DE4126938C3 - Rolle und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rolle, bei der ein Einlege­ teil, insbesondere ein Wälzlager, an seinem Außenum­ fang mit einem Rollenkörper aus polymerem Werkstoff umspritzt ist, welcher Rollenkörper aus einem äußeren, hohlzylindrischen Laufmantel, einer dazu konzentri­ schen, in dessen Innerem angeordneten Nabe sowie ei­ ner Nabe und Laufmantel verbindenden, sich im we­ sentlichen radial erstreckenden Scheibe besteht, wobei im Seitenbereich des Rollenkörpers wenigstens eine Abtrennfläche eines Anguß' vorgesehen ist.

Aus der DE-OS 33 39 355 ist eine derartige Rolle be­ kannt, die in Spritzgußtechnik mittels des sogenannten Schirmanguß hergestellt ist. Der Schirm ist so angeord­ net, daß die Abtrennfläche des Anguß' im Bereich der äußeren Mantelfläche der Nabe liegt. Bei entsprechen­ der Gestaltung des Formwerkzeuges bringt dies den Vorteil, daß gleichzeitig mit dem Öffnen des Formwerk­ zeugs der Schirm abgetrennt wird und, da die Abtrenn­ fläche in einem für die Funktion der Rolle unwesentli­ chen Teil liegt, eine Nachbearbeitung der Abtrennfläche entfällt. Diesem Vorteil steht der Nachteil der Ansprit­ zung an einem extremen Ende der Form entgegen, was mit einem asymmetrischen Formfüllungsverhalten ver­ bunden 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 offen­ bart, bei der zusätzlich seitlich an der Scheibe angeord­ nete, Laufmantel und Nabe verbindende Verstärkungs­ rippen vorgesehen sind. Der Anguß erfolgt ebenfalls ausgehend von der Stirnfläche der Nabe. Durch die Ver­ stärkungsrippen entstehen zusätzliche Teilströme. Um die Auswirkung der beim Zusammentreffen der Teil­ ströme entstehenden Bindenähte, an denen naturgemäß eine geringere Festigkeit als im übrigen Bauteil vorliegt, zu minimieren, ist in der DE-OS 33 39 356 vorgeschla­ gen, die Strömungsquerschnitte so zu dimensionieren, daß die Teilströme ausschließlich im Bereich der Ver­ stärkungsrippen zusammenfließen. Die schädliche Wir­ kung der Bindenähte auf die Bauteilfestigkeit ist damit zwar reduziert, die Entstehung von Bindenähten selbst jedoch nicht verhindert.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rolle so zu gestalten, daß im fertigen Bauteil herstellungsbedingte Materialschwach­ stellen weitgehend vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch diesen Füllkanal wird erreicht, daß während des Spritzvorganges der Kunststoffstrom zunächst in den zentralen Bereich der Rolle, nämlich die Scheibe geleitet und dort erst in Teil­ ströme aufgeteilt wird, die dann von "innen nach außen" den Bereich von Nabe und Laufmantel ausfüllen. Bei einem derartigen symmetrischen Füllverhalten sind die Teilströme so geleitet, daß sie nicht im Laufmantel auf­ einander treffen, mithin die Entstehung von Bindenäh­ ten verhindert ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß am Umfang verteilt mehrere Abtrennflä­ chen des Angusses vorgesehen sind. Jede dieser Abtrenn­ flächen des Angusses ist jeweils mit einem einzelnen, sich im wesentlichen axial erstreckenden Füllkanal an die Scheibe angebunden.

Eine hinsichtlich der Gestaltung des Formwerkzeugs günstige Ausführungsvariante sieht vor, daß bei mehre­ ren am Umfang verteilten Abtrennflächen die einzelnen Füllkanäle zu einem gemeinsamen Füllkanal in Form einer Umfangswulst verbunden sind. Diese Umfangs­ wulst ist an der axialen Seitenfläche der Scheibe ange­ ordnet. In einer anderen Ausführung ist diese Umfangs­ wulst 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 ausgebil­ det, daß wenigstens an einer axialen Seite der Scheibe sich radial von der Nabe bis zum Laufmantel erstrec­ kende 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 Bin­ denähte entstehen. In mit Rippen versehenen Ausfüh­ rungsformen der erfindungsgemäßen Rolle ist es dabei sowohl möglich die Füllkanäle als einzelne Kanäle als auch in Form einer Umfangswulst auszubilden.

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

In allen vorstehenden Ausführungsformen sind die Abmessungen des Füllkanales in axialer Richtung aus­ gehend von der Scheibe auf zwei Drittel der Länge der Nabe und zwischen Scheibe und axialer Stirnfläche 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 Einschrän­ kungen. Es ist sowohl möglich, einen rein axialen Anguß, das heißt an der axialen Stirnfläche des Füllkanales, vor­ zusehen, als auch den Anguß radial von außen nach innen, also an der Mantelfläche des Füllkanales anzu­ ordnen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Aus­ führungsbeispiele erläutert: Es zeigen:

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

Die Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer erfindungsge­ mäßen Rolle bei der ein Wälzlager 1 an seinem Außen­ umfang mit einem Rollenkörper 2 aus polymerem Werkstoff umspritzt ist. Der Rollenkörper 2 besteht aus einem äußeren, hohlzylindrischen Laufmantel 3, einer darin angeordneten, konzentrischen Nabe 4 und einer die Nabe 4 und den Laufmantel 3 verbindenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Scheibe 5. Der Angußkanal 7 im nicht dargestellten Formwerkzeug ist in gestrichelten Linien skizziert. In diesem Ausführungsbeispiel sind am Umfang verteilt mehrere Angußstellen vorgesehen. Beim Öffnen des Formwerkzeugs werden die Angußkanäle 7 vom Rol­ lenkörper 2 getrennt, es bleiben dann Abtrennflächen 8 am Rollenkörper stehen. Zwischen diesen Abtrennflä­ chen 8 und der Scheibe 5 ist ein axialer Füllkanal 9 vorgesehen.

Der Füllkanal 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 Füll­ verhalten während des Gießens ist wiederum durch Pfeile angedeutet. Zur weiteren Verbesserung des Füll­ verhaltens ist die Rolle symmetrisch zur Scheibe 5 aus­ geführt, 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 Ausführungsvari­ ante einer erfindungsgemäßen Rolle ähnlichen Grund­ aufbaus wie die Ausführung nach den Fig. 3 und 4. Bei an mehreren am Umfang verteilten Abtrennflächen 8 ist der Füllkanal 9 als Umfangswulst im Bereich des Über­ ganges der Scheibe 5 zur Nabe 4 ausgebildet. Zur Ver­ besserung 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 Umfangswulst ausgebildeten Füllkanals 9 er­ folgt. Die Abtrennfläche 8 ist demzufolge an der äuße­ ren Mantelfläche des Füllkanals 9 angeordnet.

Claims (10)

1. Rolle, bei der ein Einlegeteil, insbesondere ein Wälzlager (1), an seinem Außenumfang mit einem Rollenkörper (2) aus polymerem Werkstoff um­ spritzt ist, welcher Rollenkörper (2) aus einem äußeren, hohlzylindrischen Laufmantel (3), einer dazu konzentrischen, in dessen Innerem angeord­ neten Nabe (4) sowie einer Nabe (4) und Laufmantel (3) verbindenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Scheibe (5) besteht, wobei im Seitenbereich des Rollenkörpers wenigstens eine Abtrennfläche (8) eines Angusses vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass sich von jeder Abtrennfläche (8) eines Angusses ein mit dem Rollenkörper (2) verbundener Füllkanal (9) bis zur Scheibe (5) er­ streckt,
daß der Füllkanal (9) an einer axialen Seitenfläche der Scheibe (5) ausgebildet ist,
und daß die Abmessungen des Füllkanales (9) in axialer Richtung, ausgehend von der Scheibe (5), auf zwei Drittel der Länge der Nabe (4) zwischen Scheibe (5) und axialer Stirnfläche und
in radialer Richtung auf zwei Drittel der Höhe der Scheibe (5) zwi­ schen Nabe (4) und Laufmantel (3) begrenzt sind.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rollenkörpers (2) verteilt meh­ rere Abtrennflächen (8) vorgesehen sind von de­ nen sich einzelne Füllkanäle (9) zur Scheibe (5) er­ strecken.

3. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rollenkörpers (2) verteilt meh­ rere Abtrennflächen (8) vorgesehen sind, von de­ nen sich ein gemeinsamer, als Umfangswulst ausge­ bildeter Füllkanal (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 Schirman­ guß vorgesehen ist, von der sich ein als Umfangs­ wulst ausgebildeter 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 gekenn­ zeichnet, daß der als Umfangswulst ausgebildete Füllkanal (9) als Verdickung der Nabe im Bereich des Überganges von Nabe (4) und Scheibe (5) aus­ gebildet ist.

7. Rolle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 Abtrenn­ flächen (8) ausgehend von jeder Abtrennfläche (8) ein als sich radial erstreckende Verdickung der Scheibe ausgebildeter Hilfskanal (12) zum Lauf­ mantel (3) erstreckt.

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

10. Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei seitlich an der Scheibe an­ geordneten, sich radial zwischen Nabe und Lauf­ mantel erstreckenden Verstärkungsrippen die Ab­ trennflächen jeweils zwischen benachbarten Ver­ stärkungsrippen vorgesehen sind.