皮帶輪及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于皮帶傳動裝置的皮帶輪和一種用于其制造的塑料注塑方法。所述皮帶輪包括滾動軸承和包圍滾動軸承的、由塑料構成的轉動環，借助于所述塑料壓力注塑包封滾動軸承外環。轉動環的端側具有多個噴射點，所述噴射點分布在圓區段的區段半徑上，所述圓區段具有在皮帶輪的旋轉軸線上的共同的圓心并且具有至少兩個不同大小的圓心角。
【背景技術】
[0002]這種皮帶輪通常使用在用于皮帶輪的張緊或轉向的內燃機的皮帶傳動裝置中。為了使皮帶傳動裝置的運行噪音保持在盡可能低的水平上，從DE 103 60 290 B4中已知的是，將由于轉動環不圓度而產生的皮帶振蕩激勵保持得小。這通過在轉動環的塑料注塑中的特殊成型來實現，并且具體而言通過噴射點的定位來實現，所述噴射點以不均勻的角位置分布在轉動環的端側上。基于這種細節設計，首先能夠防止在皮帶傳動裝置中的特別不期望的共振效應。
[0003]然而，噴射點的不均勻的角度分布引起用塑料熔液對注塑腔的時間上不均勻的填充進展，其中取決于工藝的壓力提高在壓力注塑包封過程接近結束時將滾動軸承外環不圓地變形并且所述變形造成滾動軸承的運行上的噪音生成和過早的失效。
【發明內容】
[0004]本發明基于的目的是，提出一種開頭時提到類型的具有滾動軸承外環的減小的變形的皮帶輪和用于制造這種皮帶輪的相應的注塑方法。
[0005]所述目的的實現方案從設備權利要求1或方法權利要求5的特征得到。據此，一部分的圓區段應具有下述區段半徑，在所述區段半徑上噴射點具有不同大小的橫截面，其中在較大的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角大于在較小的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角。噴射橫截面的不均勻尺寸確定產生在澆注體系中的局部不同的壓力損耗連同在噴射點上相應不同的流動速度。在此，補償從噴射點到所述區域的不同的流動路程長度，使得塑料熔液基本上同時到達注塑腔的最后填充的區域。
[0006]由此，保持噴射點的對于通過皮帶輪的小的振蕩激勵而言最優的不同分布，并且將滾動軸承外環的不均勻的變形的至今為止由此得到的缺點通過噴射橫截面的根據本發明地不均勻的尺寸確定補償或理想地甚至消除。這同樣適用于轉動環纖維增強的情況。在此情況下，本發明減少或防止至今為止的狀態:借助于大約在填充過程結束時強行進入的塑料熔液流沿滾輪環周方向定向的纖維損害冷卻的塑料熔液的振蕩特性進而使滾動軸承外環變形。
【附圖說明】
[0007]本發明的其他特征從下文和附圖中得出，其中示出用于內燃機的輔助機組皮帶傳動裝置的根據本發明的皮帶輪的實施例。附圖示出:
[0008]圖1示出皮帶輪的立體視圖；
[0009]圖2示出皮帶輪的縱剖面；
[0010]圖3示出皮帶輪在噴射側上的俯視圖；
[0011]圖4示出轉動環的噴射幾何形狀；
[0012]圖5示出與噴射幾何形狀對應的數值表；
[0013]圖6示出注塑機的冷分布器的澆注通道的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]在圖1至3中示出的皮帶輪I包括呈具有兩側的密封件的單排的球軸承形式的滾動軸承2、用于多槽皮帶的由塑料構成的轉動環3、在球軸承的內環4中定心的固定螺絲5和用于防污染和濺水地保護球軸承的遮蓋罩6，所述遮蓋罩卡鎖在轉動環上。遮蓋罩僅在圖2中簡示出并且在圖3中被去除。
[0015]這里由25%玻璃纖維增強的聚酰胺PA66構成的轉動環3通過對軸承外環7的壓力注塑包封來制造。轉動環將軸承外環在其圓柱形的側表面上包圍并且以已知的方式緊緊抓緊在溝槽8的嚙合部中，所述溝槽在嚙合部中環繞。轉動環幾何結構上由內環9、外環10、連接兩個環的環連接部11和奇數多個肋12組成，所述肋將外環相對于內環支撐。在環連接部的任意側上，27個肋以不均勻的角度分布沿徑向方向延伸。軸承外環的壓力注塑包封在噴射點13處進行，所述噴射點在轉動環的端側上以不均勻的角度分布分別在兩個相鄰的肋之間居中地分布在環凸起部14上，所述環凸起部在所述環連接部上隆起，所述肋用作塑料熔液的流動輔助部。轉動環的外直徑為90mm，并且其上設置有噴射點的部分圓直徑為61mm0
[0016]圖4示出轉動環3的根據本發明的噴射幾何結構。噴射幾何結構是塑料注塑模擬的結果，所述塑料壓鑄模擬的目的是:使得圓環形注塑腔用在端側注入其中的塑料熔液進行的時間上的填充進展均勻化。如上文所闡述的，這種均勻化的填充過程降低軸承外環7的由于在填充過程接近結束時取決于工藝的壓力提高和同時同樣不期望的纖維沿滾輪運轉方向定向而造成的不圓變形，所述不圓變形同樣使軸承外環變形。模擬借助于工藝模擬程序“Autodesk Moldflow(歐特克模流分析軟件)”進行，其中改變參數即噴射點13的數量、環周位置和橫截面，然而不改變肋12在環周上不均勻的設置方式，其角度由標注的圖3中得知。在具有十二個噴射點的這種肋設置方式中得到軸承外環的有利于最小變形的最優的噴射幾何結構，其直徑和環周分布從圖4中以及從根據圖5的數值表中得到。
[0017]其他模擬參數:
[0018]大約120萬個元素，I個Nest建模
[0019]填充時間:1.8秒
[0020]定義明確的(Profilierte)壓力提高:12秒，700/500巴
[0021]工具:80°C，熔液295°C
[0022]幾何結構上觀察，噴射點13在I號至12號的圓區段的區段半徑R上具有在皮帶輪I的旋轉軸線15 (參見圖2)上的共同的圓心和三個不同大小的為14.5°、29°和39°的圓心角α。一部分的圓區段、即區段2號、4號、10號和12號具有下述區段半徑，在所述區段半徑上噴射點具有不同大小的橫截面。例如，在圓區段2號中一個噴射點的直徑Dl為
1.4mm并且另一噴射點的直徑D2為2.0mm。現在，對于這部分的圓區段適用的是，在較大的噴射橫截面的相鄰側上伸展的一個圓區段的圓心角大于在較小的噴射橫截面的相鄰側上伸展的另一圓區段的圓心角。在示例地闡述的圓區段2號中，在具有D2 = 2.0mm的較大的噴射橫截面側相鄰的圓區段3號的圓心角為a (Dmax) = 39°，并且在具有Dl = 1.4mm的較小的噴射橫截面側相鄰的圓區段I號的圓心角為a (Dmin) = 14.5°。以非常簡化的表達，這意味著:對于較大的角度區域的填充負責的噴射點也具有相應大的噴射橫截面。其他圓區段的參數值可相應地從表格中得到。
[0023]對于示出的實施例替選地，也可考慮的是:噴射點的橫截面非圓形地構成和/或將其橫截面劃分為各具有區段半徑R的多個噴射點。圓形的噴射點的直徑D優選在0.8mm和2.4mm之間。
[0024]軸承外環7用塑料進行的壓力注塑包封經由具有多個澆注通道的冷分配器來實現，所述澆注通道在對轉動環3限界的腔的端側上對應于噴射點13的環周分布地設置。如在圖6中示意地示出的，直至過渡錐體17的澆注通道16的橫截面進而體積是相同的，其中每個過渡錐體的錐角確定為，使得澆注通道的橫截面減小到噴射點的相應的橫截面或直徑D (端面橫截面)。
[0025]附圖標記列表
[0026]I 皮帶輪
[0027]2 滾動軸承
[0028]3 轉動環
[0029]4 軸承內環
[0030]5 固定螺絲
[0031]6 遮蓋罩
[0032]7 軸承外環
[0033]8 溝槽
[0034]9 內環
[0035]10 外環
[0036]11 環連接部
[0037]12 肋
[0038]13 噴射點
[0039]14 環凸起部
[0040]15 旋轉軸線
[0041]16 澆注通道
[0042]17 過渡錐體
【主權項】
1.一種用于皮帶傳動裝置的皮帶輪，所述皮帶輪包括滾動軸承(2)和由塑料構成的包圍所述滾動軸承(2)的轉動環(3)，借助于所述塑料壓力注塑包封滾動軸承外環(7)，其中所述轉動環(3)的端側具有多個噴射點(13)，所述噴射點分布在圓區段的區段半徑(R)上，所述圓區段具有在皮帶輪(I)的旋轉軸線(15)上的共同的圓心并且具有至少兩個不同大小的圓心角(α )， 其特征在于，所述圓區段中的一部分具有下述區段半徑(R)，在所述區段半徑上所述噴射點(13)具有不同大小的橫截面，其中在較大的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角(α)大于在較小的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角(α)。2.根據權利要求1所述的皮帶輪，其特征在于，所述轉動環(3)具有內環(9)、外環(10)和將所述內環(9)與所述外環(10)連接的環連接部(11)以及在所述環連接部(11)的兩側上的多個肋(12)，所述肋以不均勻的角度分布徑向地延伸并且將所述外環(10)相對于所述內環(9)支撐，其中所述噴射點(13)分別在兩個肋(12)之間分布在環凸起部(14)上，所述環凸起部在所述環連接部(11)上隆起。3.根據權利要求2所述的皮帶輪，其特征在于，所述皮帶數量是奇數的。4.根據權利要求1所述的皮帶輪，其特征在于，所述噴射點(13)是圓形的并且具有在0.8mm和2.4mm之間的不同的直徑(D)。5.一種用于制造根據上述權利要求中任一項所述的用于皮帶傳動裝置的皮帶輪(I)的方法，所述皮帶輪包括滾動軸承(2)和由塑料構成的包圍所述滾動軸承(2)的轉動環⑶， 其特征在于，所述方法包括下述步驟: -用塑料在圓環狀的腔中借助于經由具有多個澆注通道(16)的分配器進行的端側的噴射來壓力注塑包封所述滾動軸承外環(7)，所述澆注通道在圓區段的區段半徑(R)上伸展，所述圓區段具有在所述皮帶輪(I)的旋轉軸線(15)上的共同的圓心和至少兩個不同大小的圓心角(α)，其中所述圓區段中的一部分具有下述區段半徑(R)，在所述區段半徑上具有不同大小的噴射橫截面的所述澆注通道(16)通到所述腔室中，其中在較大的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角(α )大于在較小的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角(α ) ο
【專利摘要】本發明提出一種用于皮帶傳動裝置的皮帶輪(1)和一種用于制造皮帶輪的塑料注塑方法。所述皮帶輪包括滾動軸承(2)和包圍軸承外環(7)的轉動環(3)，其中轉動環的端側具有多個噴射點(13)，所述噴射點分布在圓區段的區段半徑(R)上，所述圓區段具有在皮帶輪的旋轉軸線(15)上的共同的圓心并且具有至少兩個不同大小的圓心角(α)。圓區段中的一部分應具有下述區段半徑，在所述區段半徑上噴射點具有不同大小的橫截面。在此，在較大的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角大于在較小的噴射橫截面側相鄰的圓區段的圓心角。
【IPC分類】B29C45/27, F16H55/48, B29C45/00
【公開號】CN105050788
【申請號】CN201480017139
【發明人】洛倫茨·貝爾
【申請人】舍弗勒技術股份兩合公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2014年3月27日
【公告號】DE102013005373A1, WO2014154218A1