DE2420264A1

DE2420264A1 - Kunststofflager aus spritzguss

Info

Publication number: DE2420264A1
Application number: DE2420264A
Authority: DE
Inventors: Joachim Janz
Original assignee: Gebrueder Happich GmbH
Current assignee: Johnson Controls Interiors GmbH and Co KG
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2420264B2; DE2420264C3

Description

Kunststofflager aus Spritzguß Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststofflager aus Spritzguß mit mindestens einem von einem Lagergehäuse aufgenommenen Lagerzapfen.
Es ist bereits bekannt, Kunststoff lager bei Vorrichtungen und auch als Lager zu bezeichnende Scharniere im Spritzguß zu erstellen. Das erstellen geschieht auf verschiedenste Weise. So gibt es Lager, bei denen ein erstes Lagerteil aus einem hochgradig schmelzenden Kunststoff vorgefertigt und dieses Lagerteil# dann in einem zweiten Arbeitsgang als Einlegeteil in der Herstellungsform von zweiten Lagerteil umspritzt wird, wobei der Kunststoff für den zweiten Spritzgang niedrig schmelzend sein muß, damit das zuerst hergestellte Lagerteil trotz der auftretenden Spritztemperatur unverändert in seiner Form bleibt. Als nachteilig erweisen sich herstellungstechnisch die beiden vollständig voneinander getrennt zu führenden Arbeitsgänge, ferner anwendungstechnisch und kostenmäßig die eng begrenzte und engeschränkte Auswahl der miteinander in der Verarbeitung verträglichen Einsatzmaterialien. Wegen des vorrangigen Gesichtspunktes der Schmelztemperaturhöhe muß oftmals auf andere günstige Merkmale, wie Gebrauchstüchtigkeit und Preisgünstigkeit der Kunststoffe verzichtet werden.
Nach einer anderen Art werden Kunststofflager in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Lager dieser Art sind jedoch nur für wenige Einsatzgebiete zu verwenden, insbesondere weil die Lagerteile im Bereich ihrer gemeinsamen Lagerflächen einen durch den Trennschieber herstellungstechnisch bedingten Luftspalt aufweisen, der sich wohl dem Ende zu stark verringern und in eine stehengebliebene und zerstörbare Haut übergehen kann, es bleibt aber immer ein Lagerspiel bestehen.
Auch sind Lager aus gespritztem Kunststoff bekannt, bei denen die Lagerteile einzeln hergestellte Spritzgußkörper sind und eine miteinander wirkende Klipsausbildung als Lagerverbund aufweisen. Solche Lager sind wegen der leichten von der Einklipskraft abhängigen Ausklipsbarkeit nur auf wenige Einsatzgebiete beschränkt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein herstellungstechnisch einfaches und in einem Spritzgang erstellbares Kunststofflager zu schaffen, welches verwendungstechnisch ohne Einschränkung eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß Lagergehäuse und Lagerzapfen aus demselben Kunststoff bestehen und die gemeinsamen Lagerflächen einer zwischenlagernden Hülse zugeordnet sind, deren Brweichungstemperatur höher als die Schmelztemperatur des Kunststoffes ist, aus dem Lagergehäuse und Lagerzapfen gebildet sind. Die zwischenlagernde Hülse kann in einfacher Weise durch ein Ende eines festen Dornes oder gegebenenfalls durch einen Schieberin der Spritzgußform ortsrichtig eingebracht und gehalten werden. Nach dem Spritzgang bildet die Hülse ein Trennelement zwischen Lagergehäuse und Lagerachse, so daß sich diese beiden Teile im Sinne eines Lagers oder eines Scharniers behinderungsfrei bewegen lassen. Geht man von Kunststoffen mit einem normalen Schwund aus, so wird sich das Lagergehäuse auf der Hülse festziehen und die Lagerachse frei beweglich im Inneren der Hülse aufgenommen sein. Der geringe Schwund von Kunststoffen, im Normalfall von 2%, wirkt sich im allgemeinen nicht ungünstig auf das Lagerspiel aus. Als Beispiel sei dazu angeführt, daß das Lagerspiel bei einer Lagerachse, die in einer Hülse von lo mm ausgebildet ist, demnach 2/lo mm beträgt, also ein Lagerspiel, welches bei anders hergestellten Lagern sowieso einkonstruiert werden muß.
Um jedoch Lagergehäuse und Lagerzapfen gegen ein Verschieben in Achsrichtung zu sichern, weist die zwischenlagernde Hülse mindestens eine umlaufende Nut bzw. Sicke auf. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Nuten bzw. Sicken der Hülse mit ihrem-Hohlraum nach außen gerichtet sind. Auf diese Weise werden die Lagerzapfen nicht zusätzlich geschwächt, was insbesondere bei Lagerzapfen mit geringem Durchmesser von Vorteil ist.
Es ist ferner zweckmäßig, daß die Hülse Nuten bzw. Sicken, die in einem größeren Abstand voneinander angeordnet sind, aufweist. Hierdurch wird das durch den Schwund des Kunststoffes gebildete Lagerspiel vermindert, weil sich der Schwund auch in Achsrichtung verlaufend auswirkt und demnach eine Anlage bzw. Anpressung der in den Nuten bzw.
Sicken einragenden Lagerzapfenbereiche an den zueinandergelegenen Seitenwandungen der Nuten bzw. Sicken aufbaut.
Eine sinngemäße Wirkung und eine Erhöhung des vorbeschriebenen Anpreßdruckes wird erreicht, wenn mehrere Nuten bzw.
Sicken der Hülse über einen größeren Bereich verteilt zugeordnet sind Gegen ein Festlegen der Hülse und auch um die Herstellungsform baulich zu vereinfachen, erweist es sich als zweckmäßig, daß die Hülse zumindest an einem Ende einen nach außen gerichteten umlaufenden Rand aufweist. Dabei kann der Rand nicht nur als einfach abgewinkelter Kragen ausgebildet sein, sondern es ist auch möglich, daß der umlaufende Rand der Hülse mit seiner außen liegenden Kante in Richtung auf die Mitte der Lagerachse zu abgebogen ausgebildet ist, so daß die Hülse zusätzlich im Lagergehäuse festgelegt ist. Der zusätzlichen Festlegung dient die Ausbildung der freien Kante des umlaufenden Randes der Hülse durch Ausnehmung bzw. Zacken. Diese Ausbildungen ergeben außerdem eine. erhöhte Festlegung der Hülse gegen ein radiales Verdrehen. Um das vorerwähnte materialbedingte Lagerspiel zu verringern bzw. abzubauen und darüber hinaus ein Bremsmoment zu erzielen, kann die Lagerachse an einem Ende eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung, wie ein Sackloch, aufweisen und darin ein Spreizelement, wie ein Bolzen oder eine Schraube aufgenommen sein, so daß durch ein mehr oder weniger weites Eintreiben dieser Teile eine beliebig gewünschte Aufspreizung erreichbar ist.
Für besondere Fälle kann es vor Vorteil sein, daß der Querschnitt der Hülse gering von der kreisrunden Form abweicht, insbesondere oval ausgebildet ist. Der Lagerzapfen ist dann in einem Winkelbereich radial leicht drehbar, während rechtwinklig zum ersten Winkelbereich eine Hemmung gebildet ist. Eine Hemmung in einem Winkelbereich kann auch aufgebaut werden, wenn die Hülse mindestens eine achsgleich verlaufende Nut bzw. Sicke aufweist.
Das Material des Lagerzapfens, welches im Hohlraum der Nut bzw. der Sicke gebildet ist, preßt sich beim Drehen des Lagerzapfens zurückbildend an die Innenwandungen der Lagerhülse an.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen in vereinfachter Weise dargestellt.
Es zeigt: Fig. 1 ein Kunststofflager, teilweise weggeschnitten, Fig. 2 eine Spritzgußform mit Hülse für das Kunststofflager, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Kunststoff lagers, Fig. 4 und 5 je eine Hülse für das Kunststofflager, Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel des Kunststoff lagers bei einer Sonnenblende für Fahrzeuge, Fig. 7 ein Kunststoffscharnier, Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kunststofflagers im Querschnitt.
Jeweils generell ist mit 1 ein Lagergehäuse, mit 2 ein Lagerzapfen, mit 3 eine Hülse und mit 4 Nuten bzw. Sicken, welche der Hülse 3 zugeordnet sind, bezeichnet.
Die Fig. 1 zeigt einen Lagerzapfen 2, welcher abgewinkelt ausgebildet ist und mit einem verjüngten Ende des Lagerschenkels in die Hülse 3 eingreift. Ein Teil des Innenraums der Hülse 3 ist materialfrei, er dient, wie noch zu Fig. 2 zu beschreiben ist, der ortsrichtigen Lagerung in der Spritzgußform während de s des Herstellungsvorganges des Kunststoff lagers. Das Lagergehäuse 1 dagegen umgreift die Hülse 3 vollständig und endet am frei auslaufenden Ende des Lagergehäuses 1 in einen nach innen weisenden Kragen, der Freiraum entspricht dem Innendurchmesser der Hülse 3.
Diese weist eine im mittigen Bereich angeordnete umlaufende nach außen gerichtete Nut bzw. Sicke 4 auf. Durch diese Ausbildung wird eine in Achsrichtung wirkende Verschiebesicherung erreicht. Einmal wird nämlich Material des Lagerzapfens in den Hohlraum der Sicke eingelagert, zum andern bildet die Sicke 4 mit ihrer Erhöhung, die in das Lagergehäuse 1 einragt, eine solche Verschiebesicherung.
Die Hülse 3 weist fernerhin einen Kragen 5 auf, welcher schräg abgewinkelt nach außen gerichtet ist und mit einer Seitenfläche an der Endfläche der Hülse 3 und mit der anderen Seitenfläche an der Wandung des Lagerzapfens 2 anliegt, die sich aus dem übergang vom dünneren zum dickeren Querschnitt aufbaut.
In Fig. 2 ist ein Teil einer Spritzgußform 6 dargestellt, in die der Aufnahmeraum für das Lagergehäuse 1, den Lagerzapfen 2 für die Hülse 3 und für einen Schieber 7 jeweils im Halbschnitt eingearbeitet ist. Die Hülse 3, welche in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt zwei Sicken 4 aufweist, ist bereits von der Spritzgußform 6 aufgenommen.
Sie wird insbesondere durch das freie Ende des Schiebers 7 ortsrichtig gehalten, und zwar solange, bis der Spritzvorgang durchgeführt und das Spritzgußmaterial formbeständig abgekühlt ist. Nach dem Erhärtungsvorgang wird der Schieber 7 zurückgezogen, so daß das in einem Spritzgußgang fertiggestellte Kunststofflager der vorher geöffneten Spritzgußform entnommen werden kann.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt ein plattenartiges Lagergehäuse 1, welches abgebrochen dargestellt ist und beispielsweise ein Teil einer Wandung, eines Gehäuses, Kastens od.dgl. sein kann. Die Lagerhülse 3 weist an der nach unten liegenden Seite einen Kragen 5 und an der nach oben liegenden Seite der Hülse 3 einen Kragen 5a auf. Der Kragen 5a ist dahin abgeändert, daß sein freier Rand zusätzlich in Richtung auf die Mitte der allgemeinen Achslinie zu abgewinkelt ist. Es ist offengelassen, ob die Abwinklung mit einem glatt verlaufenden Rand ausgebildet ist oder aber Ausnehmungen bzw. Zacken aufweist, die außer einer normalen Verankerungsverbesserung der Hülse 3 im Lagergehäuse 1 eine zusätzliche Drehfestigkeit bildet.
Die Fig. 4 und 5 zeigen je eine Hülse, und zwar die Fig. 4 eine Hülse 3a, bei der viele fast über den gesamten Bereich der Hülse 3 verlaufende Sicken 4 angeordnet sind. Diese Ausführungsform verhindert ein Lagerspiel, welches sich durch den Schwund des erkaltenden Kunststoffes ergibt. Die Hülse 3b nach Fig. 5 ist dagegen mit einer in Achsrichtung verlaufenden Sicke 4a versehen, welche im allgemeinen nur einen geringen Hohlraum aufweist. Eine solche Ausführungsform wird gewählt, wenn Lagergehäuse 1 und Lagerzapfen 2 mit einem größeren Drehmoment zueinander ausgebildet sein sollen. Beim Bewegen der beiden Teile 1 und 2 zueinander klemmt sich nämlich das Material des Lagerzapfens 2, welches sich im Freiraum der Sicke 4a gebildet hat, gegen die Innenwandung der Hülse 3b.
Die Fig. 6 und 7 zeigen je ein Anwendungsbeispiel für das Kunststoff lager, bei denen nicht nur das Lager selbst, sondern auch Formteile in dem einzigen Herstellungsvorgang, der für das Lager notwendig ist, mitgefertigt sind.
So zeigt die Fig 6 einen Rahmen 8 für eine Sonnenblende, welcher einstückig über ein Lager im Sinne der Fig. 1 mit dem Lagergehäuse 1 ist. Der Lagerzapfen 2 geht in ein Befestigungsböckchen 9 für die Sonnenblende über. Die Lagerung im Böckchen 9 ist ebenfalls in der erfindungsgemäßen Ausführung erstellt und entspricht in seiner Form weitgehend der Fig. 3.
Die Fig. 7 zeigt ein Scharnier, bei welchem die Scharnierlappen 10 bei der Erstellung des Scharniers ebenfalls im einzigen Arbeitsgang mit erstellt sind, und zwar weist der Lagerzapfen 2a einen schmäleren, mittig angeordneten Scharnierlappen 10 auf, während das zweigeteilte Lagergehäuse 1 durch einen die beiden Gehäuseteile überbrückenden breiteren Scharnierlappen 10 verbunden ist. Wegen der Zweiteilung des Lagergehäuses 1 weist der Lagerzapfen 2a zwei an jedem Ende angeordnete Lagerstellen auf, die sinngemäß, wie vorbeschrieben, über je eine Hülse 3 im Lagergehäuse 1 gehalten sind.
Die Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kunststoff lagers im Querschnitt, und zwar ist die Hülse 3c nicht in sich geschlossen, sondern mit zwei flächengleich zueinander verlaufenden Lappen 11 versehen, die zueinander einen Luftspalt aufweisen. Das Lagergehäuse la umgreift die Hülse 3c vollständig, d. h. die Lappen 11 sind mit eingeschlossen. Die Lappen 11 und die benachbarten Bereiche des Gehäuses la weisen einen Durchbruch auf. Dieser dient einem Spannelement, wie einer Schraube, so daß der Luftspalt der Lappen 11 verringert werden kann, wodurch ein erhöhtes Drehmoment im Bereich der Lagerstelle entsteht.

Claims

Ansprüche:

)Kunststofflager aus Spritzguß mit mindestens einem von einem Lagergehäuse aufgenommenen Lagerzapfen, dadurch gekennzeichnet, daß Lagergehäuse (1, la) und Lagerzapfen (2, 2a) aus demselben Kunststoff bestehen und die gemeinsamen Lagerflächen einer zwischenlagernden Hülse (3, 3a, 3b, 3c) zugeordnet sind, deren Erweichungstemperatur höher als die Schmelztemperatur des Kunststoffes ist, aus dem Lagergehäuse (1, la) und Lagerzapfen (2, 2a) gebildet sind.
2. Kunststofflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenlagernde Hülse (3, 3a, 3b, 3c) mindestens eine umlaufende Nut bzw. Sicke (4) aufweist.
3. Kunststofflager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten bzw. Sicken (4, 4a) der Hülse (3, 3a, 3b, 3c) mit ihrem Hohlraum nach außen gerichtet sind.
4. Kunststofflager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse Nuten bzw. Sicken, die in einem größeren Abstand voneinander angeordnet sind, aufweist (Fig. 2).
5. Kunststofflager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten bzw. Sicken der Hülse über einen größeren Bereich verteilt zugeordnet sind (Fig. 4).
6. Kunststofflager nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3, 3a) zumindest an einem Ende einen nach außen gerichteten umlaufenden Rand (5) aufweist.
7. Kunststofflager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Rand (5a) der Hülse (3) mit seiner außen liegenden Kante in Richtung auf die Mitte der Lagerachse zu abgebogen ausgebildet ist.
8. Kunststofflager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Kante des umlaufenden Randes der Hülse (3) Ausnehmungen bzw. Zacken aufweist.
9. Kunststofflager nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (2) an einem Ende eine in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung, wie ein Sackloch aufweist und darin ein Spreizelement, wie ein Bolzen oder eine Schraube aufgenommen ist.
lo. Kunststofflager nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Hülse (3) gering von der kreisrunden Form abweicht, insbesondere oval ausgebildet ist.
11. Kunststofflager nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3b) mindestens eine achsgleich verlaufende Nut bzw.

Sicke (4a) aufweist.

L e e r s e i t e