattet ein leichtes Aufschieben auf eine Welle, während die Endstirnflächen 34 für eine glatte selbstschmierende Fläche sorgen, die mit beliebigen. Haltemitteln zusammenwirken, wie sie allgemein üblich sind, um eine Scheibe auf der Welle in der vorgesehenen Lage zu halten..
• Es ist festgestellt worden, daß die zu bevorzugenden Werkstoffe für die Lagerschale 30 aus ein.em der folgenden Werkstoffe gebildet werden können: Acetalharz, Tetrafluoräthylen. oder Nylon. Diese Werkstoffe können darüber hinaus in. ihrer reinen Form verwendet werden oder mit einem oder mehreren der folgenden Füllstoeffe versehen sein.: Glas, Asbest, Glimmertalg oder Molybdendisulfid. Darüber hinaus können das Nylonund die Acetalharze mit Tetrafluoräthylen als Füllstoff versetzt sein.
• Diese sorgen einzeln. oder in Kombination. mit einem oder mehreren. Füllstoffen für die erforderlichen. selbstschmierenden Eigenschaften für ein.e lange Lebensdauer bei Rotation. um ein.e massive Welle, wie das bekannt ist.
• Während es bisher als feststehende Tatsache angesehen wurde, daß zwei thermoplastische werkstoffe für Einsatzformzwecke nicht miteinander verwendet werden können, ist festgestellt worden, daß in. einem erfindungsgemäßen Aufbau ein.e solche Verwendung möglich ist und ein.e Einrichtun.g geschaffen. wird, die der schiedene Eigen.schaften innerhalb eines einheitlichen. Fertigungsgegenstandes liefert, was bisher als undurchführbar galt Verschleißeigenschaften sind am Kranz 16 und an den. Flanschen 18 vorgesehen, während eine selbstschmieren.de Eigenschaft an. dem inneren Bereich 32 der Lagerschale 30 und an. den äußeren Lagerstirnflächen 34 vorhanden ist. Die verzahnten Fasen 24 beim In.einandergreifen mit den Fasenenden der Lagerschale 30 verhindern ein.e axiale und rotierende Bewegung zwischen. der Lagerschale 30 und der Nabe 12 der Riemenscheibe.

Claims (11)

1. rat entansprüche 1. Frei rotierbare Riemenscheibe mit einer Nabe, einem Steg und einem Kranz, wobei die Nabe eine Durchgangsbohrung aufweist, und in der Bohrung Lagermittel vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n. n z e i c h n. e t,, daß die Lagermittel (30) in der Bohrung (22) einsatzgeformt sind und daß sich an der Bohrung Mittel (24) befinden, die eine formschlüssige zusammenwirkende Verriegelun.g zwischen. der Nabe (12) un.d den. Lagermitteln (30) bilden.
2. 2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n. -z e i c h n e t, daß die Mittel (24) in. der Bohrung (26) ein.e Fase umfassen, die min.desten.s an. ein.em Ende der Bohrung (22) in der Nabe (12) liegt und daß die formschlüssige zusammen.wirkende Verriegelung an. der Fase (24) radial außerhalb der Bohrung (22) geformt ist, derart, daß die Lagermittel (30) an einer axialen und drehenden Bewegung relativ zur Nabe (12)gehindert sind.
3. 3. Riemenscheibe nach Anspruch 2, d a d u r e h g e k e n n. -z e i c h n. e t, daß die formschlüssige zusammenwirken.de Verriegelung ferner eine Vielzahl peripher im Abstand angeordneter Zähne an der Fase (26) umfaßt, die durch Material der Lagermittel (30) nach dessen. Einsatzformen in der Bohrung (22) gefüllt sind.
4. 4. Riemen.scheibe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n. n. -z e i c h n e t, daß beide Enden der Bohrung (22) mit Fasen versehen. und verzahnt sind, derart, daß die Lagermittel (30) in beide Richtungen an. ein.er axialen Bewegung relativ zur Nabe (12) gehindert sind.
5. 5. Riemenscheibe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n. e t, daß die Riemenscheibe aus Polypropylen., Polyäthylen oder Polystyrol und die Lagermittel aus Tetrafluoräthylen., Nylon, Acetalharz gefertigt sind
6. 6. Riemen.scheibe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n. n. -z e i c h n e t, daß die Lagermittel aus Tetrafluoräthylen. gefertigt sind, das mit Glas, Asbest, Glimmer oder Talg als Füllstoff versetzt ist.
7. 7. Riemenscheibe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n. -z e i c h n e t, daß die miemen.scheibe aus Polypropylen. gefertigt ist, das mit Glas, Asbest oder Talg als Füllstoff versetzt ist.
8. 8. Riemenscheibe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Lagermittel aus Nylon gefertigt sind, das mit einem oder mehreren der folgenden Werkstoffe als Füllstoff versetzt ist: Glas, Asbest, Glimmer, Talg, Molybdendisulfid oder Tetrafluoräthylen.
9. 9. Verfahren. zur Herstellung eines einstückigen drehbaren. Teils aus Kunststoff mit ein.er Nabe mit einer Durchgangsbohrung un.d ein.em Lagerteil aus' einem anderen- Werkstoff innerhalb der Bohrung, in.sbesondere nach Anspruch 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n. e t, daß das drehbare Teil mit einer gezahnten Fase an den gegenüberliegenden Enden. der Nabe um die Bohrung herum im Spritzgußverfahren hergestelltwird, das drehbare Teil in. eine zweite Form ein gesetzt wird, die zur Aufnahme des Teils ausgebildet ist und einen Stift umfaßt, der sich in. die Bohrung hineinerstreckt, jedoch im Abstand von. der Wandung der Bohrung liegt, und ein anderer Werkstoff im Spritzgußverfahren zwischen den. Stift und die Bohrung gebracht wird, wo'bcf.. Teile des Materials die Fase und die Zähne zur formschlüssigen Verriegelung des Lagerteils und der Nabe miteinander füllen..
10. 10. Verfahren n.ach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Fluß des anderen. Werkstoffs über die axiale Umgrenzung der Nabe hinaus unterbunden wird.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der andere Werkstoff des Lagerteils nicht zu einem Schmelzen oder Verformen des drehbaren. Teils führt und nicht aus einem Kontakt mit der Wandung der Boho rung wegschrumpft.