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DE3339355A1 - Rolle und vorrichtung zu deren herstellung - Google Patents

Rolle und vorrichtung zu deren herstellung

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DE3339355A1
DE3339355A1 DE19833339355 DE3339355A DE3339355A1 DE 3339355 A1 DE3339355 A1 DE 3339355A1 DE 19833339355 DE19833339355 DE 19833339355 DE 3339355 A DE3339355 A DE 3339355A DE 3339355 A1 DE3339355 A1 DE 3339355A1
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Oskar 8734 Theinfeld Bretscher
Herbert 8722 Bergrheinfeld Dobhan
Elmar Kaiser
Hilmar 8721 Üchtelhausen Leuner
Bruno 8721 Geldersheim Schemmel
Werner 8721 Stadtlauringen Schneider
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Description

Die Erfindung betrifft eine Rolle nach dem Obergegriff des Hauptanspruches und eine Vorrichtung zur Herstellung dieser Rolle.
Eine Rolle dieser Art ist beispielweise durch das DE-GM 8 2114 742 bekannt. Ein Wälzlager ist dabei mit einem Rollenkörper umgeben, der stirnseitig mit dem Lager abschließt und seinerseits mit ringförmigen Ausnehmungen versehen ist. Wenn dieser Rollenkörper direkt um den Außenring des Lager gespritzt werden soll, bietet sich wegen der bekannten guten Verfahrensergebnisse der Schirmanguß an. Da der Anguß dabei jedoch stets in axialer Richtung erfolgt, ergeben sich große Schwierig-
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BAD ORIGINAL
keiten, wenn die Seitenflächen der Lagerringe und der dazwischen liegende Lagerraum freibleiben sollen. Weiterhin entsteht an der Seitenfläche des inneren Wandabschnittes ein ringförmiger Angußfilm, der in einem nachfolgenden Arbeitsgang beseitigt werden muß, wenn diese Seitenfläche funktionsbedingt eben und beispielsweise bündig mit dem Außenring sein muß. Ein solcher Schirmanguß ist beispielsweise auf Seite 97, Bild 40 "Saechtling, Kunststoff-Taschenbuch" 21. Ausgabe schematisch dargestellt. In die Bohrung des Spritzgußwerkstückes muß ein Werkzeugteil eingesetzt werden, das gleichzeitig durch seine kegelige Seitenfläche die Innenform für den Angußschirm bildet. Selbst wenn, wie in diesem Fall, keine Nabe oder dgl. umspritzt wird, ist eine Nachbearbeitung der Seitenfläche nach dem Abscheren des Angußschirmes erforderlich, wenn diese beispielsweise als Anlauffläche benutzt wird. Dies trifft auch für den in Bild 3-6. auf Seite 19 "Erhard/Strickle, Maschinenelemente aus thermoplastischen Kunststoffen, Grundlagen und Verbindungselemente" dargestellten Radiallüfter zu. Der Schirmanguß erfolgt über die Seitenfläche des inneren Wandabschnittes. Ein Werkzeug wird hier nicht gezeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rolle der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einem entsprechenden Werkzeug unter Anwendung des Schirmangußes ein direktes Umspritzen von vorgefertigten Naben, Lagern oder dgl. ohne Nachbearbeitung der Seitenflächen ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine solche Ausbildung der Rolle, daß die Abscherfläche des Angußfilmes an der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes anaeordnet ist
und durch ein Formwerkzeug mit einem separat einsetscharen, zylindrischen Werkzeugabschnitt, der einen pilzförmigen, die Seitenfläche der Nabe, des Lager oder dgl. abdeckenden und die des inneren Nabenabschnittes des Rollenkörpers formenden Kopf aufweist.
Dadurch ist die gesamte innere Seitenfläche der Rolle abgedeckt, wobei einerseits der Spritzwerkstoff nicht in den Bereich der Nabe, des Lagers oder dgl. fließen kann, was gerade bei Wälzlagern ein besonderer Vorteil ist und andererseits eine präzise durchgehende Formfläche zur Bildung der inneren Seitenfläche des Laufmantels vorhanden ist. Dadurch erübrigt sich automatisch jegliche Nacharbeit an dieser Stelle. Der Angußfilm befindet sich dagegen auf der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes im Inneren der ringförmigen Ausnehmung an einer Stelle, die üblicherweise keine Funktion ausüben muß. Daß dennoch ein Schirmanguß möglich ist, wird durch die erfindungsgemäße, vorteilhafte Ausbildung der Werkzeugteile bewirkt. Der pilzförmige Kopf des zylindrischen Werkzeugabschnittes bildet zusammen mit dem die ringförmige Ausnehmung im Bereich des Angusses formenden Werkzeugteil einen Ringspalt, der beispielsweise im Randbereich aber noch auf der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes angeordnet ist. Nach dem Umspritzen und Erstarren des Spritzwerkstoffes werden die Werkzeugteile entfernt, wodurch der ringförmige Angußfilm automatisch über den Rand des pilzförmigen Kopfes abgeschert wird. Die noch geringen Reste des Angußfilmes befinden sich nach dem Entformen an der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes des Rollenkörpers, wobei eine Nachbearbeitung entfällt.
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BAD ORIGINAL·
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Außendurchmesser des pilzförmigen Kopfes gegenüber dem Innendurchmesser des die ringförmige Ausnehmung im Bereich des Angusses formenden Werkzeugteiles gleich oder geringfügig kleiner ausgeführt. Die Abstimmung der beiden Durchmesser zueinander bewirkt eine Anpassung an den jeweiligen Spritzwerkstoff und bestimmt die Restmenge des verbleibenden Angußfilmes bzw. die Qualität dessen Abscherfläche beim Entformen.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung weist das die ringförmige Ausnehmung formende Werkzeugteil im Bereich des Angusses einen radial nach außen gerichteten ringförmigen Hinterschnitt auf und bildet zusammen mit dem Rand des pilzförmigen Kopfes einen im wesentlichen radial nach innen gerichteten oder kegelförmig geneigten Ringspalt für den Angußfilm. Durch die Breite des Hinterschnittes kann vorteilhafterweise die Stärke des Angußfilmes bestimmt werden. Weiterhin ist es möglich, durch die Neigung der Seitenfläche des Hinterschnittes und die Ausführung der Eck- bzw. Kantenbereiche, die Einströmrichtung für den Spritzwerkstoff zu variieren. Dies ist für dessen Verteilung und Dichte im gesamten Formwerkzeug besonders wichtig.
Bei weiteren Ausführungsbeispxelen der Erfindung weist der Rand des pilzförmigen Kopfes eine schmale zylindrische Mantelfläche auf bzw. dessen Seitenfläche ist mit einer zentralen Sackbohrung geringer Tiefe versehen. Durch die zylindrische Mantelfläche wird eine turbulenzarme Umlenkung des Spritzwerkstoffes an dieser Stelle erzielt, wobei die Füllung des Formwerkzeuges verbessert wird. Die zentrale Sackbohrung hat die Aufgabe,
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- β-
im Zuführkanal zurückgebliebene Reste von erstarrtem Spritzwerkstoff aufzufangen und damit zu verhindern, daß diese in das Formwerkzeug gelangen.
Die Erfindung wird im folgenden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben:
Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt einer über einen Schirmanguß hergestellten Rolle
Fig. 2 die Einzelheit Z der in Fig. 1 dargestellten Rolle im vergrößerten Maßstab und
Fig.·3 den Längsschnitt eines Formwerkzeuges zur Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Rolle.
Die in Fig. 1 dargestellte Rolle besteht aus einem doppelreihigen Kugellager 1 und einem Rollenkörper 2 aus Kunststoff. Dieser weist beiderseits ringförmige Ausnehmungen 3 auf, so daß dadurch ein innerer Nabenabschnitt 4, ein Laufmantel 5 und ein diese verbindender Scheibenbereich 6 entsteht. Der Rollenkörper 2 ist in Spritzgußtechnik direkt auf das Kugellager 1 aufgeformt und über eine ringförmige Nut 7 im Außenring axial gesichert.
Wie besser aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Kugellager 1 in einem Formwerkzeug über einen Schirmanguß umspritzt. In dieser Darstellung ist das Formwerkzeug stark schematisiert und nur wesentliche Einzelteile werden gezeigt. Es besteht im wesentlichen, was die Formung der Rolle anbetrifft, aus zwei axial beweglichen, schalenförmigen Werkzeugteilen 9, 10 mit einer Trennebene etwa in der axialen Mitte der Rolle.
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Diese Werkzeugteile 9, 10 weisen auch die Abschnitte 11 zur Bildung der ringförmigen Ausnehmungen 3 auf. In die Bohrung des Innenringes 12 des Kugellagers 1 ist ein zylindrischer Werkzeugabschnitt 13 mit einem pilzförmigen Kopf 14 eingesetzt, der mit seiner ebenen Radialfläche 15 das Kugellager 1 auf einer Seite abdeckt und für die gesamte Seitenfläche 16 des inneren Nabenabschnittes 4 des Rollenkörpers 2 als begrenzende Formfläche dient. Der Randbereich des Kopfes weist eine schmale, zylindrisehe Mantelfläche 17 auf, deren Durchmesser geringfügig, d.h. etwa im Bereich bis zu einem 1/10 mm kleiner ist als der Innendurchmesser des Abschnittes 11 zur Bildung der ringförmigen Ausnehmung 3. Die Seitenfläche 18 des Kopfes 14 ist ballig ausgeführt und bildet die Innenform für den Angußschirm 19. Der Schaft 20 des zylindrischen Werkzeugabschnittes 13 steht im eingesetzten Zustand über die andere Seitenfläche des Innenringes 12 hinweg und ist in einer entsprechenden Bohrung 21 des schalenförmigen Werkzeugteiles 9 zentriert. Die Außenfläche des Angußschirmes 19 wird von einem weiteren Hilfswerkzeug 22 gebildet, das in dem Werkzeugteil 10 zentriert ist.
Wenn das gesamte Formwerkzeug, wie dargestellt, in Arbeitsposition zusammengefahren ist, wird ein schirmförmiger Angußraum gebildet, der sich im Randbereich verengt und den Spritzwerkstoff aus dem sternförmig gleichmäßig radial nach außen gerichteten Fluß in einen kegelförmig radial nach innen geneigten Ringspalt 23 in Form eines Angußfilmes 24 umlenkt. Dies wird durch eine ringförmige Hinterschneidung des Abschnittes 11 zur Bildung der ringförmigen Ausnehmung 3 erzielt, die eine kegelförmig geneigte Seitenfläche 25 aufweist. Die zylindrische Mantelfläche 17 des pilzförmigen Kopfes 14 begünstigt dabei den störungsfreien Fluß des Spritzwerkstof-
fes in der Umlenkzone. Die Flußrichtung des Spritzwerkstoffes ist durch Pfeile dargestellt. Der pilzförmige Kopf 14 weist eine zentrale Sackbohrung 26 auf, die bei Spritzbeginn bereits erstarrte und im Zuführkanal vom vorangegangenen Zyklus zurückgebliebene Reste des Spritzwerkstoffes aufnehmen kann.
Beim Entformen verbleibt der zylindrische Werkzeugabschnitt 13 mit dem pilzförmigen Kopf 14 zunächst in dem Werkzeugteil 9 und hält die umspritzte Rolle fest. Das andere Werkzeugteil 10 wird zusammen mit dem Hilfwerkzeug 22 axial entfernt, wodurch der Angußfilm 24 im Bereich des Ringspaltes 23 abgeschert wird. Der Durchmesser des pilzförmigen Kopfes 14 ist wie bereits oben angedeutet, geringfügig kleiner als die Innenfläche des Werkzeugteiles 10, so daß beim Entformen bzw. Abscheren keine Schwierigkeiten entstehen. Der Angußschirm 19 wird kann aus dem Hilfswerkzeug 22 ausgestoßen. Wenn der zylindrische Werkzeugabschnitt 13 aus der Bohrung des Innenringes 12 bzw. aus dem betreffenden Werkzeugteil 9 entfernt ist, kann die fertige Rolle aus dem Werkzeugteil 9 entnommen werden.
Dadurch, daß der Angußfilm 19 auf der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes angeordnet ist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist dessen Seitenfläche 16 keine störenden Angußreste auf. Durch die Abscherwirkung der Werkzeugteile 10, 14 verbleibt lediglich eine schmale ringförmige Fläche 27 auf der Mantelfläche des inneren Wandabschnittes 4, die nur eine rauhere, gegenüber der benachbarten Formfläche anders aussehende, jedoch sich geometrisch und ästhetisch gut einfügende Oberfläche aufweist.
Die konstruktive Gestaltung der Werkzeugteile, insbesondere die Lage der Trennebenen und deren Aufteilung stellt nur ein Beispiel dar und kann den Erfordernissen gemäß variiert werden.
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Claims (6)

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 24.10.1983 DE 83 032 DE TPA/ko/mh Rolle und Vorrichtung zu deren Herstellung Patentansprüche
1. Rolle, bestehend aus einer Nabe, einem Lager (1) oder dgl. und einem durch Umspritzen mit Kunststoff auf dem Lager (1) angeordneten Rollenkörper (2) mit einem durch eine mindestens an einer Stirnseite angeordnete ringförmige Ausnehmung (3) gebildeten Laufmantel (5), einem den Außenring (8) des Lagers (1) umgebenden, inneren Nabenabschnitt (4) und einem diese verbindenden Scheibenbereich (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Abscherfläche (27) des Angußfilmes (24) an der Mantelfläche des inneren Nabenabschnittes (4) angeordnet ist.
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2. Formwerkzeug zur Herstellung von Rollen mit mindestens einer stirnseitigen, ringförmigen Ausnehmung (3) nach Anspruch 1 durch Umspritzen mit Kunststoff über einen Schirmanguß,bestehend aus die Außenflächen des Rollenkörpers (2) formenden Werkzeugteilen (9, 10) und einem in die Nabe, das Lager (1) oder dgl. einsetzbaren, im wesentlichen zylindrischen Werkzeugabschnitt (13) mit im wesentlichen kegelförmig geneigter Seitenfläche (18), dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Werkzeugabschnitt (13) ein separat einsetzbares Werkzeugteil ist und einen pilzförmigen, die Seitenfläche der Nabe, des Lagers (1) oder dgl. abdeckenden und die des inneren Nabenabschnittes (4) des Rollenkörpers (2) formenden Kopf (14) aufweist.
3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des pilzförmigen Kopfes (14) gegenüber dem Innendurchmesser des die ringförmige Ausnehmung (3) im Bereich des Angusses formenden Werkzeugteiles (10) gleich oder geringfügig kleiner ausgeführt ist.
4. Formwerkzeug nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die ringförmige Ausnehmung (3) formende Werkzeugteil (10) im Bereich des Angusses einen radial nach außen gerichteten, ringförmigen Hinterschnitt aufweist und zusammen mit dem Rand des pilzförmigen Kopfes (14) einen im wesentlichen radial nach innen gerichteten oder kegelförmig geneigten Ringspalt (23) für den Angußfilm (24) bildet.
5. Formwerkzeug nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des pilzförmigen Kopfes
(14) eine schmale zylindrische Mantelfläche (17) aufweist.
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BAD ORIGINAL
6. Formwerkzeug nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (18) des pilzförmigen Kopfes mit einer zentralen Sackbohrung (26) geringer Tiefe versehen ist.
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