CN208919258U - 轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轮、特别是用于计数装置的计数轮，包括轴承套和轮缘。轴承套和轮缘由彼此不同的合成材料制造。轴承套和轮缘能够彼此相对借助于沿轮的转动方向延伸的引导部沿转动方向运动。

Description

轮

技术领域

本实用新型涉及一种轮，所述轮被设计为用于计数装置的计数轮。

背景技术

根据本申请文件的轮基本上由轮缘和轴承套构成，并且例如设计为计数轮或用于构造计数装置的齿轮，例如用在水表中。轮的轮缘环围大多居中布置的轴承套，借助于轴承套能够将轮支承在轴或转轴上。通常，轴承套由金属制造，轮缘则由合成材料构造。在工件轮中将两种具有相异材料特性(例如不同的收缩特性)的不同材料进行的组合特别是在轴承套与轮缘之间或者在轴承套内部产生磨损现象。

已知的是，轮缘的合成材料与轴承套之间的磨损通过应用合成材料轴套能够降低。这样例如WO2012/130304A1介绍了带有齿圈的轮，其中，齿圈还有轴承套由复合材料制造。借助于型面锁合元件将齿圈和轴承套抗扭地相互连接，其中，轴承套同样滑动式地支承在转轴上。虽然相同的基础材料的应用使得轮的制造变得容易，但是轴承套和齿圈的材料特性仅能够受限制地与其功能相匹配。

WO96/15380A1同样介绍了一种与本实用新型属于一类的轮，具有由热塑性材料制造的轮缘，并且公开了轮的由金属或由合成材料构造的轴承套。在轮的制造过程中，首先通过将经加热的热塑性合成材料浇铸到型模中来制造轮缘，其中，型模特别是具有对应轴承套的居中的凹空部，并且将预先制造的轴承套在冷却过程期间结合到轮缘的居中的凹空部中。在冷却过程期间，轴承套被轮缘固定地环围。轮缘上附加的保持件加强了轴承套在轮缘的凹空部内部的连接作用，由此，轴承套和轮缘相互固定连接。制造过程特别是具有如下缺陷，轴承套必须预先制造并且为了将轴承套在轮缘内部良好的保持，需要附加的保持件。

前述现有技术中的解决方案具有如下不利之处，轴承套和转轴上的磨损现象可能由于轮缘与轴承套之间的刚性连接而产生。

由US4,012,961已知一种用于织物帘幕滑轮组的转向滚轮。滚轮由两个预先制造的合成材料部件构造，其中，两个合成材料部件由相同的材料制造，并且合成材料部件具有在横截面上例如大致弧形的抬高部和能够与抬高部相嵌接的兜状造型部的形式的引导机构。通过压合，将两个部件相互连接，由此，存在扣合连接件或卡位连接件。之后，将内部合成材料部件和外部合成材料部件彼此相对沿转动方向通过沿转动方向延伸的引导部能够转动地运动。滚轮的制造很复杂。半成品的运用、也就是相对较小的预先制造的合成材料部件的运用也不简单。此外，可行的是，在沿轴向起作用的机械负荷下，滚轮可能在使用中发生破碎。最后，扣合连接件或卡位连接件也具有如下缺陷，两个合成材料部件彼此间的精确定位特别是在批量制造时得不到保证。因此，任何情况下按照上述方式制造的轮也不适合作为计数装置的计数轮。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于，克服现有技术的缺陷并且提供一种开头提到类型的轮、特别是计数装置的计数轮，这种轮在轮缘与轴承套之间具有很低的磨损，并且能够简便地制造而且成本低廉。

本实用新型涉及一种轮，所述轮被设计为用于计数装置的计数轮，具有外部的轮缘和内置的轴承套，其中，轴承套和轮缘分别被设计为注塑部件，轴承套和轮缘能够彼此相对沿转动方向借助于在轮缘与轴承套之间沿转动方向延伸的引导部能够转动地运动。轮缘与轴承套之间的引导部由相互套嵌的引导元件构成，其中，引导元件被设计为至少一个造型部和与造型部互补对应的凹进部，在轮上布置有用于获取由轮的状态所代表的计数值的评估装置。

在此，引导部优选沿转动方向或沿圆周方向连贯地构造。这种结构的优点在于，基于轴承套相对于轮缘的转动能力，轴承套能够与转轴抗扭地连接，或者能够使轮或轴承套相对于处在轴承套中的转轴的磨损现象降至最低程度。轮的寿命得以提高。额外的而且独立的轴承套不再需要。被设计为注塑件的轴承套和轮缘分别由不同的材料制造。

当轴承套和轮缘通过引导部防脱失地相互连接时，能够实现有利的轮，这种轮也可以耐受较大的机械负荷。

在本实用新型的优选实施方案中，轮缘与轴承套之间的引导部具有引导元件，其中，引导元件优选设计为至少一个造型部和与该造型部互补的凹进部，二者相互有效连接并且优选嵌接套嵌。相互保持有效连接的引导元件的优点在于，轴承套和轮缘可靠地保持相互连接并且实现了高精度和轮的安静运转。

优选的是，分别将第一引导元件设计为轴承套或轮缘的组成部件，将与第一引导元件互补的第二引导元件设计为轮缘或轴承套的组成部件。

另外，轴承套和/或轮缘一体地构造，这确保了利用低材料耗费进行的成本低廉的制造，因为制造以较少的步骤实现。此外，能够通过一体制造轴承套和轮缘，来提供具有均匀材料特性的均质构件。

在一种实施方式中，还设置为：轮沿转动方向的引导借助于第一引导元件的横截面形状和第二引导元件的与前述横截面形状互补的对应横截面形状来设计。

引导元件可以分别具有多边形的横截面形状，其中，优选的是，引导元件可以分别具有带三角形轮廓的横截面。有利的是，在此设置有第一引导元件的三角形横截面形状和第二引导元件的与之互补的对应的横截面形状。其他多边形横截面形状、例如矩形或梯形轮廓或者可替换的横截面形状(例如T形轮廓或分别与之互补对应的横截面形状)同样可以考虑。

轴承套与轮缘之间特别可靠的连接能够在横截面呈三角形构型的引导元件以锐角构造时或者横截面呈三角形构型的引导元件具有彼此成锐角收尾的引导面时，得以实现。

在根据本实用新型的轮中，同样可以在轴承套与轮缘之间留有具备限定的缝隙宽度的分隔缝隙。具有限定的缝隙宽度的分隔缝隙确保：就轮缘与轴承套之间的整个运行面而言的运转能力得以保证并且在整个分隔缝隙沿整个转动方向的缝隙宽度保持不变的情况下，也不出现可能致使轮的磨损进一步提高的不平衡。分隔缝隙的优选的缝隙宽度在轮静止状态下，对于热塑性合成材料而言，处在0.01mm与0.1mm之间，特别优选处在 0.04mm至0.07mm之间，相当特别优选为0.05mm。在运行状态下，轴承套与轮缘彼此相对运动，分隔缝隙的缝隙宽度可以不同于静止状态下的限定的缝隙宽度。所提到的静止状态例如存在于制成轮之后或者结束用于制造轮的方法之后；分隔缝隙特别是由制造过程来确定并且能够在运行期间由于外界的力或温度影响而改变。此外，具有保持不变的缝隙宽度的分隔缝隙确保轮缘相对于轴承套的转动能力，由此，将对于轴承套的力作用降至最低，轮的寿命相对于已知的轮得到提高。

轴承套和/或轮缘的材料中的至少一种可以是热塑性合成材料。热塑性合成材料的应用具有如下优点，热塑性合成材料能够良好地变形，并且特别是在机械负荷下具有很高的耐磨性能。轮缘和/或轴承套优选由聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚氨酯(PUR) 或聚四氟乙烯(PTFE)构成。POM的长处在于高刚度和低摩擦系数。此外，POM具有高耐磨性能和良好的尺寸稳定性，也就是说，这种材料在环境条件变换的情况下，仅很小地变化或干脆不变。PPO是一种非晶态的而且非常成本低廉的材料，这种材料能够容易加工。PPO的长处还在于，很高的机械和化学稳定性，并且能够承受极高的温度波动。上述不同的热塑性合成材料的组合也可以用作轴承套和/或轮缘的材料。其他材料组合(例如由热塑性材料制造的轮缘与金属轴承套的组合)同样包括在本实用新型的技术方案中。

轴承套特别优选由聚甲醛(POM)制造，轮缘特别优选由聚苯醚(PPO) 制造。为了制造轴承套，例如使用 C 9021，对于轮缘则使用 NorylTM 731颗粒，在SABIC公司或Ticona Celance公司有售。

在本实用新型的另一优选实施方案中，设置为：轮缘与轴承套之间的分隔缝隙内的连接特性和摩擦特性能够改变。通过有针对性地对制造过程期间和/或运行期间在分隔缝隙内的连接特性和摩擦特性施加影响，能够要么在制造过程期间和/或在运行期间根据作用于轮缘和/或作用于轴承套的转矩的大小来优化轮缘相对于轴承套的转动特性。在制造过程的范围内，例如能够通过有针对性的温度控制或另外向分隔缝隙中引入添加剂，来有针对性地改变连接特性和摩擦特性。分隔缝隙内粗糙化的表面提高了摩擦性能并且由此使得轴承套相对于轮缘的转动能力降低。反过来，引入具有润滑性能的添加剂使得摩擦性能降低，由此提高了轮缘相对于轴承套的转动能力。向分隔缝隙中引入添加剂也可以在轮运转期间通过适当措施或装置来实现。

在轮的有利的构造方案中，设置为：能够将评估装置布置在轮上，由轮的状态(Stellung)所代表的计数值能够借助于评估装置获取。优选在侧部布置的评估装置特别是可以产生光脉冲，其中，光脉冲的光束延伸基于凹空部在轮上的状态和/或形状和/或位置和/或长度而能够测量或改变，并且作为由轮的状态(Stellung)所代表的计数值的量度。

本实用新型的另一方面涉及一种用于制造轮的方法，特别是如这里介绍的用于计数装置的计数轮，其中，第一型模部件被提供用于制造轮缘。之后，将经加热的第一合成材料注入用于制造带有第一引导元件的轮缘的第一型模部件中。另外，提供另一用于制造轴承套的型模部件，将用于制造带有与第一引导元件相对应的第二引导元件的轴承套的第二材料注入另一型模部件中。然后，第一和第二引导元件形成沿转动方向延伸的引导部，借助于所述引导部能够使轮缘和轴承套沿转动方向能彼此相对转动地运动。

在此，引导部优选是连贯的而且沿轮的转动方向延伸。所介绍的制造方法具有如下优点，这种制造的轮(带有轮缘、轴承套和处于轮缘与轴承套之间的引导元件)能够以分两步的注塑方案简单而且成本低廉地制造。型模部件可以是较大的能够组装的模具的组成部件，分别是独立的模具或也是其他在型模冷却期间和之后对注入或注塑的材料给定形状的构件。

另外，型模部件可以包括阴模和型芯，优选是分两部分的型芯，用于造型出引导部的至少一个引导元件。通过这种利用阴模和分两部分的型芯的制造方法，能够将轮缘和轴承套分别一体地而且成本低廉地在注塑方法的范围内制造出来。不需要独立的型模部件，轮的各个组成部件不必独立制造和组装。

根据本实用新型，第二材料优选注塑到完全冷却的或可能还是热的轮缘上。由此，能够首先应用带有分两部分的型芯的阴模、在阴模与分两部分的型芯之间注入用于制造轮缘的第一材料。通过冷却第二材料，能够在两个元件(也就是在轮缘与轴承套之间)自动产生分隔缝隙。在冷却用于轴承套的第二材料时，轴承套实现与轮缘发生所希望的能够转动的连接，而无需后续设置装配步骤。优选的是，型芯具有引导元件的轮廓，由此，轮缘在第一注塑过程之后已经具有第一引导元件的轮廓。在下一个步骤中，取走型芯并且例如替换上直径上较小的型芯。在这时，可以将用于形成带有第二引导元件的轴承套的第二材料注入轮缘的所保留的而且为此设置的开口中。可替换地，对于能够快速硬化的材料的情况，在轮缘的作为型模部件的所设置的开口中，涂覆有快速硬化的材料的层，这种层直接采取开口的形状，进而在无需应用其他型模部件的情况下产生轴承套。

在此，引导元件的横截面形状优选自动彼此互补地相对应，而且能够具有不同的横截面形状或与之互补地对应的轮廓。

用于轮缘和轴承套的材料可以具有不同的加工温度以及不同的加工收缩率。针对轮缘和轴承套分别应用的材料优选以如下方式选择，使得材料之间的润湿在制造过程期间得以避免。优选的是，材料一方面用于轴承套，另一方面用于轮缘，二者以接近的热膨胀系数见长，由此，产生均匀的分隔缝隙。用于制造轴承套的材料的加工收缩率例如可以是1.5至 2.0％，而用于制造轮缘的材料例如仅以0.5％至0.7％收缩。对于不同的合成材料可替换地或者可能甚至附加地，也可以设想的是，在合成材料之间引入添加剂作用分隔剂。所述方法步骤具有如下优点，轮缘和轴承套能够作为复合件制造，而无需将材料相互连接。

通过针对轮缘和轴承套应用具有不同的加工收缩率的材料，在轮缘与轴承套之间，基于轴承套相对于轮缘的加工收缩率而言更高的加工收缩率而形成分隔缝隙。这使得，在冷却过程期间，轴承套的材料比轮缘的材料更强烈地收缩，并且由此在轮缘与轴承套之间产生分隔缝隙。这产生其他有利之处，分隔缝隙在制造期间成本低廉地而且在制造期间、在冷却轮期间无需附加制造耗费就得以产生。优选能够用作材料的是热塑性合成材料，优选为聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚氨酯(PUR)或者聚四氟乙烯(PTFE)。这种热塑性合成材料的应用具有如下优点，这种热塑性合成材料的应用具有如下优点，使得轴承套和轮缘的功能材料要求得到满足，进而提高了轮的寿命。

在本实用新型的另一有利的设计方案中，设置为：在冷却轮缘和/或轴承套期间的温度或温度梯度在所应用的材料的相应的加工收缩率方面得到匹配。轮缘与轴承套之间的分隔缝隙内的连接特性和摩擦特性在制造过程阶段中，通过引入所选出的添加剂而能够有针对性地改变。

本实用新型的另一方面涉及一种计数装置，其中，计数装置包括至少一个如这里介绍的轮，并且所述轮附加地在圆周上沿绕转方向印有数字，因而能够设计为计数轮。同样可以考虑冲裁出或造型出的数字。计数装置也可以包括两个或更多个轮。这种计数装置具有如下优点，使得其承受得住波动的环境条件并且以长寿命见长。这种计数装置维修率低、制造中便利而且具有高精度，并且特别是能够装在水表或煤气表中。

附图说明

其他有利的设计方案和实施例由下面的附图获得，在下面，本实用新型借助于实施例详细阐释。其中：

图1以透视图示出根据本实用新型的用于计数装置的计数轮；

图2以部分剖切的视图示出图1中的计数轮；

图3以剖视图示出根据本实用新型的计数轮；

图4示出图3中的计数轮的放大的细节视图(根据图3的界面A)；

图5以简化图示和剖视图示出根据本实用新型的方法；

图6示出具有沿侧向布置的评估单元的轮的剖视图。

具体实施方式

图1以透视图示出根据本实用新型的用于计数装置的计数轮1，包括轮缘2以及轴承套3。轮缘2例如由NorylTM 731颗粒制造，轴承套由 C 9021制造。轮缘2由内部部分4和外边缘5构成。在外边缘5的一侧7上布置有用于装入变速器中的齿圈6。在轮缘2的内部部分 4中布置有轮毂8。轴承套3整合到轮毂8中。轮缘2的内部部分4具有凹空部9。印刷的数字处在外边缘5上。

图2以部分刨切的视图示出图1中的计数轮，具有轮缘2和轴承套3，轮缘由内部部分4、外边缘5、承载齿圈6的侧面7、轮毂8以及凹空部9 构成。轴承套3和轮缘2的不同的合成材料通过不同的阴影部标示。轮缘 2一体地制造。轴承套3具有圆柱形的壳面11，轴承套3的滑动面12构造在所述壳面上。轴承套3同样一体地构造。在计数轮1的中心能够看到轮缘2与轴承套3之间的引导部13。该引导部13连贯地沿计数轮1的周向布置。引导部13具有互补对应的带有三角形的轮廓的引导元件13a、 13b。引导元件13a、13b由根据图3的造型部13a和凹进部13b构成，如图3中所示那样。在轮缘2与轴承套3之间留有分隔缝隙14，分隔缝隙实现了：使轴承套3和轮缘2能够彼此相对转动。轮缘2和轴承套3不可分离地相互连接，也就是说，轮缘和轴承套不能无损伤地相互分离。在轮缘2的外边缘5上印有数字10。

图3以剖视图示出图1和图2中的计数轮1。相同的附图标记标示出图1和图2中相同的部件。引导部13(如在图2中所示那样)由呈外翻部13a和凹入部13b形式的引导元件13a、13b构成。在此，凹进部13b 布置在轴承套3上并且与轴承套一体连接。造型部13a布置在轮缘2上，并且与轮缘一体连接。也可以考虑的是，凹进部13b布置在轮缘2上，造型部13a布置在轴承套3上。造型部13a和凹进部13b彼此互补对应并且分别具有三角形的或与此互补对应的轮廓。在轮缘2与轴承套3之间留有分隔缝隙14。

由根据图4的细节视图中可见的是，在横截面中呈三角形构型的引导元件13a和13b分别成锐角地构造。在横截面中呈三角形的造型部13a 具有两个平坦的引导面19a和20a。引导元件13a的引导面19a和20a成锐角会聚，其中，引导面19a和20a之间的角度以α标示。在这里，角α例如大致为60°，但所述角度也可以处在20°至90°之间。针对一定的应用情况，甚至也可以考虑钝角的构型。造型部13a的配对件、形成凹入部的凹进部13b明显与三角形的造型部13a互补地构造，凹进部13b的平坦的彼此会聚的引导面以19b和20b标示。利用引导元件13a和13b的构造，实现的是，轴承套3和轮缘2借助于引导部13不可脱失地相互连接。不可脱失意味着：两个部件、也就是轴承套3和轮缘2仅能利用显著的耗费而且特别是不能简单地用手就分开。不可脱失可以特别意味着：轴承套3 和轮缘2不能够不受损就相互分离。

图5在简化图和剖视图中以步骤a至步骤d示出用于借助于注塑制造轮缘2和轴承套3的根据本实用新型的方法。为了制造轮，应用根据图5 中a)视图的型模15，其包括阴模16和型芯17，型芯由两个部分17a和 17b构成，首先，在阴模16与型芯17之间注入用于形成轮缘的合成材料 (图5中b)视图)。之后，取走型芯17，并且替换成直径更小的型芯18，如在图5中c)视图中可见那样。在这时，可以将用于形成轴承套3的合成材料注入到轮缘2的合成材料上，也就是注入更小的型芯18与还温热的轮缘2之间的空腔中(图5中d)视图)。通过相应的材料参数和加工参数的选择，能够确保：两种材料不相连接并且实现有利的能够转动的支承。不同的合成材料具有不同的加工收缩率。轴承套3的合成材料的加工收缩率大于轮缘2的合成材料的加工收缩率，也就是说，在合成材料冷却期间，轴承套3比轮缘2更强烈地收缩，由此，分隔缝隙14以特别优选 0.05mm的宽度产生。在合成材料冷却之后，较小的型芯18从轮上离开 (未示出)。不言而喻的是，可以根据所选择的材料、尺寸和/或应用情形也不同于前面提到的、特别优选的缝隙宽度0.05mm。有利的滚轮可以在静止状态下测量时，具有0.01mm至0.1mm的缝隙宽度，其中，优选设置0.04mm至0.07mm的缝隙宽度。

图6示出轮1的剖视图，带有在侧部布置的评估装置19a、19b。评估装置19a、19b用于读取分别通过轮1的状态显示的计数值，该计数值能够代表所依托的技术装置(例如水表)的计数值。评估装置19a、19b 优选是光学发射单元19a和光学接收单元19b，二者借助于对轮1的沿转动方向布置的凹空部9的状态和/或形状和/或结构和/或长度的评估来获取由轮1的状态所代表的计数值。凹空部9优选布置在轮缘2上，但是也可以布置在轴承套3上或者布置在轮1的外边缘5上。也可以对多个沿转轴布置的轮1借助于分别直接布置在相应轮1上的或一个整体的评估装置 19a、19b分别或总体上读取。评估装置19a的发射单元也可以是转轴的一部分，例如作为光导体，并且发射光脉冲透过轴承套3，并且基于轴承套3的状态，必要时通过同样布置的凹空部9来获取由此代表的计数值。评估装置19a、19b的其他工作原理(如电容方法或电感方法)根据本实用新型也可以应用，其中，为此必须将凹空部9用相应的电容和/或电感的信号发射器或构件进行替换或补充。

Claims (9)

1.一种轮，所述轮被设计为用于计数装置的计数轮(1)，具有外部的轮缘(2)和内置的轴承套(3)，其中，轴承套(3)和轮缘(2)分别被设计为注塑部件，轴承套(3)和轮缘(2)能够彼此相对沿转动方向借助于在轮缘(2)与轴承套(3)之间沿转动方向延伸的引导部(13)能够转动地运动，其特征在于，轮缘(2)与轴承套之间的引导部(13)由相互套嵌的第一引导元件(13a)和第二引导元件(13b)构成，其中，第一引导元件(13a)和第二引导元件(13b)分别被设计为至少一个造型部和与造型部互补对应的凹进部，在轮上布置有用于获取由轮的状态所代表的计数值的评估装置。

2.根据权利要求1所述的轮，其特征在于，轴承套(3)和轮缘(2)借助于引导部(13)不可脱失地相互连接。

3.根据权利要求1所述的轮，其特征在于，第一引导元件(13a)被设计为轴承套(3)或轮缘(2)的组成部件，与第一引导元件(13a)互补成型的、相对应的第二引导元件(13b)是轮缘(2)或轴承套(3)的组成部件，轴承套(3)和/或轮缘(2)分别一体构造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮，其特征在于，第一引导元件(13a)和第二引导元件(13b)分别具有多边形的横截面形状。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的轮，其特征在于，第一引导元件(13a)和第二引导元件(13b)分别具有含三角形轮廓的横截面。

6.根据权利要求5所述的轮，其特征在于，在横截面中呈三角形构型的第一引导元件(13a)和第二引导元件(13b)呈锐角构造。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的轮，其特征在于，在轴承套(3)与轮缘(2)之间留有具备限定的缝隙宽度的分隔缝隙(14)，分隔缝隙具有0.01mm至0.1mm的缝隙宽度。

8.根据权利要求7所述的轮，其特征在于，分隔缝隙具有0.04mm至0.07mm的缝隙宽度。

9.根据权利要求8所述的轮，其特征在于，分隔缝隙具有0.05mm的缝隙宽度。