皮带轮及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于皮带传动装置的皮带轮和一种用于其制造的塑料注塑方法。所述皮带轮包括滚动轴承和包围滚动轴承的、由塑料构成的转动环，借助于所述塑料压力注塑包封滚动轴承外环。转动环的端侧具有多个喷射点，所述喷射点分布在圆区段的区段半径上，所述圆区段具有在皮带轮的旋转轴线上的共同的圆心并且具有至少两个不同大小的圆心角。
【背景技术】
[0002]这种皮带轮通常使用在用于皮带轮的张紧或转向的内燃机的皮带传动装置中。为了使皮带传动装置的运行噪音保持在尽可能低的水平上，从DE 103 60 290 B4中已知的是，将由于转动环不圆度而产生的皮带振荡激励保持得小。这通过在转动环的塑料注塑中的特殊成型来实现，并且具体而言通过喷射点的定位来实现，所述喷射点以不均匀的角位置分布在转动环的端侧上。基于这种细节设计，首先能够防止在皮带传动装置中的特别不期望的共振效应。
[0003]然而，喷射点的不均匀的角度分布引起用塑料熔液对注塑腔的时间上不均匀的填充进展，其中取决于工艺的压力提高在压力注塑包封过程接近结束时将滚动轴承外环不圆地变形并且所述变形造成滚动轴承的运行上的噪音生成和过早的失效。
【发明内容】
[0004]本发明基于的目的是，提出一种开头时提到类型的具有滚动轴承外环的减小的变形的皮带轮和用于制造这种皮带轮的相应的注塑方法。
[0005]所述目的的实现方案从设备权利要求1或方法权利要求5的特征得到。据此，一部分的圆区段应具有下述区段半径，在所述区段半径上喷射点具有不同大小的横截面，其中在较大的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角大于在较小的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角。喷射横截面的不均匀尺寸确定产生在浇注体系中的局部不同的压力损耗连同在喷射点上相应不同的流动速度。在此，补偿从喷射点到所述区域的不同的流动路程长度，使得塑料熔液基本上同时到达注塑腔的最后填充的区域。
[0006]由此，保持喷射点的对于通过皮带轮的小的振荡激励而言最优的不同分布，并且将滚动轴承外环的不均匀的变形的至今为止由此得到的缺点通过喷射横截面的根据本发明地不均匀的尺寸确定补偿或理想地甚至消除。这同样适用于转动环纤维增强的情况。在此情况下，本发明减少或防止至今为止的状态:借助于大约在填充过程结束时强行进入的塑料熔液流沿滚轮环周方向定向的纤维损害冷却的塑料熔液的振荡特性进而使滚动轴承外环变形。
【附图说明】
[0007]本发明的其他特征从下文和附图中得出，其中示出用于内燃机的辅助机组皮带传动装置的根据本发明的皮带轮的实施例。附图示出:
[0008]图1示出皮带轮的立体视图；
[0009]图2示出皮带轮的纵剖面；
[0010]图3示出皮带轮在喷射侧上的俯视图；
[0011]图4示出转动环的喷射几何形状；
[0012]图5示出与喷射几何形状对应的数值表；
[0013]图6示出注塑机的冷分布器的浇注通道的示意图。
【具体实施方式】
[0014]在图1至3中示出的皮带轮I包括呈具有两侧的密封件的单排的球轴承形式的滚动轴承2、用于多槽皮带的由塑料构成的转动环3、在球轴承的内环4中定心的固定螺丝5和用于防污染和溅水地保护球轴承的遮盖罩6，所述遮盖罩卡锁在转动环上。遮盖罩仅在图2中简示出并且在图3中被去除。
[0015]这里由25%玻璃纤维增强的聚酰胺PA66构成的转动环3通过对轴承外环7的压力注塑包封来制造。转动环将轴承外环在其圆柱形的侧表面上包围并且以已知的方式紧紧抓紧在沟槽8的啮合部中，所述沟槽在啮合部中环绕。转动环几何结构上由内环9、外环10、连接两个环的环连接部11和奇数多个肋12组成，所述肋将外环相对于内环支撑。在环连接部的任意侧上，27个肋以不均匀的角度分布沿径向方向延伸。轴承外环的压力注塑包封在喷射点13处进行，所述喷射点在转动环的端侧上以不均匀的角度分布分别在两个相邻的肋之间居中地分布在环凸起部14上，所述环凸起部在所述环连接部上隆起，所述肋用作塑料熔液的流动辅助部。转动环的外直径为90mm，并且其上设置有喷射点的部分圆直径为61mm0
[0016]图4示出转动环3的根据本发明的喷射几何结构。喷射几何结构是塑料注塑模拟的结果，所述塑料压铸模拟的目的是:使得圆环形注塑腔用在端侧注入其中的塑料熔液进行的时间上的填充进展均匀化。如上文所阐述的，这种均匀化的填充过程降低轴承外环7的由于在填充过程接近结束时取决于工艺的压力提高和同时同样不期望的纤维沿滚轮运转方向定向而造成的不圆变形，所述不圆变形同样使轴承外环变形。模拟借助于工艺模拟程序“Autodesk Moldflow(欧特克模流分析软件)”进行，其中改变参数即喷射点13的数量、环周位置和横截面，然而不改变肋12在环周上不均匀的设置方式，其角度由标注的图3中得知。在具有十二个喷射点的这种肋设置方式中得到轴承外环的有利于最小变形的最优的喷射几何结构，其直径和环周分布从图4中以及从根据图5的数值表中得到。
[0017]其他模拟参数:
[0018]大约120万个元素，I个Nest建模
[0019]填充时间:1.8秒
[0020]定义明确的(Profilierte)压力提高:12秒，700/500巴
[0021]工具:80°C，熔液295°C
[0022]几何结构上观察，喷射点13在I号至12号的圆区段的区段半径R上具有在皮带轮I的旋转轴线15 (参见图2)上的共同的圆心和三个不同大小的为14.5°、29°和39°的圆心角α。一部分的圆区段、即区段2号、4号、10号和12号具有下述区段半径，在所述区段半径上喷射点具有不同大小的横截面。例如，在圆区段2号中一个喷射点的直径Dl为
1.4mm并且另一喷射点的直径D2为2.0mm。现在，对于这部分的圆区段适用的是，在较大的喷射横截面的相邻侧上伸展的一个圆区段的圆心角大于在较小的喷射横截面的相邻侧上伸展的另一圆区段的圆心角。在示例地阐述的圆区段2号中，在具有D2 = 2.0mm的较大的喷射横截面侧相邻的圆区段3号的圆心角为a (Dmax) = 39°，并且在具有Dl = 1.4mm的较小的喷射横截面侧相邻的圆区段I号的圆心角为a (Dmin) = 14.5°。以非常简化的表达，这意味着:对于较大的角度区域的填充负责的喷射点也具有相应大的喷射横截面。其他圆区段的参数值可相应地从表格中得到。
[0023]对于示出的实施例替选地，也可考虑的是:喷射点的横截面非圆形地构成和/或将其横截面划分为各具有区段半径R的多个喷射点。圆形的喷射点的直径D优选在0.8mm和2.4mm之间。
[0024]轴承外环7用塑料进行的压力注塑包封经由具有多个浇注通道的冷分配器来实现，所述浇注通道在对转动环3限界的腔的端侧上对应于喷射点13的环周分布地设置。如在图6中示意地示出的，直至过渡锥体17的浇注通道16的横截面进而体积是相同的，其中每个过渡锥体的锥角确定为，使得浇注通道的横截面减小到喷射点的相应的横截面或直径D (端面横截面)。
[0025]附图标记列表
[0026]I 皮带轮
[0027]2 滚动轴承
[0028]3 转动环
[0029]4 轴承内环
[0030]5 固定螺丝
[0031]6 遮盖罩
[0032]7 轴承外环
[0033]8 沟槽
[0034]9 内环
[0035]10 外环
[0036]11 环连接部
[0037]12 肋
[0038]13 喷射点
[0039]14 环凸起部
[0040]15 旋转轴线
[0041]16 浇注通道
[0042]17 过渡锥体
【主权项】
1.一种用于皮带传动装置的皮带轮，所述皮带轮包括滚动轴承(2)和由塑料构成的包围所述滚动轴承(2)的转动环(3)，借助于所述塑料压力注塑包封滚动轴承外环(7)，其中所述转动环(3)的端侧具有多个喷射点(13)，所述喷射点分布在圆区段的区段半径(R)上，所述圆区段具有在皮带轮(I)的旋转轴线(15)上的共同的圆心并且具有至少两个不同大小的圆心角(α )， 其特征在于，所述圆区段中的一部分具有下述区段半径(R)，在所述区段半径上所述喷射点(13)具有不同大小的横截面，其中在较大的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角(α)大于在较小的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角(α)。2.根据权利要求1所述的皮带轮，其特征在于，所述转动环(3)具有内环(9)、外环(10)和将所述内环(9)与所述外环(10)连接的环连接部(11)以及在所述环连接部(11)的两侧上的多个肋(12)，所述肋以不均匀的角度分布径向地延伸并且将所述外环(10)相对于所述内环(9)支撑，其中所述喷射点(13)分别在两个肋(12)之间分布在环凸起部(14)上，所述环凸起部在所述环连接部(11)上隆起。3.根据权利要求2所述的皮带轮，其特征在于，所述皮带数量是奇数的。4.根据权利要求1所述的皮带轮，其特征在于，所述喷射点(13)是圆形的并且具有在0.8mm和2.4mm之间的不同的直径(D)。5.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的用于皮带传动装置的皮带轮(I)的方法，所述皮带轮包括滚动轴承(2)和由塑料构成的包围所述滚动轴承(2)的转动环⑶， 其特征在于，所述方法包括下述步骤: -用塑料在圆环状的腔中借助于经由具有多个浇注通道(16)的分配器进行的端侧的喷射来压力注塑包封所述滚动轴承外环(7)，所述浇注通道在圆区段的区段半径(R)上伸展，所述圆区段具有在所述皮带轮(I)的旋转轴线(15)上的共同的圆心和至少两个不同大小的圆心角(α)，其中所述圆区段中的一部分具有下述区段半径(R)，在所述区段半径上具有不同大小的喷射横截面的所述浇注通道(16)通到所述腔室中，其中在较大的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角(α )大于在较小的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角(α ) ο
【专利摘要】本发明提出一种用于皮带传动装置的皮带轮(1)和一种用于制造皮带轮的塑料注塑方法。所述皮带轮包括滚动轴承(2)和包围轴承外环(7)的转动环(3)，其中转动环的端侧具有多个喷射点(13)，所述喷射点分布在圆区段的区段半径(R)上，所述圆区段具有在皮带轮的旋转轴线(15)上的共同的圆心并且具有至少两个不同大小的圆心角(α)。圆区段中的一部分应具有下述区段半径，在所述区段半径上喷射点具有不同大小的横截面。在此，在较大的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角大于在较小的喷射横截面侧相邻的圆区段的圆心角。
【IPC分类】B29C45/27, F16H55/48, B29C45/00
【公开号】CN105050788
【申请号】CN201480017139
【发明人】洛伦茨·贝尔
【申请人】舍弗勒技术股份两合公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】DE102013005373A1, WO2014154218A1