DE69520776T2

DE69520776T2 - Verfahren zum Formen eines mit Kunststoff überzogenen Gegenstandes

Info

Publication number: DE69520776T2
Application number: DE69520776T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ueno
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2015-11-18
Also published as: JP3301873B2; EP0712708B1; EP0712708A1; DE69520776D1; JPH08142112A; US5728343A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als harzumschlossener Gegenstand, wie zum Beispiel als Riemenführungsscheibe, wie eine Kurbel-Riemenscheibe für ein Kraftfahrzeug, ist herkömmlicherweise eine Riemenscheibe vorgeschlagen worden, die (i) einen ringförmigen Harzkörper (Riemenscheibenkörper), der an seinem Außenumfang mit einer Riemenführungsfläche versehen ist, und (ii) ein metallisches Teil aufweist, wie zum Beispiel ein Rollenlager, eine metallische Nabe oder dergleichen, das in die innere Umfangsoberfläche des Harzkörpers in integraler Weise eingepaßt ist.
Eine solche Riemenscheibe wird mit einem sogenannten Einsatzformverfahren hergestellt, bei dem gleichzeitig mit dem Formen eines Harzkörpers durch Spritzgießen ein metallisches Teil in integraler Weise in den Harzkörper eingepaßt wird. Als Anschnittverfahren beim Spritzgießen wird ein Seitenanschnittverfahren oder ein Punktanschnittverfahren mit ausgezeichneter Produktivität verwendet.
Bei der vorstehend genannten Riemenscheibe ist der innere Bereich aus dem metallischen Teil gebildet und der äußere Umfangsbereich ist aus dem Harzkörper gebildet. Wenn die Umgebungstemperatur schwankt und die Riemenscheibe in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen angebracht ist, entstehen somit normalerweise innere Spannungen in dem Harzkörper aufgrund eines Unterschieds der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem des metallischen Teils und dem des Harzkörpers.
Bei dem vorstehend erwähnten Punktanschnittverfahren oder Seitenanschnittverfahren konzentrieren sich solche innere Spannungen auf die Anschnittstellen des Harzkörpers. Die Anschnittstellenbereiche unterliegen somit in nachteiliger Weise dem Risiko einer Rißbildung.
Außerdem wird durch die Anschnitte in den Hohlraum eingebrachte Harzschmelze konzentrisch um die Anschnitte oder Anspritzstellen expandiert bzw. verteilt. Somit kommt es zu einer wechselseitigen Beeinträchtigung zwischen Harzschmelzen, die nach ihrer Zufuhr durch zwei einander benachbarte Anschnitte expandieren, an der Grenzfläche zwischen diesen Harzschmelzen.
Dies verhindert ein gleichmäßiges Fließen der Harzschmelzen. An dem Außenumfang der Riemenscheibe führt dies zur Bildung einer Welligkeit, die mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten aufweist, die in ihrer Anzahl mit der Anzahl der Anschnitte identisch sind (vgl. Fig. 4). Dadurch läßt sich keine Riemenscheibe mit guter Rundheit schaffen.
In Abhängigkeit von dem Anschnittgleichgewicht werden in Richtung auf das Zentrum der Riemenscheibe gerichtete innere Spannungen an dem Innenumfang des Harzkörpers erzeugt. Solche inneren Spannungen verschlechtern die Rundheit eines Rollenlagers als metallisches Element oder reduzieren den dort vorhandenen radialen Spalt. Dies führt in nachteiliger Weise zu Beeinträchtigungen bei der Leistung des Rollenlagers.
In Anbetracht des Vorstehenden läßt sich nun der Vorschlag machen, einen Formpreßvorgang auszuführen, nachdem das Volumen eines Harzkörpers zuvor gemessen worden ist und eine exakte Menge Harzschmelze in den Hohlraum eingebracht worden ist, oder aber einen Spritzgießvorgang durchzuführen, bei dem die jeweiligen Formwerkzeuge individuell mit Harzschmelze beschickt werden. Beide Vorschläge bieten jedoch nur eine geringe Produktivität, so daß die Kosten gesteigert werden und das Verfahren somit nicht in die Praxis umgesetzt werden kann.
Ein Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument FR-A-2 555 041 bekannt. Bei der herkömmlichen Vorrichtung wird eine Dummy-Nabe mit einem pilzförmigen Kopf verwendet, die mit einer axialen Endoberfläche eines Lagers Kontakt herstellt. Der Bereich mit dem maximalen Durchmesser des pilzförmigen Kopfes ragt dort deutlich in Radialrichtung über die axiale Endoberfläche des Lagers hinaus und weist einen Außendurchmesser auf, der deutlich größer ist als der Außendurchmesser des Lagers.
Wie in diesem Dokument erläutert ist, überdeckt die radiale ebene Oberfläche das Lager und dient als Oberfläche zum Abgrenzen zum Formen der gesamten vorderen Oberfläche des inneren Abschnitts, der eine Nabe eines ringförmigen Harzkörpers bildet. Die radial verlaufende Ebene erstreckt sich somit absichtlich über die innerste Position des durch die Formwerkzeuge gebildeten Hohlraums hinaus und bildet einen Bestandteil des mit Harzschmelze zu beschickenden Formelements.
Wenn die Harzschmelze durch einen Kanal und einen Filmanschnitt in den Hohlraum eingespritzt wird, wirkt der Einspritzdruck der Harzschmelze auf die innere plane Oberfläche des inneren Abschnitts. Dadurch entsteht eine Kraft mit der Tendenz zum Lösen des pilzförmigen Kopfes von dem Lager. Als Ergebnis hiervon wird ein Spalt zwischen dem Lager und dem pilzförmigen Kopf gebildet, und die Harzschmelze kann in diesen Spalt fließen. Eine derartige Situation wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 8 der Zeichnungen noch ausführlicher beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Angabe eines Verfahrens zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands, bei dem der Harzkörper mit einer exakten und gleichmäßigen Konfiguration sowie mit hoher Genauigkeit gebildet werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands, bei dem es selbst bei Schwankungen der Umgebungstemperaturen während des Gebrauchs des harzumschlossenen Gegenstands kaum zu Rißbildungen in dem Harzkörper kommt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands, mit dem sich die Rundheit des Außenumfangs des Harzkörpers verbessern läßt.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands, bei dem keine Möglichkeit besteht, daß der Harzkörper nachteilige Auswirkungen auf die dimensionsmäßige Genauigkeit, die Leistung oder dergleichen des metallischen Teils hat.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands angegeben, bei dem ein ringförmiges metallisches Teil in eine innere Umfangsoberfläche eines ringförmigen Harzkörpers integral eingepaßt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Anbringen des metallischen Teils in Hohlraumformwerkzeugen, die in einem offenen Zustand sind;
Ansetzen einer Dummy-Nabe an dem metallischen Teil entlang der Axialrichtung des metallischen Teils, wobei die Dummy- Nabe einen Achsenbereich, der an der inneren Umfangsoberfläche des metallischen Teils anzusetzen ist, und einen Flansch hat, der angrenzend an den Achsenbereich gebildet ist, wobei sich der Flansch in Radialrichtung von dem Achsenbereich erstreckt und mit einer axialen Endoberfläche des metallischen Teils Kontakt herstellt;
Schließen der Hohlraumformwerkzeuge, so daß ein Hohlraum gebildet wird, der sich um die äußere Umfangsoberfläche des metallischen Teils herum erstreckt, und Bilden eines ringförmigen Filmanschnitts zwischen dem Flansch und dem einen der Hohlraumformwerkzeuge; und
Beschicken des Hohlraums mit Harzschmelze durch eine Leitung in dem einen der Hohlraumformwerkzeuge und durch den Filmanschnitt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß bei dem Schritt des Ansetzens eine Dummy-Nabe mit einem Flansch verwendet wird, wobei der Bereich mit dem maximalen Durchmesser des sich in Radialrichtung erstreckenden Flansches mit der axialen Endoberfläche des metallischen Teils Kontakt herstellt und einen Durchmesser hat, der kleiner als der Außendurchmesser des metallischen Teils ist,
und daß der Filmanschnitt an der innersten Position des mit der Harzschmelze zu beschickenden Hohlraums gebildet wird.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Filmanschnitt in der Nähe der Endoberfläche des metallischen Teils an dessen Außenumfangsseite gebildet.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Achse der Dummy-Nabe auf einer virtuellen Verlängerungslinie der Achse einer Spule und einer Spritzdüse.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Harzschmelze zu dem Filmanschnitt entlang einer sphärischen Oberfläche geführt, die an dem Flansch der Dummy-Nabe gebildet ist.
Gemäß noch einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach dem Ansetzen des Außenumfangs des Achsenbereichs der Dummy-Nabe an dem Innenumfang des metallischen Teils die Dummy-Nabe und das metallische Teil in dem Hohlraum angeordnet.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß nach dem Anordnen des metallischen Teils in dem Hohlraum der Außenumfang des Achsenbereichs der Dummy-Nabe an den Innenumfang des metallischen Teils angepaßt wird.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem metallischen Teil um ein Rollenlager.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands wird der Hohlraum durch den ringförmigen Filmanschnitt mit Harzschmelze beschickt, der entlang sowie in der Nähe des äußeren Umfangsrands der Endoberfläche des metallischen Teils gebildet ist. Die Anschnittstelle, die an dem Innenumfang des Harzkörpers gebildet ist, ist somit ringförmig.
Bei Schwankungen der Umgebungstemperatur des harzumschlossenen Gegenstands im Gebrauch entsteht ein Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen dem metallischen Teil und dem Harzkörper, so daß in dem Harzkörper innere Spannungen entstehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu verhindern, daß solche innere Spannungen in intensiver Weise auf die Anschnittstelle einwirken. Dadurch läßt sich wiederum das Auftreten von Rißbildungen in dem Bereich der Anschnittstelle verhindern.
Außerdem kann Harzschmelze gleichmäßig von dem gesamten Umfang des Harzkörpers auf der inneren Umfangsseite desselben in den Hohlraum eingebracht werden. Somit kann der Harzkörper in seiner Gesamtheit gleichmäßig mit hoher Genauigkeit gebildet werden. Da insbesondere keine Welligkeit in dem Harzkörper hervorgerufen wird, wie dies bei einem herkömmlichen Mehrpunkt-Anschnittverfahren der Fall ist, läßt sich der Harzkörper an seinem Außenumfang mit guter Rundheit ausbilden.
Bei dem Filmanschnittverfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, das Auftreten von Restspannungen an dem Innenumfang des Harzkörpers nach dem Formvorgang zu unterbinden. Somit können keine nachteiligen Auswirkungen auf die dimensionsmäßige Genauigkeit, die Leistung und dergleichen des metallischen Teils, wie zum Beispiel eines Rollenlagers, entstehen.
Bei dem Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands gemäß der Erfindung wird der Filmanschnitt vorzugsweise in der Nähe der Endoberfläche des metallischen Teils an dessen äußeren Umfangsseite gebildet. Bei dieser Ausbildung wird die Anschnittstelle an die innere Umfangsoberfläche des Harzkörpers gelegt, und zwar an einer Stelle derselben in der Nähe der Endoberfläche des metallischen Teils.
Genauer gesagt, es wird die Anschnittstelle an eine Stelle gesetzt, die von derjenigen Stelle getrennt ist, an der das metallische Teil und der Harzkörper aufgrund einer Differenz in der Wärmeausdehnung zwischen dem metallischen Teil und dem Harzkörper relativ mit Druck beaufschlagt werden. Dadurch wird es schwierig, daß in dem Harzkörper aufgrund von Wärmekontraktion des Harzkörpers bei Verwendung desselben bei niedriger Temperatur erzeugte innere Spannungen auf die Anschnittstelle wirken.
Dadurch läßt sich in wirksamer Weise das Auftreten einer Rißbildung in dem Bereich der Anschnittstelle verhindern, selbst wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist und der Harzkörper eine merkliche Wärmekontraktion erfährt.
Vorzugsweise ist der Filmanschnitt an einer Stelle gebildet, die in der Nähe der Endoberfläche des metallischen Teils an dessen Außenumfangsseite liegt und die dem Bereich mit dem kleinsten Innendurchmesser des Innenumfangs des Harzkörpers entspricht. Eine derartige Anordnung verhindert, daß die Harzschmelze in den Kontaktbereich eintritt, wo der Flansch der Dummy-Nabe und die Endoberfläche des metallischen Elements miteinander in Kontakt treten.
Dies ermöglicht ein Formen des Harzkörpers in eine exakte Konfiguration. Wenn der Filmanschnitt an einer Stelle außerhalb von (in Fig. 8 "über") der Position gebildet wird, die dem Bereich mit dem kleinsten Innendurchmesser des Innenumfangs des Harzkörpers entspricht, bedeutet dies genauer gesagt, daß an dem Außenumfang des Flansches der Dummy-Nabe ein Stufenbereich gebildet wird, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.
Der Druck der Harzschmelze, die in den Spalt zwischen der Endoberfläche dieses Stufenbereichs und der Endoberfläche des metallischen Teils eintritt, trennt somit den Flansch von der Endoberfläche des metallischen Teils. Dies veranlaßt die Harzschmelze zum Eintreten in diesen Spalt, so daß der Harzkörper nicht in einer exakten Konfiguration geformt wird.
Wenn andererseits der Filmanschnitt an der Stelle gebildet wird, die dem Bereich mit dem kleinsten Innendurchmesser des Innenumfangs des Harzkörpers entspricht, wird kein Stufenbereich an dem Außenumfang des Flansches gebildet. Es besteht somit keine Möglichkeit, daß der Flansch durch den Druck der Harzschmelze von der Endoberfläche des metallischen Teils getrennt wird. Der Harzkörper läßt sich somit in eine exakte Konfiguration formen.
Vorzugsweise liegt die Achse der Dummy-Nabe auf einer virtuellen Verlängerungslinie der Achse einer Spule und einer Spritzdüse. Bei dieser Ausbildungsweise kann die Harzschmelze von dem gesamten Umfang des Filmanschnitts her in gleichmäßigerer Weise in den Hohlraum eingebracht werden. Dies ermöglicht ein gleichmäßigeres Formen einer resultierenden Harz-Riemenscheibe mit hoher Genauigkeit.
Vorzugweise wird die Harzschmelze zu dem Filmanschnitt entlang einer sphärischen Oberfläche geführt, die an dem Flansch der Dummy-Nabe gebildet ist. Bei dieser Ausbildungsweise kann die Harzschmelze sehr gleichmäßig zu dem Filmanschnitt geführt werden, so daß die Harzschmelze in gleichmäßigerer Weise in den Hohlraum eingebracht werden kann. Eine resultierende Harz-Riemenscheibe läßt sich somit viel gleichmäßiger mit hoher Genauigkeit bilden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht von Hauptbereichen einer Formvorrichtung, die bei der Ausführung eines Verfahrens zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 eine Frontansicht von Hauptbereichen einer Harz- Riemenscheibe, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung geformt ist;
Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Meßergebnisse der Rundheit einer Harz-Riemenscheibe, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung geformt ist;
Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Meßergebnisse der Rundheit einer Harz-Riemenscheibe, die durch ein herkömmliches Formverfahren geformt ist;
Fig. 5 eine Schnittansicht von Hauptbereichen eines weiteren Beispiels der Anschnittposition;
Fig. 6 eine Schnittansicht von Hauptbereichen noch eines weiteren Beispiels der Anschnittposition;
Fig. 7 eine Schnittansicht von Hauptbereichen noch eines weiteren Beispiels der Anschnittposition;
Fig. 8 eine Schnittansicht von Hauptbereichen eines Vergleichsbeispiels der Anschnittposition;
Fig. 9 eine Schnittansicht von Hauptbereichen eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 eine Schnittansicht von Hauptbereichen noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In der nachfolgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben gezeigt sind, ausführlich beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht von Hauptbereichen einer Harz-Riemenscheibe A als harzumschlossenen Gegenstand. Die Harz-Riemenscheibe A weist einen ringförmigen Harzkörper 1 und ein Rollenlager 2 als metallisches Teil auf, das in den Innenumfang des Harzkörpers 1 in integraler Weise eingepaßt ist.
Der Harzkörper 1 ist an seiner Außenumfangsseite mit einem äußeren peripheren zylindrischen Bereich 11 versehen, der an seinem Außenumfang mit einer Riemenführungsfläche 11a ausgestattet ist. Der Harzkörper 1 ist an seiner Innenumfangsseite mit einem inneren peripheren zylindrischen Bereich 12 versehen, an dem der Außenumfang eines äußeren Rings 21 des Rollenlagers 2 befestigt ist.
Zwischen dem äußeren peripheren zylindrischen Bereich 11 und dem inneren peripheren zylindrischen Bereich 12 ist eine kreisförmige Platte 13 gebildet, die eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Rippen 14 aufweist.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht von Hauptbereichen der Formeinheit B einer Spritzgießvorrichtung zur Verwendung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung. Diese Formeinheit B weist ein Paar Hohlraumformwerkzeuge 3, 4, die einen Hohlraum C bilden, eine in dem Hohlraum C angeordnete Dummy- Nabe 5 sowie eine Düse 6 zum Einspritzen von Harzschmelze auf.
Eine Spule S ist in dem einen Hohlraumformwerkzeug 3 des Paares von Hohlraumformwerkzeugen 3, 4 angeordnet. Die Düse 6 ist mit der Spule S verbunden. Ein konkaver Bereich 31 mit einer sphärischen Oberfläche ist in dem Hohlraumformwerkzeug 3 in dessen innerstem Bereich gebildet und kommuniziert mit der Spule S.
Die Dummy-Nabe 5 weist einen säulenartigen Achsenbereich 51, der an den Innenumfang eines Innenrings 22 des Rollenlagers 2 anzusetzen ist, sowie einen Flansch 52 auf, der entlang einer Endoberfläche des Rollenlagers 2 anzuordnen ist. Der Flansch 52 besitzt einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Achsenbereichs 51 und kleiner als der Außendurchmesser des Außenrings 21 des Rollenlagers 2. Der Flansch 52 ist an seiner einen lateralen Seite mit einer ebenen Oberfläche 52a rechtwinklig zu der Achse des Achsenbereichs 51 ausgebildet.
Der Flansch 52 ist an seiner anderen lateralen Seite mit einer sphärischen Oberfläche 52b ausgebildet. Der äußere periphere Rand der ebenen Oberfläche 52a gelangt in engen Kontakt mit der Endoberfläche des Außenrings 21 des Rollenlagers 2, so daß die Endoberfläche des Rollenlagers 2 hermetisch abgedichtet ist.
Die Dummy-Nabe 5 ist derart angeordnet, daß ihre Achse L1 auf einer virtuellen Verlängerungslinie der Achse L2 der Spule S und der Düse 6 liegt. Auf diese Weise ist der Flansch 52 derart in dem konkaven Bereich 31 des Hohlraumformwerkzeugs 3 angeordnet, daß dazwischen ein vorbestimmter Spalt vorhanden ist.
Der Spalt zwischen der sphärischen Oberfläche 52b des Flansches 52 und dem konkaven Bereich 31 ist als Angußkanal R ausgebildet, der mit der Spule S kommuniziert. Der Spalt zwischen dem äußeren Umfangsrand der sphärischen Oberfläche 52b und dem Öffnungsrand des konkaven Bereichs 31 ist als ringförmiger Filmanschnitt G ausgebildet.
In Fig. 1 ist der Filmanschnitt G derart ausgebildet, daß er mit dem Außenumfang der Endoberfläche des äußeren Rings 21 des Rollenlagers 2 in Kontakt gelangt. Der Filmanschnitt G hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des äußeren Rings 21.
Zum Formen einer Harz-Riemenscheibe A mit der Formeinheit B, die die vorstehend beschriebene Ausbildung aufweist, wird der Innenumfang des inneren Rings 22 des Rollenlagers 2 in einen Kernbereich 41 des Hohlraumformwerkzeugs 4 eingepaßt, wobei die Formwerkzeuge in einem offenen Zustand sind. Dann wird der Achsenbereich 51 der Dummy-Nabe 5 an den Innenumfang des inneren Rings 22 angesetzt, und die ebene Oberfläche 52a des Flansches 52 wird entlang der Endoberfläche des äußeren Rings 21 des Rollenlagers 2 angeordnet.
Dann werden die Formwerkzeuge geschlossen, und es wird Harzschmelze durch die Düse 6 eingespritzt. Beim Einbringen der Harzschmelze in den Angußkanal R durch die Spule S wird die Harzschmelze konzentrisch verteilt und durch den ringförmigen Filmanschnitt G in den Hohlraum C eingebracht.
Die Dummy-Nabe 5 verhindert ein Eintreten der Harzschmelze in den Raum, der durch den Innenumfang des Rollenlagers 2 gebildet ist, sowie in den Spalt zwischen dessen Innenring 22 und dessen Außenring 21. Ferner wird die Dummy-Nabe an dem Rollenlager 2 durch einen Einspritzdruck in haftender Weise angebracht. Dies eliminiert die Notwendigkeit zum Vorsehen einer Einrichtung zum haftenden Anbringen der Dummy-Nabe 5 an dem Rollenlager 2.
Nach Beendigung des Formvorgangs werden die Formwerkzeuge geöffnet und das Rollenlager 2 wird zum Beispiel an seiner Endoberfläche durch einen Auswurfstift (nicht gezeigt) mit Druck beaufschlagt, so daß die Harz-Riemenscheibe A zusammen mit der Dummy-Nabe 5 aus dem Hohlraumformwerkzeug 4 freigegeben wird.
Es ist zu erkennen, daß die Dummy-Nabe 5 wiederholt in ihrem von der Harz-Riemenscheibe A entfernten Zustand verwendet werden kann, die in der vorstehend beschriebenen Weise aus dem Formwerkzeug 4 freigegeben worden ist.
Wie vorstehend erläutert worden ist, wird beim Formen der Harz-Riemenscheibe A der Hohlraum C durch den ringförmigen Filmanschnitt G mit Harzschmelze beschickt. Eine Anschnittstelle ist somit an dem Harzkörper 1 in Form eines ringförmigen kontinuierlichen Streifens entlang der inneren Umfangsoberfläche des inneren peripheren zylindrischen Bereichs 12 vorhanden.
Selbst wenn innere Spannungen aufgrund einer Differenz bei der Wärmeausdehnung zwischen dem Rollenlager 2 und dem Harzkörper 1 auf die Anschnittstelle wirken, besteht keine Möglichkeit, daß die inneren Spannungen intensiv auf den speziellen Anschnittstellenbereich wirken. Bei den herkömmlichen punktartigen Anschnittstellen wirken die inneren Spannungen intensiv auf solche Anschnittstellen.
Bei der vorstehend genannten ringförmigen Anschnittstelle werden die inneren Spannungen jedoch auf den Anschnittstellenbereich insgesamt verteilt. Dies verhindert das Auftreten von Rißbildungen an dem Anschnittstellenbereich aufgrund von Spannungskonzentration.
Außerdem ist der Filmanschnitt G derart ausgebildet, daß er mit der Endoberfläche des äußeren Rings 21 des Rollenlagers 2 Kontakt herstellt. Daher ist die Anschnittstelle an der Harz-Riemenscheibe A an den Innenumfang des Harzkörpers 1 an einer Stelle desselben vorgesehen, die mit der Endoberfläche des Rollenlagers 2 Kontakt herstellt.
Die Position der Anschnittstelle ist somit von der Position weg verlagert, an der das Rollenlager 2 und der Harzkörper 1 aufgrund einer Differenz in der Wärmausdehnung zwischen dem Rollenlager 2 und dem Harzkörper 1 relativ mit Druck beaufschlagt werden. Dadurch wird es schwierig, daß in dem Harzkörper 1 aufgrund einer Differenz in der Wärmeausdehnung erzeugte innere Spannungen auf die Anschnittstelle wirken.
Dies führt zur wirksamen Verhinderung des Auftretens einer Rißbildung an dem Anschnittstellenbereich, selbst wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, d.h. selbst wenn der Harzkörper 1 eine starke Kontraktion bei niedrigen Temperaturen aufweist.
Außerdem kann Harzschmelze von der Seite des inneren peripheren zylindrischen Bereichs 12 des Harzkörpers 1 her gleichmäßig entlang des gesamten Umfangs desselben in den Hohlraum C eingebracht werden. Der gesamte Harzkörper 1 läßt sich somit gleichmäßig mit hoher Genauigkeit formen. Da das in den Hohlraum C eingebrachte Harz gleichmäßig fließen kann, läßt sich insbesondere die Rundheit des äußeren peripheren zylindrischen Bereichs 11 des Harzkörpers 1 verbessern.
Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Meßergebnisse der Rundheit der äußeren Umfangsoberfläche einer Harz- Riemenscheibe, die durch das vorstehend beschriebene Filmanschnittverfahren geformt worden ist.
Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Meßergebnisse der Rundheit der äußeren Umfangsoberfläche einer Harz-Riemenscheibe, die durch ein herkömmliches Punktanschnittverfahren geformt worden ist.
Jede der Messung unterzogene Harz-Riemenscheibe wurde aus einem Nylon-Harz hergestellt und hatte einen Außendurchmesser von 26 mm. Bei dem Punktanschnittverfahren war eine Anzahl von 19 Anschnitten vorhanden.
Wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, lag die Rundheit der Harz-Riemenscheibe, die durch das Filmanschnittverfahren gebildet wurde, bei 40 um, während die Rundheit der Harz- Riemenscheibe, die durch das Punktanschnittverfahren gebildet wurde, bei 100 um lag.
Es ist somit erkennbar, daß das Filmanschnittverfahren die Rundheit im Vergleich zu dem Punktanschnittverfahren beträchtlich verbessert. Ferner entstand bei dem Punktanschnittverfahren eine Welligkeit mit Unregelmäßigkeiten, die in ihrer Anzahl der Anzahl der Anschnittstellen entsprachen, während bei dem Filmanschnittverfahren keine solche Welligkeit hervorgerufen wurde.
Außerdem kann das Filmanschnittverfahren ein Verbleiben der inneren Spannungen in dem inneren peripheren zylindrischen Bereich 12 des Harzkörpers 1 unterbinden. Dies verhindert nicht nur eine Beeinträchtigung der Rundheit des Rollenlagers 2, sondern verhindert auch eine Reduzierung des radialen Spalts.
Außerdem liegt die Achse L1 der Dummy-Nabe 5 auf einer virtuellen Verlängerungslinie der Achse L2 der Spule S und der Spritzdüse 6, und Harzschmelze kann entlang der sphärischen Oberfläche 52b des Flansches 52 der Dummy-Nabe 5 in den Filmanschnitt G geführt werden. Auf dies Weise kann die Harzschmelze sehr gleichmäßig zu dem Filmanschnitt G geführt werden.
Aus diesem Grund kann der Harzschmelze ferner in gleichmäßiger Weise in den Hohlraum C geführt werden. Als Ergebnis hiervon kann der Harzkörper 1 außerdem insgesamt mit hoher Genauigkeit gleichmäßig geformt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Formverfahren kann der Anschnittbereich der Harz-Riemenscheibe A beim Freigeben der Harz-Riemenscheibe A aus der Form abgeschnitten werden. Dies eliminiert vorteilhafterweise nicht nur die Notwendigkeit für eine Anschnittbehandlung, sondern minimiert auch Harzabfall an der Spule S und dem Angußkanal R.
Die Fig. 5, 6, 7 zeigen weitere Beispiele des Filmanschnitts G. Der Filmanschnitt G in Fig. 1 ist außerhalb von dem äußeren Umfangsrand des Flansches 52 der Dummy-Nabe 5 sowie zwischen der Endoberfläche des äußeren Rings 21 des Rollenlagers 2 und dem Hohlraumformwerkzeug 3 gebildet.
Der Filmanschnitt G in den Fig. 5 und 6 ist jedoch jeweils zwischen dem Außenumfang der lateralen Seite des Flansches 52 und dem Hohlraumformwerkzeug 3 gebildet. Die Filmanschnitte G der Fig. 5 und 6 unterscheiden sich in dem nachfolgend genannten Punkt.
Der Filmanschnitt G in Fig. 5 befindet sich in dem inneren peripheren zylindrischen Bereich 12 des Harzkörpers 1 in dem zwischengeordneten Bereich der inneren Umfangsoberfläche eines Flansches 12a, der einen Bereich der Endoberfläche des äußeren Rings 21 überdeckt.
Dagegen befindet sich der Filmanschnitt G in Fig. 6 an einem am Ende gelegenen Eckbereich der inneren Umfangsoberfläche des Flansches 12a. Der Filmanschnitt G in Fig. 7 ist zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Flansches 52 der Dummy-Nabe 5 und dem Hohlraumformwerkzeug 3 derart gebildet, daß Harzschmelze axial in den Hohlraum C eingespritzt wird.
Soweit der Filmanschnitt G an einer Stelle gebildet ist, die dem Bereich mit dem kleinsten Durchmesser des mit Harzschmelze zu beschickenden Hohlraums C entspricht, treten beim Formvorgang keine Probleme auf. Es sei nun angenommen, daß in der in Fig. 8 gezeigten Weise ein Stufenbereich 52c an dem Außenumfang des Flansches 52 der Dummy-Nabe 5 gebildet ist und der Filmanschnitt G außerhalb des Bereichs mit dem kleinsten Durchmesser des Flansches 12a des Harzkörpers 1 gebildet ist.
In diesem Fall wirkt der Einspritzdruck der Harzschmelze auf eine laterale Seite des Stufenbereichs 52c der Dummy-Nabe 5, so daß die Tendenz besteht, daß der Flansch 52 von dem äußeren Ring 21 getrennt wird. Dadurch wird ein Spalt zwischen dem Flansch 52 und dem äußeren Ring 21 gebildet, und Harzschmelze fließt in diesen Spalt. Dadurch kann der Harzkörper 1 nicht mit einer exakten Konfiguration geformt werden.
Soweit der Filmanschnitt G an der Stelle gebildet wird, der dem Bereich mit dem kleinsten Durchmesser des mit Harzschmelze zu beschickenden Hohlraums C entspricht oder dem Bereich mit dem kleinsten Innendurchmesser des Harzkörpers 1 entspricht, tritt das vorstehend genannte Problem nicht auf.
Das Verfähren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern es ist eine große Anzahl verschiedener Modifikationen möglich.
Zum Beispiel kann ein Auswurfstift 7 derart angeordnet werden, daß er durch das Zentrum der Dummy-Nabe 5 hindurchgeht und zusammen mit der Harz-Riemenscheibe A das Harz jeweils an der Spule S und dem Angußkanal R aus dem Formwerkzeug gelöst werden kann (vgl. Fig. 9).
Außerdem kann ein weiteres metallisches Teil, wie zum Beispiel eine metallische Nabe 8 oder dergleichen, anstatt des Rollenlagers 2 eingesetzt werden (vgl. Fig. 10). Wenn der Achsenbereich 51 der Dummy-Nabe 5 an den Innenumfang des metallischen Elements angesetzt ist, können ferner die Dummy-Nabe 5 und das metallische Teil in dem Hohlraum C angeordnet werden.
Ferner kann als Harz zur Verwendung bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine große Anzahl verschiedener Kunstharze verwendet werden, soweit sich diese spritzgießen lassen. Anstatt eines Kunstharzes kann auch ein synthetischer Gummi oder dergleichen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann somit auch in verschiedenen anderen Formen ausgeführt werden, ohne daß man von ihren wesentlichen Eigenschaften abweicht. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind somit in jeder Hinsicht als erläuternd zu verstehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht in einem auf diese speziellen Ausführungsbeispiele eingeschränkten Sinn zu verstehen.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines harzumschlossenen Gegenstands, bei dem ein ringförmiges metallisches Teil (2) in eine innere Umfangsoberfläche eines ringförmigen Harzkörpers (1) integral eingepaßt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Anbringen des metallischen Teils (2) in Hohlraumformwerkzeugen (3, 4), die in einem offenen Zustand sind;

- Ansetzen einer Dummy-Nabe (5) an dem metallischen Teil (2) entlang der Axialrichtung des metallischen Teils (2), wobei die Dummy-Nabe (5) einen Achsenbereich (51), der an der inneren Umfangsoberfläche des metallischen Teils (2) anzusetzen ist, und einen Flansch (52) hat, der angrenzend an den Achsenbereich (51) gebildet ist, wobei sich der Flansch (52) in Radialrichtung von dem Achsenbereich (51) erstreckt und mit einer axialen Endoberfläche des metallischen Teils (2) Kontakt herstellt;

- Schließen der Hohlraumformwerkzeuge (3, 4), so daß ein Hohlraum (C) gebildet wird, der sich um die äußere Umfangsoberfläche des metallischen Teils (2) herum erstreckt, und Bilden eines ringförmigen Filmanschnitts (G) zwischen dem Flansch (52) und dem einen (3) der Hohlraumformwerkzeuge (3, 4); und

- Beschicken des Hohlraums (C) mit Harzschmelze durch eine Leitung (S, R) in dem einen (3) der Hohlraumformwerkzeuge (3, 4) und durch den Filmanschnitt (G),

dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt des Ansetzens eine Dummy-Nabe (5) mit einem Flansch (52) verwendet wird, wobei der Bereich mit dem maximalen Durchmesser des sich in Radialrichtung erstreckenden Flansches (52) mit der axialen Endoberfläche des metallischen Teils (2) Kontakt herstellt und einen Durchmesser hat, der kleiner als der Außendurchmesser des metallischen Teils (2) ist,

und daß der Filmanschnitt (G) an der innersten Position des mit der Harzschmelze zu beschickenden Hohlraums (C) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Filmanschnitt (G) in der Nähe der Endoberfläche des metallischen Teils (2) an dessen Außenumfangsseite gebildet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Achse (L1) der Dummy-Nabe (5) auf einer virtuellen Verlängerungslinie der Achse (L2) einer Spule (S) und einer Spritzdüse (6) liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Harzschmelze von dem Filmanschnitt (G) entlang einer sphärischen Oberfläche (52b) geführt wird, die an dem Flansch (52) der Dummy-Nabe (5) gebildet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei nach dem Ansetzen des Außenumfangs des Achsenbereichs (51) der Dummy-Nabe (5) an dem Innenumfang des metallischen Teils (2) die Dummy-Nabe (5) und das metallische Teil (2) in dem Hohlraum (C) angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nach dem Anordnen des metallischen Teils (2) in dem Hohlraum (C) der Außenumfang des Achsenbereichs (51) der Dummy-Nabe (5) an den Innenumfang des metallischen Teils (2) angepaßt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das metallische Teil (2) ein Rollenlager ist.