DE69818742T2

DE69818742T2 - Formen und Verfahren zum Formen eines Käfigs aus Kunstharz

Info

Publication number: DE69818742T2
Application number: DE69818742T
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Chuo-ku Terada; Shigetaka Chuo-ku Ashida
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-01-24
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2018-01-25
Also published as: US5948340A; JPH10318263A; EP0879687A1; DE69818742D1; EP0879687B1; JP3666536B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Form zum Formen eines Käfigs aus synthetischem Harz, insbesondere auf eine Form zum Formen eines Käfigs, der Kugeln eines Kugellagers oder Hemmschuhe einer Einwegkupplung umschließt, gemäß den Ansprüchen 1 und 2, sowie auf ein Verfahren zum Formen eines solchen Käfigs unter Verwendung einer Form gemäß Anspruch 6.
Die GB-465,234 offenbart "Verbesserungen beim Formen organischer Materialien". Es wird bemerkt, dass am Ende eines Stroms thermoplastischen Materials wolkige oder spröde Bereiche in den geformten Artikeln auftreten können. Daher wird gemäß dieses Dokuments das vorauslaufende Ende des Stroms durch einen Hilfshohlraum aufgenommen, der mit dem Formhohlraum in Verbindung steht und einen Vorsprung des geformten Artikels bildet, der nach dem Formen entfernt werden kann, während der Artikel aus einem Material geformt wird, das nicht zu dem Material des vorauslaufenden Endbereichs gehört.
Die DE 37 18 693 A1 offenbart einen Formvorgang für einen Lagerkäfig.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Im allgemeinen umfaßt ein Käfig aus einem synthetischen Harz einen zylindrischen Korpus 10 und eine Anzahl von Taschen 11, die in der äußeren Oberfläche des Korpus angebracht sind, wie es in 4 gezeigt ist. Die Taschen 11 dienen dazu, rollende Kugeln oder Hemmschuhe aufzunehmen und sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Der dargestellte Käfig ist ein ausgebohrter Käfig. Davon abgesehen existieren auch sogenannte Käfige vom Kronen-Typ (nicht gezeigt).
Ein solcher Käfig aus einem synthetischen Harz wird gewöhnlich durch Spritzformen hergestellt. Dies wird nun im einzelnen mit Bezug auf 5 beschrie ben. Ein ringförmiger Hohlraum 12 entsprechend der Form eines geformten Käfigs wird in einer Form ausgebildet. Ein geschmolzenes synthetisches Harz wird in den Hohlraum über einen Einlaß 13 eingeleitet. Das eingeleitete synthetische Harz teilt sich in zwei Ströme, die jeweils nach links und nach rechts in den Hohlraum 12 fließen. Diese zwei Ströme treffen sich an der dem Einlaß 13 gegenüberliegenden Seite und vereinigen sich in einen Strom.
Falls das Harzmaterial, das, wie oben beschrieben, von dem Einlaß 13 aus einströmt, sich über eine vergleichsweise lange Wegstrecke bewegt, bis sich die zwei Ströme an der dem Einlaß 13 gegenüberliegenden Seite treffen, kühlt sich das geschmolzene Harzmaterial ab, während sich die zwei Ströme in Richtung ihres Vereinigungspunkts bewegen. Wenn die zwei abgekühlten Ströme zusammentreffen, wird eine Naht W, die schwächer ist als die übrigen Bereiche, am Vereinigungspunkt gebildet. Bei einem Käfig aus dem synthetischen Harz, der eine solche Naht aufweist, neigt diese dazu, einen Bruch bei der Verwendung hervorzurufen. Falls daher der Vereinigungspunkt der zwei Ströme des einströmenden Harzmaterials so gestaltet ist, dass er einen dünnwandigen Bereich bildet, fällt der verminderte Querschnitt mit der Naht zusammen, so dass die Stabilität noch geringer ist.
Um die oben beschriebene Abnahme der Stabilität auszugleichen, können Verstärkungsmaterialien wie etwa Glasfasern, Karbonfasern oder Metallfasern hinzugefügt werden. Die hinzugefügten Fasern stören jedoch die Ausrichtung der Fasern am Vereinigungspunkt W der zwei Ströme in dem Käfig aus synthetischem Harz. Daher neigt wiederum die Stabilität an diesem Vereinigungspunkt W zu einer Abnahme.
Ein Verfahren, das diesen Nachteil nicht aufweist, liegt darin, mehrere Eingüsse vorzusehen, die in Umfangsrichtung um den Hohlraum herum beabstandet sind. Ströme aus synthetischem Harz, die durch die Eingüsse einströmen, bewegen sich über eine kurze Wegstrecke zu den Vereinigungspunkten. Daher treffen sich die Ströme des einfließenden Materials auf solche Weise, dass die Temperatur kaum abgesenkt wird. Dies verbessert die Stabilität der Vereinigungspunkte.
Da jedoch die Anzahl der Einlässe anwächst, vergrößert sich dementsprechend die Anzahl der Nähte. Infolgedessen wird der Aufbau der Gußform kompliziert.
Diese komplizierte Gußform ist aufwendig herzustellen. Insbesondere wenn die Gußform dazu vorgesehen ist, eine Anzahl geformter Produkte zu ermöglichen, muß die Zahl der Einlässe für jeden der unterschiedlichen Hohlräume vergrößert werden. Infolgedessen ist es schwierig, die Gußform selbst zu entwerfen. Ferner ist es sehr schwierig, die Form herzustellen. Dies führt zu einem starken Anwachsen der Kosten. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Anzahl der Einlässe zu vergrößen. Ferner wächst das Gewicht des Angußkanals an. Außerdem ist die maximale Anzahl von Einlässen beschränkt. Falls der Käfig einen großen Durchmesser aufweist, können die Einlässe dann, wenn die Anzahl der Einlässe vergrößert wird, in Umfangsrichtung weit voneinander beabstandet sein. In diesem Fall strömt das einfließende Harzmaterial über einen relativ weiten Weg. Es tritt wiederum die Wahrscheinlichkeit auf, dass sich Nähte bilden, die eine unzureichende Stabilität aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Form zu schaffen, durch die ein Käfig aus synthetischem Harz auf solche Weise geformt werden kann, dass Nähte durch zusammentreffende Ströme geschmolzenen Harzmaterials eine verbesserte Stabilität aufweisen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Form zum Formen eines Käfigs aus einem synthetischen Harz zu schaffen, die eine verminderte Anzahl von Einlässen aufweist, so dass Nähte durch aufeinandertreffende Ströme geschmolzenen Harzmaterials eine verbesserte Stabilität aufweisen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs zu schaffen, bei welchem die oben beschriebene Form verwendet wird.
Diese Ziele werden gemäß der Lehre der Erfindung durch eine Form entsprechend den Ansprüchen 1 und 2 erreicht, zum Formen eines Käfigs aus einem synthetischen Harz, welcher Käfig einen zylindrischen Korpus aufweist. Die Form umfaßt Formteile mit Trennflächen, die gegeneinander treffen und einen Formhohlraum bilden, der der Form des Korpus des Käfigs entspricht. Wenn die Trennflächen aufeinander liegen, werden zumindest ein Einguß und ein Harzbe hälter entlang einer Trennfläche außerhalb des Hohlraums gebildet. Der Einguß und der Behälter stehen in Verbindung mit dem Hohlraum.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem oben beschriebenen zumindest einen Einguß um einen solchen, der um den Hohlraum herum angeordnet ist. Der Harzbehälter und der Einguß sind diametral einander gegenüberliegend angeordnet.
Vorzugsweise weist der Harzbehälter ein kleineres Volumen auf als der Hohlraum.
Vorzugsweise steht der Harzbehälter mit dem Hohlraum über einen engen Kanal in Verbindung.
Wenn ein Käfig unter Verwendung der oben beschriebenen Gußform hergestellt wird, strömen, falls Ströme des einströmenden Harzmaterials sich am Vereinigungspunkt in dem Hohlraum der Gußform auf solche Weise treffen, dass die Temperatur der vorauslaufenden Bereiche der Ströme abfällt, die sich treffenden Ströme aus dem Hohlraum in den Harzbehälter. Infolgedessen tritt keine Naht an dem Vereinigungspunkt in dem Hohlraum auf.
KURZBESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Ziele sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen gleiche Teile in den einzelnen Figuren durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind:
1 ist eine Draufsicht auf eine Form entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Draufsicht ähnlich 1, die jedoch eine Form gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist eine Draufsicht ähnlich 1, die jedoch eine Form gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Käfigs aus einem synthetischen Harz; und
5 ist eine Draufsicht auf den bekannten Käfig, der dazu verwendet wird, einen Käfig aus einem synthetischen Harz zu formen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Formen, die mit einer Anzahl von Eingüssen versehen sind, sind diese Einlässe normalerweise in Umfangsrichtung um den Hohlraum herum voneinander beabstandet. Die zwei Ströme des in den Hohlraum eingespritzten Harzmaterials treffen sich in der Mitte jedes Bereichs zwischen den jeweiligen Einlässen. Daher existiert eine Anzahl von Vereinigungspunkten dieser Ströme in diesen Bereichen. Jeder Vereinigungspunkt ist mit einem Harzbehälter versehen, der demjenigen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung vergleichbar ist.
Bei dieser Art von Form mit einer Vielzahl von Einlässen existieren so viele Harzbehälter wie Einlässe. Da die in den Harzbehältern gesammelten Harzmassen in ähnlicher Weise wie der Eingußkanal entfernt werden, wird die Menge überschüssigen Harzmaterials anwachsen, wenn die Anzahl der Harzbehälter vergrößert wird. Bei der ersten bis dritten Ausführungsform der im folgenden beschriebenen Erfindung werden Formen verwendet, die jeweils eine Anzahl von Einlässen aufweisen.
Eine Form zum Formen eines Käfigs aus einem synthetischen Harz gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand 1 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Einlässe 2A und 2B in Umfangsrichtung beabstandet voneinander um einen Formhohlraum 1 herum angeordnet, der in der Form gebildet wird. Es wird angemerkt, dass diese Einlässe 2A und 2B nicht gleichförmig in Umfangsrichtung um den Hohlraum herum beabstandet sind. Die zwei Einlässe 2A und 2B bilden einen größeren Umfangsbereich d1 und einen kleineren Umfangsbereich d2. D. h., d1 > d2. Die Ströme des Harzmaterials, das aus den Einlässen 2A und 2B in den Hohlraum 1 strömt, treffen sich an den Mittelpunkten der zwei Bereiche d1 und d2. Bei der ersten Ausführungsform ist ein Harzbehälter 3 am Vereinigungspunkt dieser Ströme in dem größeren Umfangsbereich d1 vorgesehen.
Bei der Gußform gemäß der ersten Ausführungsform teilt sich das synthetische Harz, das durch die Einlässe 2A und 2B eingespritzt wird, in zwei gegenüberliegende Ströme von der Einspritzstelle aus. Die Materialströme treffen sich an den Mittelpunkten der Umfangsbereiche d1 und d2.
In dem kleineren Umfangsbereich d2 dieser zwei Bereiche d1 und d2 legen die Ströme eine kurze Wegstrecke zurück, bevor sie sich treffen, so dass sich die zwei Ströme schnell treffen. Daher tritt in diesem kleineren Bereich d2 ein kleiner Temperaturabfall auf. Daher wird die Verbindungsstärke dieses Vereinigungspunktes verbessert.
Andererseits bewegen sich in dem größeren Umfangsbereich d1 die zwei Ströme eingespritzten Materials über eine lange Wegstrecke hinweg, bevor sie sich treffen. Daher neigen die vorauslaufenden Bereiche der Ströme dazu, starken Temperaturabfällen zu unterliegen. Der Harzbehälter 3 ist jedoch am Vereinigungs punkt dieses größeren Umfangsbereichs d1 vorgesehen. Daher treffen sich die vorauslaufenden Bereiche der Ströme und weichen aus dem Hohlraum 1 in den Harzbehälter 3 aus. Dies führt dazu, dass sich im Gegensatz zum Stand der Technik keine Nähte bilden.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung existiert lediglich ein Harzbehälter 3. Daher wird nur eine begrenzte Harzmenge als Abfall verbraucht.
In 2 ist eine Form zum Formen eines Käfigs aus einem synthetischen Harz gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Drei Einlässe 2A, 2B und 2C sind an einem Formhohlraum 1 in der Form angebracht und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Ein größerer Umfangsbereich d1 ist zwischen den zwei Einlässen 2A und 2C gebildet. Kleinere Umfangsbereiche d2 und d3 werden jeweils zwischen den Einlässen 2A und 2B und zwischen den Einlässen 2B und 2C gebildet (d1 > d2, d3). Ein Harzbehälter 3 ist an dem Vereinigungspunkt ausgebildet, der in der Mitte des größeren Umfangsbereichs d1 angeordnet ist.
In den kleineren Umfangsbereichen d2 und d3 fließen die Ströme nur über einen begrenzten Weg, bis sie sich treffen. Daher treffen sich in diesen kleineren Bereichen die Ströme des eingespritzten synthetischen Harzes schnell und nahezu ohne Temperaturabfall. Daher wird die Verbindungsstabilität der Vereinigungspunkte vergrößert. In dem größeren Umfangsbereich d1 bewegen sich die Ströme des eingespritzten Materials über einen relativ großen Weg hinweg, bis sie sich treffen. Daher neigen die vorauslaufenden Bereiche der Ströme dazu, einem Temperaturabfall zu unterliegen. Der Harzbehälter 3 an dem Vereinigungspunkt bewirkt jedoch, dass sich die vorauslaufenden Bereiche der Ströme treffen und in dem Behälter 3 von dem Hohlraum 1 aus eintreten. Aus diesem Grund tritt im Gegensatz zum Stand der Technik keine Naht auf. Ferner existiert bei der zweiten Ausführungsform nur ein Harzbehälter, so wie bei der ersten Ausführungsform. Infolgedessen wird nur eine begrenzte Harzmenge verschwendet.
Gemäß 3 ist eine Gußform entsprechend der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform existieren drei Einlässe 2A, 2B und 2C. Größere Umfangsbereiche d1 und d2 sind jeweils zwischen den Einlässen 2A und 2C und zwischen den Einlässen 2B und 2C ausgebildet. Ein kleinerer Umfangsbereich d3 ist zwischen den Einlässen 2A und 2B gebildet. (d1, d2 > d3) Harzbehälter 3B und 3A sind jeweils an den Vereinigungspunkten in den zwei größeren Umfangsbereichen d1 und d2 ausgebildet.
Bei dieser dritten Ausführungsform verhält sich das eingespritzte synthetische Harz in den größeren und kleineren Umfangsbereichen auf die gleiche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform. Daher wird auf die Beschreibung des synthetischen Harzes hier verzichtet. Bei dieser Ausführungsform kann eine starke Verringerung der Stabilität der Vereinigungspunkte der Ströme geschmolzenen Materials und somit die Entstehung von Nähten verhindert werden.
Bei dieser dritten Ausführungsform sind die zwei Harzbehälter 3A und 3B vorgesehen, und daher ist die überschüssige Harzmenge etwas größer als bei der ersten bis zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist jedoch in besonderer Weise zur Herstellung eines großen Käfigs geeignet, an dem die Einlässe nicht in kleinem Abstand voneinander angeordnet werden können.
Wie es im Zusammenhang mit der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, bei denen die Form eine Anzahl von Einlässen aufweist, ist einer von den mehreren Umfangsbereichen zwischen den Einlässen so kurz, dass eine starke Verringerung der Stabilität nicht verursacht wird. Bei längeren Umfangsbereichen werden Harzbehälter an den Vereinigungspunkten der Ströme des eingespritzten Harzmaterials gebildet. Selbst in diesem Fall sollte die Anzahl der Harzbehälter auf ein Minimum vermindert werden, so dass die Menge verschwendeten Harzes vermindert wird.

Claims

Form, bestehend aus zwei Formteilen (4, 5) und vorgesehen zum Formen eines Käfigs aus synthetischem Harz, welcher Käfig einen zylindrischen Korpus (10) aufweist, welche Form umfaßt Trennflächen, die gegeneinander treffen und einen Formhohlraum (1) bilden, der in seiner Form dem Korpus (10) des Käfigs entspricht, welcher Formhohlraum einen Raum bildet, in dem das synthetische Harz in zwei Ströme unterteilt wird, die in entgegengesetzte Richtungen fließen, wenn das synthetische Harz in den Formhohlraum von wenigstens einem Einguß (2) eingespritzt wird; welcher wenigstens eine Einguß (2) entlang wenigstens einer der Trennflächen ausgebildet ist und außerhalb des Formhohlraums (1) liegt, wenn die Trennflächen gegeneinander treffen, welcher Einguß (2) in Verbindung mit dem Formhohlraum steht; einem Harzbehälter (3), der entlang einer der Trennflächen ausgebildet und außerhalb des Formhohlraums (1) angeordnet ist, wenn die Trennflächen gegeneinander treffen, welcher Behälter (3) in einer Position angeordnet ist, in der sich die beiden Ströme treffen, wobei der wenigstens eine Einguß (2) zwei Einlässe (2A, 2B) umfaßt, die in Umfangsrichtung in Abstand in Bezug aufeinander um den Formhohlraum (1) herum angeordnet sind, wobei die zwei Einlässe einen größeren Umfangsbereich und einen kleineren Umfangsbereich zwischeneinander bilden, wobei der Harzbehälter (3) in dem größeren Umfangsbereich in einer Position angeordnet ist, in der sich die zwei Ströme treffen.
Form aus zwei Formteilen (4, 5) und vorgesehen zum Formen eines Käfigs aus synthetischem Harz, welcher Käfig einen zylindrischen Korpus (10) aufweist, welche Form umfaßt: Trennflächen, die gegeneinander treffen und einen Formhohlraum (1) bilden, der in seiner Form mit dem Korpus (10) des Käfigs übereinstimmt, welcher Formhohlraum (1) einen Raum bildet, in dem synthetisches Harz in zwei Ströme unterteilt wird, die in entgegengesetzte Richtungen fließen, wenn das synthetische Harz in den Formhohlraum aus wenigstens einem Einguß (2) eingespritzt wird, welcher wenigstens eine Einguß (2) entlang einer der Trennflächen ausgebildet und außerhalb des Formhohlraums (1) angeordnet ist, wenn die Trennflächen gegeneinander treffen, welcher Einguß (2) in Verbindung mit dem Formhohlraum (1) steht und einen Harzbehälter (3), der entlang wenigstens einer der Trennflächen ausgebildet und außerhalb des Formhohlraums (1) angeordnet ist, wenn die Trennflächen gegeneinander treffen, welcher Behälter (3) sich in einer Position befindet, in der sich die beiden Ströme treffen, wobei der wenigstens eine Einguß (2) mehrere Einlässe (2A, 2B, 2C) in Umfangsverteilung und Abstand zueinander um den Formhohlraum 1 umfaßt, welche mehreren Einlässe einen größeren Umfangsbereich und einen kleineren Umfangsbereich zwischeneinander bilden und wobei der eine Harzbehälter (3) in dem größeren Umfangsbereich in einer Position angeordnet ist, in der sich die beiden Ströme treffen.
Form nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Harzbehälter (3) kleiner ist im Volumen als der Formhohlraum (1).
Form nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der Harzbehälter (3) in Verbindung steht mit dem Formhohlraum (1) über einen engen Kanal.
Verfahren zum Formen eines Käfigs mit einem zylindrischen Korpus aus synthetischem Harz, welches Verfahren die Schritte umfaßt: Herstellen einer Form gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2; Einspritzen eines synthetischen Harzes im geschmolzenen Zustand in den Formhohlraum durch den Einguß, so dass das synthetische Harz in zwei Ströme unterteilt wird, die in entgegengesetzte Richtungen innerhalb des Formhohlraums strömen und Speichern synthetischen Harzes in dem Harzbehälter in einer Position, in der sich die beiden Ströme treffen.