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Dokumentenidentifikation DE19811885C2 20.06.2002
Titel Dichtung für Wälzlager
Anmelder NSK Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Uchiyama, Takahiko, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Ueki, Fumio, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Hamamoto, Magozou, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Takajo, Toshimi, Fujisawa, Kanagawa, JP
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Anmeldedatum 18.03.1998
DE-Aktenzeichen 19811885
Offenlegungstag 05.11.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.06.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.06.2002
IPC-Hauptklasse F16C 33/76
IPC-Nebenklasse F16C 33/78   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung für ein Wälzlager und insbesondere eine Dichtung für ein Wälzlager, die als geschlossene Dichtung für ein Wälzlager verwendet werden soll.

Wälzlager, insbesondere solche hekleiner Größe bzw. Abmessung, die in Büroeinrichtungen und dergleichen verwendet werden, sind in eine ringförmige Dichtnut unter Dichtsitz eingesetzt, die in dem feststehenden äußeren Lagerring gebildet ist, um zu verhindern, daß Schmiermittel, wie etwa Fett, nach außen ausleckt.

Eine Dichtung für ein Wälzlager muß in ihrem Kernabschnitt derart steif sein, daß sie ihre Form beibehält, und in zumindest einem Außenrandabschnitt flexibel sein, der in die Dichtnut eingesetzt werden soll, und außerdem muß sie die Dichtwirkung für eine ausgedehnte Zeitdauer ohne sich zu verformen, beibehalten.

Vor diesem Hintergrund gehört eine Dichtung zum Stand der Technik (auf den nachfolgend als erste herkömmliche Technik bezug genommen wird), die einen Kern aufweist, der aus Metall besteht und innere und äußere Umfangsteile, einschließlich dem dichtenden Teil, die aus Gummi bestehen. In Übereinstimmung mit der ersten herkömmlichen Technik werden, wie im Flußdiagramm von Fig. 23 gezeigt, Gummimaterial und vorbestimmte Verbundbildungsadditive in einem Wiegeschritt 51 gewogen und in einem Knetschritt 52 geknetet, und der Verbundstoff wird in einem Kalandrierungsschritt 53 kalandriert, um eine unvulkanisierte Gummilage vorzubereiten. Andererseits wird ein Metallmaterial in einem Preßbearbeitungsschritt 54 gepreßt, um einen Metallkern vorbestimmter Form zu bereiten, der in einem Waschschritt 55 gewaschen wird. Ein vorbestimmtes Klebemittel wird auf dem Metallkern aufgetragen und in einem Klebemittelauftragschritt 56 gebacken. Die unvulkanisierte Gummischicht aus dem Kalandrierschritt 53 und der Metallkern aus dem Klebemittelauftragschritt 56 werden in eine Form gegeben und in eine vorbestimmte Form geformt, um eine Dichtung zu erhalten.

Dichtungen dieses Typs weisen solche auf, die aus Kunstharzen bestehen. Beispielsweise offenbart die JP-A-U-596549 (der Begriff "JP-A-U", wie er vorliegend verwendet wird, bedeutet eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Gebrauchsmusteranmeldung) offenbart eine Dichtung für Wälzlager, die in Fig. 24 gezeigt ist, wobei ein zentraler Abschnitt 58 auf der Innenseite (diejenige Seite, die zu den Wälzelementen weist) aus einer verstärkten Harzplatte mit einer höheren Steifigkeit besteht als ein Randabschnitt 59, der einen Innenumfangsabschnitt 59a und einen Außenumfangsabschnitt 59b aufweist, und ein Teil des Innenumfangsabschnitts 59a ist derart dünner ausgelegt, daß er eine größere Flexibilität aufweist als der Außenrandabschnitt 59b (auf diesen Stand der Technik wird als zweite herkömmliche Technik nachfolgend bezug genommen). Die Dichtung gemäß der zweiten herkömmlichen Technik wird in den Ringraum preßeingesetzt, der zwischen den äußeren inneren Lagerringen gebildet ist, indem der Innenumfangsabschnitt 59a nach außen ausgelenkt und daraufhin einwärts gepreßt wird.

Eine weitere Kunstharzdichtung ist in der JP-A-6-313436 (der vorliegend verwendete Begriff "JP-A" bedeutet eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung) offenbart, die aus Umfangsabschnitten 60 und 61 besteht, die ein relativ weiches Harz umfassen, und einem dazwischenliegenden Harzabschnitt 62, welcher die Umfangsabschnitte 60 und 61 verbindet und ein relativ hartes Material umfaßt (auf diese Technik wird nachfolgend als dritte herkömmliche Technik bezug genommen). Der dazwischenliegende Harzabschnitt 62, der aus Kunstharz besteht, stellt einen steifen ringförmigen Einsatz bereit, und die Umfangsabschnitte 60 und 61 bestehen aus einem Gemisch mit einem Elastomer und demselben Kunstharz, wie es für den ringförmigen Einsatz verwendet wird. Die Umfangsabschnitte 60 und 61 und der ringförmige Einsatz werden gleichzeitig geformt.

Die erste herkömmliche Technik ist jedoch durch eine schlechte Produktivität gekennzeichnet, und zwar aufgrund des Einsatzes komplizierter Herstellungsschritte, wie vorstehend erläutert.

Wenn die Dichtung gemäß der zweiten herkömmlichen Technik in ein Wälzlager preßeingesetzt wird, wird der Außenumfangsabschnitt 59b nach oben gezogen, was zu einer Trennung zwischen dem zentralen Abschnitt 58 und dem Innen- und Außenumfangsabschnitt 59 führen kann, wenn die Verbindungsstärke der Verbindungsoberfläche schwach ist. Da der zentrale Abschnitt 58, der aus einer verstärkten Harzplatte besteht, kaum bzw. nur wenig mit dem Innen- und Außenumfangsabschnitt 59 abgedeckt ist, kann die Dichtung bei langdauerndem Einsatz verformt werden. Wenn die Verbindungsstärke zwischen dem zentralen Abschnitt 58 und dem Innen- und Außenumfangsabschnitt 59 schwach ist, kann ersterer Abschnitt von letzterem aufgrund einer Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen ihnen getrennt werden. In jedem Fall wird das Dichtungsleistungsvermögen beeinträchtigt.

Gemäß der dritten herkömmlichen Technik wird das Material der Umfangsabschnitte 60 und 61 durch Kneten von zumindest zwei Harzen zubereitet, d. h. einem Elastomer und demselben Harz, wie es für den dazwischenliegenden Harzabschnitt 62 (ringförmiger Einsatz) verwendet wird. Dies führt zu einer Erhöhung der Materialkosten. Wenn das Verhältnis bzw. der Anteil des Elastomers in dem Harzgemisch erhöht wird, weisen die Umfangsabschnitte 60 und 61 eine verbesserte Flexibilität auf, jedoch ein schlechtes Haftungsvermögen gegenüber dem dazwischenliegenden Harzabschnitt 62. Wenn andererseits das Verhältnis bzw. der Anteil des Elastomers erniedrigt wird, werden die Umfangsabschnitte 60 und 61 zu hart und steif, was zu einem schlechten Dichtungsleistungsvermögen führt.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend erläuterten Probleme der herkömmlichen Techniken gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine Dichtung für Wälzlager zu schaffen, die keiner Trennung zwischen dem Kernabschnitt und dem Umfangsabschnitt davon oder einer Verformung bei langdauernder Nutzung unterliegt, und die verbesserte Dichteigenschaften für eine verlängerte Zeitperiode aufweist.

Außerdem soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Dichtung geschaffen werden, das günstig durchgeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich der Dichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein flexibler Harzabschnitt und ein steifer Harzabschnitt verwendet werden, die miteinander schmelzverbunden bzw. durch Schmelzen verbunden sind, sind sie miteinander ohne Verwendung von Klebstoff oder ähnlichen Mitteln fest vereinigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Wälzlagers mit einer Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in dem Wälzlager eingesetzt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht der Dichtung gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Dichtung von Fig. 2 entlang der Linie A-A,

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Herstellung der Dichtung gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform der ersten Ausführungsform,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer vierten Modifikation der ersten Ausführungsform,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Wälzlagers, das durch die Dichtung und Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgedichtet ist,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer Dichtung gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 11 ein Flußdiagramm des Verfahrens zur Herstellung der Dichtung gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 12 eine Querschnittsansicht einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 13 eine Querschnittsansicht einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer dritten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 15 eine Querschnittsansicht einer vierten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 16 eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Wälzlagers, in welches eine Dichtung gemäß einer fünften Modifikation der zweiten Ausführungsform eingesetzt ist,

Fig. 17 eine Querschnittsansicht der Dichtung von Fig. 16,

Fig. 18 eine Querschnittsansicht einer sechsten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 19 eine Querschnittsansicht einer siebten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 20 eine Querschnittsansicht einer achten Modifikation der zweiten Ausführungsform,

Fig. 21 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen der Zugfestigkeit und der Verzögerung bei einem Zweifarben-Formen- bzw. -Gießen bzw. -Spritzen gemäß einem Beispiel 1,

Fig. 22 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt (oder Erweichungspunkt) eines ersten Materials und der Harztemperatur eines zweiten Materials beim Einsatzformen eines Beispiels 2,

Fig. 23 ein Flußdiagramm eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von aus Gummi bestehenden Dichtungen für Wälzlager,

Fig. 24 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Dichtung für Wälzlager, und

Fig. 25 eine Querschnittsansicht einer weiteren herkömmlichen Dichtung für Wälzlager.

Bevorzugte Ausführungsformen umfassen die folgenden Ausbildungen bzw. Besonderheiten (1) bis (9).

  • 1. Das den steifen Harzabschnitt bildende Harz weist bevorzugt einen Schmelzpunkt (oder Erweichungspunkt) auf, der höher als der Schmelzpunkt (oder Erweichungspunkt) des Harzes ist, welches den flexiblen Harzabschnitt bildet.
  • 2. Das den flexiblen Harzabschnitt bildende Harz weist bevorzugt einen Schmelzpunkt (oder Erweichungspunkt) von 100 bis 300°C auf.
  • 3. Die Kombination des Harzes, welches den flexiblen Harzabschnitt bildet mit dem Harz, welches den steifen Harzabschnitt bildet, ist bevorzugt aus der Kombination eines Polyester-TPE mit einem thermoplastischen Harz, der Kombination eines Polyamid-TPE mit einem Polyamidharz und der Kombination eines Polyolefin-TPE mit einem Polyolefinharz gewählt.
  • 4. Der flexible Harzabschnitt deckt zumindest einen Teil der Oberfläche des steifen Harzabschnitts ab, der sich in Richtung des Preßsitzes bzw. Preßeinsetzens der Dichtung in die Dichtungsnut erstreckt.
  • 5. Der flexible Harzabschnitt, der auf zumindest entweder auf der Außenumfangsseite oder der Innenumfangsseite des steifen Harzabschnitts vorgesehen ist und in die Dichtungsnut von zumindest entweder dem äußeren Laufring oder dem inneren Laufring des Wälzlagers preßeinsetzbar ist, ist mit zumindest entweder der Außenumfangsfläche und/oder der Innenumfangsfläche des steifen Harzabschnitts und/oder der Oberfläche des steifen Harzabschnitts verbunden bzw. vereinigt, der sich in Richtung des Preßsitzes bzw. Preßeinsetzens der Dichtung in die Dichtungsnut des äußeren Laufrings oder des inneren Laufrings erstreckt.
  • 6. Der flexible Harzabschnitt, der auf der Außenumfangsseite des steifen Harzabschnitts vorgesehen ist und in die Dichtungsnut des äußeren Laufrings preßeinsetzbar bzw. preßeingesetzt ist, ist mit der Außenumfangsfläche des steifen Harzabschnitts und der Oberfläche des steifen Harzabschnitts verbunden bzw. vereinigt, der sich in der Richtung des Preßsitzes bzw. Preßeinsetzens der Dichtung in die Dichtungsnut des äußeren Laufrings erstreckt.
  • 7. Das Verfahren zur Herstellung der vorstehend erläuterten Dichtung umfaßt bevorzugt das Formen bzw. Gießen bzw. Spritzen eines ersten Abschnitts mit einem Harz, das aus einem flexiblen Harz und einem steifen Harz ausgewählt ist, woraufhin ein zweiter Abschnitt mit dem anderen Harz derart geformt bzw. gespritzt bzw. gegossen wird, daß der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt integriert sind.
  • 8. Das Formen bzw. Gießen bzw. Spritzen des zweiten Abschnitts wird bevorzugt derart bewirkt, daß die Temperatur zum Formen des Harzes, welches den zweiten Abschnitt bildet, höher ist als der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Harzes, welches den ersten Abschnitt bildet, und zwar um 5 bis 200°C.
  • 9. Die Temperatur beim Formen bzw. Gießen bzw. Spritzen des Harzes, welches den zweiten Abschnitt bildet, ist bevorzugt nicht höher als 380°C und höher als der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des Harzes, und zwar um 10 bis 150°C.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Wälzlagers mit einer Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in das Wälzlager eingesetzt ist. Das Wälzlager von Fig. 1 umfaßt einen feststehenden äußeren Laufring 1, einen sich drehenden inneren Laufring 2, Wälzelemente 3, die zwischen dem äußeren Laufring 1 und dem inneren Laufring 2 unter Spiel eingesetzt sind, einen Käfig 4, der die Wälzelemente 3 hält, und Dichtungen 6 und 7, die jeweils in eine ringförmige Dichtnut 5 ohne Kontakt mit dem inneren Laufring 2 eingesetzt sind. Das Wälzlager enthält ein Schmiermittel, wie etwa Fett oder Schmieröl, abgedichtet in einem Ringraum 8, der durch die Dichtungen 6 und 7, die inneren und äußeren Laufringe 1 und 2 und die Wälzelemente 3 gebildet ist.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Dichtung 6 (oder 7), und Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Dichtung von Fig. 2 entlang der Linie A-A.

Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Dichtung 6 (oder 7) Doughnut- Form in Draufsicht auf und besteht aus einem flexiblen Harzabschnitt 9, aufweisend ein flexibles Harzmaterial, wie etwa ein thermoplastisches Elastomer (auf das nachfolgend abgekürzt als TPE bezug benommen wird), und einen steifen Harzabschnitt 10 mit einem steifen Harzmaterial, das einen höheren Schmelzpunkt (oder einen höheren Fließpunkt) und eine höhere Steifigkeit aufweist als der flexible Harzabschnitt 9, wie etwa ein Polyamidharz.

Wie in Fig. 3 gezeigt, beträgt das Verhältnis der Dicke (t1) des flexiblen Harzabschnitts 9 am Innenumfangsteil 11 zu der Dicke (t2) des steifen Harzabschnitts 10 (t1 : t2) 1 : 1 bis 1 : 3. Das heißt, die Dicke t1 des flexiblen Harzabschnitts 9 mit einem relativ großen linearen Expansionskoeffizienten entspricht der Dicke t2 des steifen Harzabschnitts 10 oder ist kleiner ist als diese. Durch diese Manipulation wird die Trennung zwischen dem flexiblen Harzabschnitt 9 und dem steifen Harzabschnitt 10 oder eine Verformung der Dichtungen 6 und 7 verhindert, die eine Beeinträchtigung der Dichteigenschaften verursacht, und zwar selbst dann, wenn aufgrund einer Temperaturänderung Wärmebelastung auftritt.

Ausgehend vom Innenumfangsteil 11 in Richtung auf den Außenumfangsteil weist die Oberfläche des flexiblen Harzabschnitts 9, die zu den Wälzelementen 3 weist, einen flachen Teil 15 auf (mit einer geraden Linie in Fig. 3, auf den nachfolgend als erster flacher Teil bezug genommen wird), das Ende des ersten flachen Teils 15 ist in Form des Buchstaben L abwärts gebogen, um einen vertikalen Teil 16 zu bilden, und das Ende des vertikalen Teils 16 ist nahezu in Art eines Bogens aufwärts gekrümmt, um eine Dichtfläche 17 zu bilden, die in die Ringdichtungsnut 5 des äußeren Laufrings 1 eingesetzt werden soll. Die Oberfläche des flexiblen Harzabschnitts 9, die mit dem steifen Harzabschnitt 10 verbunden ist, weist einen flachen Teil 12 auf (mit einer geraden Linie in Fig. 3, auf den nachfolgend als den zweiten flachen Teil bezug genommen wird), der sich ausgehend von seinem inneren Umfangsteil 11 erstreckt. Das Ende des zweiten flachen Teils 12 steht mit einer Verjüngung 13 vor, um einen Vorsprung 14 mit einer auf dem Kopf stehenden Trapezform zu bilden. Nahe zu dem Vorsprung 14 ist ein dritter flacher Teil 20 parallel zu dem ersten flachen Teil 15 gebildet. Das Ende des dritten flachen Teils 20 verläuft parallel zum vertikalen Teil 16 abwärts gebogen. Die Oberfläche, die sich ausgehend vom vertikalen Teil 16 erstreckt, bildet dadurch einen ringförmigen V-förmigen Vorsprung 18, der aufwärts vorsteht. Der Fuß des Vorsprungs 18 erstreckt sich in Richtung auf die Dichtfläche 17 und verläuft daraufhin gebogen und ist mit der Dichtfläche 17 verbunden.

Der steife Harzabschnitt 10 weist dieselbe Höhe bzw. Höhenlage wie der Vorsprung 14 des flexiblen Harzabschnitts 9 auf. Die Oberfläche des Abschnitts 10, die mit dem flexiblen Harzabschnitt 9 verbunden ist, stimmt exakt mit dem Umriß des flexiblen Harzteils 9 überein und weist nahezu gleichmäßige Dicke auf. Unter erneutem Bezug auf Fig. 2 umgibt der steife Harzabschnitt 10 jeden Vorsprung 14. Andererseits weist der steife Harzvorsprung 10 mehrere Durchgangslöcher entlang seiner Umfangsrichtung auf, wobei in jedes Durchgangsloch das flexible Harzmaterial eingefüllt bzw. eingesetzt ist. Der steife Harzabschnitt 10 weist eine ringförmige Nut bzw. Kerbe an demjenigen Teil auf, der dem ringförmigen V-förmigen Vorsprung 18 des flexiblen Harzabschnitts 9 entspricht, so daß der Vorsprung 18 in die Kerbe dicht bzw. fest eingesetzt ist.

Wie in dem Flußdiagramm von Fig. 4 gezeigt, werden die Dichtungen 6 und 7 gemäß der ersten Ausführungsform durch Zwei-Farben- Formen bzw. -Gießen bzw. -Spritzen hergestellt. Komplizierte Schritte, wie etwa der Klebemittelauftragschritt 56, der bei der ersten herkömmlichen Technik erforderlich war (siehe Fig. 23), ist damit nicht erforderlich, und die Produktivität ist dadurch verbessert.

Zwei-Farben-Formen kann beispielsweise durch Spritzen von flexiblem Harzmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt in eine Form ausgeführt werden, woraufhin eine vorbestimmte Verzögerung (Einspritzverzögerungszeit) in der Größenordnung von Sekunden ein steifes Harzmaterial sofort bzw. schlagartig eingespritzt wird, wobei das flexible Harzmaterial an der Grenzfläche (Verbindungsfläche) erneut schmilzt und mit dem steifen Harzmaterial vermischt bzw. vermengt wird. Infolge davon sind die zwei Harzmaterialien durch Wärmeschmelzen fest verbunden und bilden den flexiblen Harzabschnitt 9 und den steifen Harzabschnitt 10 in einem einheitlichen Körper.

Damit die zwei Harzmaterialien mit ausreichender Haftung verbunden werden können, die einer Langzeitnutzung widersteht, liegt die Einspritzverzögerungszeit bevorzugt innerhalb von 2 Sekunden.

Da das flexible Harzmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt und das steife Harzmaterial mit einem höheren Schmelzpunkt vereinigt werden, bevor erstgenanntes aushärtet, und das erstgenannte Harz an der Verbindungsoberfläche wieder zum Schmelzen gebracht wird und mit letztgenanntem Harz vermengt wird, um ein festes Haften bereitzustellen, werden die zwei Harzabschnitte nicht getrennt und die Dichtungen 6 und 7 werden daran gehindert, sich zu verformen.

Wenn die Dicke (t1) des flexiblen Harzabschnitts 9 und die Dicke (t2) des steifen Harzabschnitts 10 die Beziehung t1 : t2 = 1 : 1 bis 1 : 3 erfüllt, werden der flexible Harzabschnitt 9 (Umfangsabschnitt) und der steife Harzabschnitt 10 (Kernabschnitt) daran gehindert, voneinander getrennt zu werden oder sich zu verformen, und zwar selbst bei Verwendung eines flexiblen Harzmaterials mit relativ hohem linearen Expansionskoeffizienten.

Da der flexible Harzabschnitt 9 Vorsprünge 14 mit Verjüngerungen 13 aufweist, die jeweils durch den steifen Harzabschnitt 10 umgeben sind, erzeugen die Vorsprünge 14 einen sogenannten Verankerungseffekt, um zu verhindern, daß der Harzabschnitt 10 sich von dem flexiblen Harzabschnitt 9 trennt. Die Verbindung zwischen den Abschnitten 10 und 11 wird durch dadurch verbessert bzw. gefördert.

Der ringförmige Vorsprung 18 des flexiblen Harzabschnitts 9 dient dazu, Kriechen bzw. Verformen zu verhindern, wodurch die Dichteigenschaften verbessert werden. Da die Dichtfläche 17, die sich in Kontakt mit dem äußeren Laufring 1 befindet, um Dichtwirkungen bzw. -effekte auszuüben, eine Zusammendrück- bzw. Druckkraft in radialer Richtung von außen nach innen aufnimmt, folgt, daß die Spitze der Dichtfläche 17 Kriechen bzw. Verformen unterliegt, wodurch ein Spalt ausgebildet wird, was zu einer Verringerung der Dichteigenschaft führt. Da in den Dichtungen 6 und 7 der ringförmige Vorsprung 18 des flexiblen Harzabschnitts 9 und die ringförmige Kerbe des steifen Harzabschnitts 10 innig ineinander passen, kann die in radialer Richtung ausgeübte Last durch die Kerbe verschoben bzw. versetzt werden. Infolge davon behalten die Dichtungen 6 und 7 zufriedenstellende Dichteigenschaften bei und unterliegen so gut wie keinem Kriechen bzw. Verformen.

Die Kombination eines flexiblen Harzmaterials mit einem steifen Harzmaterial kann unter Berücksichtigung der Differenz des Schmelzpunkts (oder des Fließpunkts) zwischen diesen, der Fettbeständigkeit, der Ölbeständigkeit und dergleichen gewählt werden. Geeignete Kombinationen umfassen Polyester- TPE(thermoplastisches Elastomer)Nylon 6,6, Polyamid-TPE-Nylon 6,6, Polyolefin-TPE-Nylon 6,6, Polyester-TPE-Polypropylen-Harz, Polyamid-TPE-Polypropylen-Harz und Polyolefin-TPE-Polypropylen- Harz.

Verschiedene Zusätze bzw. Additive können dem flexiblen Harzmaterial zugesetzt werden, insofern als die Wirkungen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, d. h., insofern als dadurch keine Abtrennung von dem steifen Harzabschnitt 10 verursacht wird, noch die Dichteigenschaften beeinträchtigt werden. Nützliche Additive umfassen feste Schmierstoffe, wie etwa Graphit, Fluorharzpulver, Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, hexagonales Bornitrid, fluorhaltiges Mica und Wachs; flüssige Schmiermittel, wie etwa Schmieröl, Antioxidanzien, Wärmestabilisatoren, Ultraviolett-Absorber, Schutzmittel gegen Licht, Flammenhemmstoffe, antistatische Mittel, Fließfähigkeitsverbesserungsmittel, Haftverhinderungsmittel, Kristallisationsbeschleunigungsmittel, Kernbildungsmittel, Plastifizierer, Pigmente und Farbstoffe. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Verbundbildungsadditive entsprechend der beabsichtigten Endnutzung zugesetzt.

Das flexible Harzmaterial kann einem dynamischen Vernetzen unterworfen werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Das dynamische Vernetzen wird durch Mischen eines flexiblen Harzmaterials mit einem Gummimaterial ausgeführt, wobei die Mischung zusammen mit einem vorbestimmten Vernetzungsmittel geknetet wird, um den Gummi zu vernetzen, während der Gummi in dem flexiblen Harzmaterial fein verteilt wird.

Das steife Harzmaterial kann ebenfalls verschiedene Zusätze bzw. Additive entsprechend der Endnutzung enthalten, sofern die Wirkungen der vorliegenden Erfindung dadurch nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für die Additive umfassen faserförmige Füllstoffe, wie etwa Glasfasern, Kohlenstoffasern, Metallfasern, organische Fasern, wie etwa Aramidfasern, verschiedene Haarkristalle und Mineralfasern, tafelförmige Füllstoffe, wie etwa Glasflocken, Mica, Talk und Ton, partikelförmige Füllstoffe, wie etwa Silika, Calciumcarbonat, Glaskügelchen und andere anorganische Pulver, Kupplungsmittel, Antioxidanzien, Wärmestabilisatoren, Ultraviolett-Absorptionsmittel, Schutzmittel gegenüber Licht, Flammenhemmstoffe, antistatische Mittel, Fließfähigkeitsverbesserungsmittel, Haftverhinderungsmittel, Kristallisationsbeschleunigungsmittel, Kernbildungsmittel, Weichmacher, Pigmente und Farbstoffe. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Additive in Übereinstimmung mit der Endnutzung in geeigneter Weise zugesetzt.

Das Zusetzen von einem oder mehreren faserförmigen, tafelförmigen oder partikelförmigen Füllstoffen zu dem steifen Harzmaterial erzeugt günstige Wirkungen zur Verbesserung der Steifigkeit, zum Unterdrücken von Verwerfung bzw. Verwölbung und zur Verbesserung der Abmessungsstabilität der Dichtfläche 17 (d. h. zum Reduzieren des linearen Expansionskoeffizienten). Die Additive werden bevorzugt mit einer Gesamtmengen von 5 bis 60 Gew.- %, bezogen auf das steife Harzmaterial zugesetzt. Wenn die Gesamtmenge der Füllstoffe weniger als 5 Gew.-% beträgt, sind die Auswirkungen auf die Steifigkeit, die Verwölbung und den linearen Expansionskoeffizienten nicht substantiell. Da die Wirkungen der Füllstoffe bei einer Menge von 60 Gew.-% ihre Sättigung erreichen, erzeugt der Zusatz von mehr als 60 Gew.-% keine deutlichen weiteren Verbesserungen, sondern führt eher zu einer Beeinträchtigung der Formbarkeit des Harzmaterials und des äußeren Erscheinungsbilds der resultierenden Dichtung.

Es ist bevorzugt, daß der Elastizitätsmodul des steifen Harzmaterials fünfmal so groß ist wie derjenige des flexiblen Harzmaterials. Wenn der Elastizitätsmodul des erstgenannten Materials weniger als dem Fünffachen des letztgenannten entspricht, ist nicht nur eine große Kraft erforderlich, um die Dichtung 6 bzw. 7 in die Dichtnut unter Pressen einzusetzen, sondern es kann auch eine Verformung der Dichtfläche 17 oder ein Zerbrechen des flexiblen Harzabschnitts 9 verursacht werden. Insbesondere bei einer Kontaktdichtung, die in geringem Kontakt mit einem inneren Laufring gebracht wird, wie nachfolgend erläutert (siehe Fig. 16), besteht die Möglichkeit, daß das Umlaufdrehmoment erhöht wird. Aus diesem Gesichtspunkt ist es ebenfalls bevorzugt, daß der Elastizitätsmodul des steifen Harzmaterials zumindest fünfmal so groß ist wie derjenige des flexiblen Harzmaterials. Die Dichtung für ein Lager mit einem gewünschten Verhältnis des Elastizitätsmoduls kann durch Zusetzen der vorstehend erläuterten festen Schmierstoffe zu dem flexiblen Harzmaterial oder durch Zusetzen der vorstehend genannten faserförmigen Füllstoffe zu dem steifen Harzmaterial erzielt werden.

Wie vorstehend erläutert, wird die Dichtung durch Zwei-Farben- Spritzformen in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt; sie kann jedoch auch durch Einsetzformen gemäß einer zweiten nachfolgend erläuterten Ausführungsform hergestellt werden, wobei die Notwendigkeit für den Klebemittelauftragschritt 56 entfällt, um die Produktivität wiederum zu verbessern.

Modifikationen, die an der ersten Ausführungsform vorgenommen werden können, werden nunmehr unter bezug auf Fig. 5 bis 8 erläutert.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt einer ersten Modifikation der Dichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Die Dichtung von Fig. 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des flexiblen Harzabschnitts 9 im Bereich bzw. der Umgebung der Dichtfläche 17 derart vergrößert ist, daß das Volumen des steifen Harzabschnitts 10 an dem Dichtungsteil minimiert werden kann. Diese Modifikation zielt darauf ab, die Verformung des äußeren Laufrings 1 zu minimieren, der sich im Kontakt mit der Dichtfläche 17 befindet.

Die Umrisse der zwei Harzabschnitte, die in Fig. 5(a) bis 5(c) gezeigt sind, sind einfacher, wobei diese Dichtungen für bestimmte Verwendungen ausreichend praktikabel sind, und zwar aufgrund der festen Verbindung des flexiblen Harzabschnitts 9 mit dem steifen Harzabschnitt 10 aufgrund des wiederholten Schmelzens bzw. erneuten Schmelzens des flexiblen Harzmaterials.

Fig. 6 zeigt Querschnittsansichten einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Modifikation werden verschiedene Manipulationen an der ersten Ausführungsform derart vorgenommen, daß der steife Harzabschnitt 10 und der flexible Harzabschnitt 9 voneinander nicht getrennt werden können, wenn die Dichtung in die ringförmige Dichtnut 5 preßeingesetzt wird. Fig. 6(a) zeigt eine Dichtung, bei welcher der flexible Harzabschnitt 9 am Dichtteil ein vergrößertes Volumen aufweist, und der steife Harzabschnitt 10 durch den flexiblen Harzabschnitt 9 derart umschlossen bzw. eingehüllt ist, daß diese Harzabschnitte nicht voneinander getrennt werden können. Fig. 6(b) und (c) zeigen jeweils eine Modifikation, bei welcher der flexible Harzabschnitt 9 am Dichtungsteil ein vergrößertes Volumen aufweist, und die Vorsprünge 14 mit der Verjüngung 13 bereitgestellt sind, wodurch das Haften zwischen den zwei Harzabschnitten 9 und 10 durch den Verankerungseffekt sichergestellt wird. Die in Fig. 6(d) gezeigte Dichtung ist nicht mit Vorsprüngen 14 versehen, sondern weist einen ringförmigen Vorsprung 18 auf, um Kriechen bzw. Verformen am Dichtungsteil zu unterdrücken.

Fig. 7 zeigt Querschnitte einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform. Gemäß der dritten Modifikation weist der flexible Harzabschnitt 9 eine verringerte Dicke an dem Dichtungsteil derart auf, daß die absolute Kriechmenge bzw. das absolute Kriechausmaß bzw. Verformungsausmaß reduziert wird, um die Dichteigenschaften zu verbessern. Um zu verhindern, daß der steife Harzabschnitt 10 von dem flexiblen Harzabschnitt 9 getrennt wird, sind Vorsprünge 14 mit Verjüngungen 13 vorgesehen, wie in Fig. 7(a) gezeigt, oder die gesamte Oberfläche des steifen Harzabschnitts 10 ist mit dem flexiblen Harzabschnitt 9 abgedeckt, wie in Fig. 7(b) gezeigt, oder die Oberfläche des steifen Harzabschnitts 10 mit Ausnahme des Innenumfangteils 11 ist mit dem flexiblen Harzabschnitt 9 abgedeckt, wie in Fig. 7(c) gezeigt.

Fig. 8 zeigt Querschnitte einer vierten Modifikation der ersten Ausführungsform, wobei deren Konstruktion bzw. Aufbau modifiziert ist, um ein Wälzlager kleiner Breite bereitzustellen. Die Dichtung gemäß Fig. 8(a) besteht aus dem flexiblen Harzabschnitt 9 auf der Innenseite und an ihrem Dichtungsteil und dem steifen Harzabschnitt 10 auf ihrer Außenseite mit Ausnahme des Dichtungsteils. Um eine Trennung zwischen dem flexiblen Harzabschnitt 9 und dem steifen Harzabschnitt 10 zu verhindern, ist der steife Harzabschnitt 10 mit Ausnahme des Innenumfangteils 11 durch den flexiblen Harzabschnitt 9 abgedeckt, wie in Fig. 8(b) gezeigt, oder Vorsprünge 14 mit einer Verjüngung 13 sind vorgesehen, wie in Fig. 8(c) gezeigt. In Fig. 8(d) weist die Dichtung von Fig. 8(c) einen ringförmigen Vorsprung 21 derart auf, daß Kriechen bzw. Verformen am Dichtungsteil unterdrückt ist.

Zweite Ausführungsform

Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Wälzlagers mit einer Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in das Lager eingesetzt ist. In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform sind Dichtungen 22 und 23 jeweils in eine ringförmige Dichtnut 5 des äußeren Laufrings 1 eingesetzt, wobei ihr Innenumfangsteil sich nicht in Kontakt mit dem inneren Laufring 2 befindet.

Wie in Fig. 10 gezeigt, umfassen die Dichtungen 22 (oder 23) einen steifen Harzabschnitt 24 mit nahezu rechteckigem Querschnitt und einen flexiblen Harzabschnitt 25 mit nahezu fächerförmigem Querschnitt, die mit dem Außenumfangsteil des steifen Harzabschnitts 24 in einem gemeinsamen Körper vereinigt sind. Der flexible Harzabschnitt 25 weist an einer Grenzfläche 26 L- Form auf, die mit dem steifen Harzabschnitt 24 verbunden bzw. vereinigt ist, und in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform ist dieser Abschnitt an der Dichtfläche 27 bogenförmig gebildet.

Die Dichtungen 22 und 23 gemäß der zweiten Ausführungsform können durch Einsetzformen hergestellt werden, aufweisend einen ersten Spritzformschritt, einen Einsetzschritt und einen zweiten Spritzformschritt, wie in Fig. 11 gezeigt. Im ersten Spritzformschritt 28 wird entweder das steife Harzmaterial oder das flexible Harzmaterial, die miteinander schmelzverbunden werden können, eingespritzt (das beim Einsetzformen oder dem Zwei-Farben-Formen einzuspritzende erste Material wird als "erstes Material" bezeichnet). Beispielsweise wird ein steifes Harzmaterial zunächst in eine erste Form gespritzt, um ein steifes Harzteil 24 zuzubereiten. Im Einsetzschritt 29 wird das steife Harzteil 24 in eine zweite Form als Einsatz angeordnet. In einem zweiten Spritzformschritt 30 wird das andere Material (das Material, das später beim Einsetzformen oder beim Zwei- Farben-Formen eingespritzt wird, wird als "zweites Material" bezeichnet), beispielsweise ein flexibles Harzmaterial in die zweite Form gespritzt. Das eingespritzte geschmolzene zweite Material (flexibles Harzmaterial) schmilzt erneut die Verbindungsfläche bzw. -oberfläche des Einsatzes (steifes Harzteil 24), um eine gegenseitige Diffusion an der Grenzfläche zu verursachen. Infolge davon werden das erste Material (steifes Harzmaterial) und das zweite Material (flexibles Harzmaterial) fest bzw. dauerhaft schmelzverbunden, um die Dichtung 22 (oder 23) zu erzeugen, die aus dem steifen Harzabschnitt 24 besteht, mit dessen Außenumfangsteil das flexible Harzteil 25 fest bzw. dauerhaft und integral verbunden ist. Während bei der vorstehenden Erläuterung das steife Harzmaterial als erstes Material verwendet wird, gilt dasselbe für den Fall, daß das flexible Harzmaterial als erstes Material verwendet wird.

Gemäß der zweiten Ausführungsform sind komplizierte Schritte, wie der Klebemittelauftragschritt 56, der bei der ersten herkömmlichen Technik erforderlich ist (siehe Fig. 23), nicht erforderlich und die Produktivität ist dadurch verbessert.

Die Dichtungen gemäß der zweiten Ausführungsformen können auch durch Zwei-Farben-Formen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt werden. Auch in diesem Fall ergeben sich dieselben Vorteile bezüglich der Produktivität wie beim Einsatzformen. Das Zwei-Farben-Formen kann ausgeführt werden, indem ein erstes Material (entweder das flexible Harzmaterial oder das steife Harzmaterial) in eine Form gespritzt wird, woraufhin, nachdem die Oberfläche des ersten Harzmaterials sich verfestigt hat, rasch ein zweites Material (das andere Harzmaterial) in dieselbe Form gespritzt wird. Die verfestigte Verbindungsfläche 26 des ersten Materials schmilzt erneut um eine gegenseitige Diffusion an der Grenzfläche zu veranlassen. Eine gewünschte Dichtung, aufweisend die ersten und zweiten Materialien fest bzw. darauf miteinander verbunden, kann dadurch problemlos und mit verbesserter Produktivität ähnlich wie im Fall des Einsetz- bzw. Einsatzformens hergestellt werden.

Da das erste Material erneut schmilzt, um ein festes Haften zwischen den ersten und zweiten Materialien bei der zweiten Ausführungsform bereitzustellen, wird eine Dichtung mit verbesserten Dichteigenschaften bereitgestellt, bei welcher die zwei Harzteile keiner Trennung oder Verformung unterliegen.

Da gemäß der zweiten Ausführungsform die ersten und zweiten Materialien durch erneutes Schmelzen des ersten Materials schmelzverbunden werden, ist es wesentlich, daß die ersten und zweiten Materialien auf Grundlage ihrer Schmelzpunkte gewählt werden, was kristalline Harze betrifft, oder auf Grundlage ihrer Erweichungspunkte, was nicht-kristalline Harze betrifft. Dei Temperatur des zweiten Harzmaterials, die eingestellt werden sollen, ist wesentlich in bezug auf seinen eigenen Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt.

Die Beziehungen zwischen den Schmelzpunkten oder Erweichungspunkten der Harzmaterialien und den Harztemperaturen sind nachfolgend erläutert. Die Beziehungen können für die erste Ausführungsform verwendet werden, bei welcher das Einsetzformen bewirkt wird, und auch bei der zweiten Ausführungsform.

Der Begriff "Schmelzpunkt", wie er vorliegend verwendet wird, bedeutet einen Schmelzpunkt für ein kristallines Harz oder einen Erweichungspunkt für ein nicht-kristallines Harz, welcher Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt in Übereinstimmung mit JIS K 7121 und JIS K 7206 gemessen werden kann.

I. Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des ersten Materials und dem Schmelzpunkt des zweiten Materials

Um das aus einem ersten Material gebildete Harzteil wieder zu schmelzen, sollte dessen Harztemperatur diejenige Temperatur erreichen, bei welcher das erste Material schmilzt. Wenn das erste Material jedoch einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das zweite Material, muß die Harztemperatur des zweiten Material ausreichend höher eingestellt sein als der Schmelzpunkt des zweiten Materials, wodurch eine beträchtliche thermische Beeinträchtigung des zweiten Materials verursacht, wird. Die Harzmaterialien werden bevorzugt derart gewählt und kombiniert, daß das erste Material einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das zweite Material.

II. Schmelzpunkt des ersten Materials

Die Harzmaterialien müssen hervorragende mechanische Eigenschaften und Wärmebeständigkeit aufweisen. Wenn das erste Material einen Schmelzpunkt aufweist, der niedriger ist als 100°C, wird es beim Wiederschmelzen bzw. erneutem Schmelzen wachsartig, wenn es in Kontakt mit dem zweiten Material gebracht wird, das auf eine vorbestimmte Harztemperatur eingestellt ist, und es weist (dadurch) eine beeinträchtigte mechanische Festigkeit auf. Ein derartiger Harzabschnitt weist im praktischen Einsatz außerdem eine verschlechterte Wärmebeständigkeit auf. Andererseits führen Harzmaterialien mit einem Schmelzpunkt höher als 300°C zu einer Kostenerhöhung und sie sind zur Verwendung als erstes Material nicht praktikabel. Die Verwendung eines ersten Materials mit einem derart hohen Schmelzpunkt macht andererseits die Wahlfreiheit für ein zweites Material enger, weil das zweite Material bevorzugt so gewählt ist, daß es einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das erste Material. In diesem Fall sollte außerdem die Harztemperatur des zweiten Materials beträchtlich höher eingestellt werden als sein eigener Schmelzpunkt, was zu einer ernsthaften Beeinträchtigung des zweiten Materials selbst führt. Der Schmelzpunkt des ersten Materials liegt demnach bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 300°C.

III. Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des ersten Materials und der Harztemperatur des zweiten Materials

Da bei der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung das erste Material in Kontakt mit dem zweiten Material wieder geschmolzen bzw. erneut geschmolzen werden sollte, muß das in einem zweiten Spritzformschritt 30 eingespritzte zweite Material eine höhere Harztemperatur aufweisen als der Schmelzpunkt des ersten Materials. Wenn die Differenz zwischen der Harztemperatur des zweiten Materials und dem Schmelzpunkt des ersten Materials kleiner ist als 5°C, besteht die Gefahr, des Wiederschmelzens des Harzteils, das aus dem ersten Material besteht, an der Kontaktfläche unzureichend ist, was zu einer Störung bzw. Beeinträchtigung beim Bereitstellen einer ausreichenden Verbindungsfestigkeit führt. Wenn andererseits die Temperaturdifferenz 200°C übersteigt, neigt das Harzteil, das aus dem ersten Material besteht, dazu, nicht nur an der Kontaktfläche, sondern auch in anderen Bereichen wieder zu schmelzen, wodurch seine Form kaum beibehalten werden kann. Die Temperaturdifferenz ((Harztemperatur des zweiten Materials) - (Schmelzpunkt des ersten Materials)) liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 200°C.

IV. Beziehung zwischen der Harztemperatur des zweiten Materials und dem Schmelzpunkt des zweiten Materials

Um die ersten und zweiten Materialien durch Wärmeschmelzen fest bzw. dauerhaft zu verbinden, sollte die Harztemperatur des zweiten Materials höher sein als sein Schmelzpunkt. Wenn die Differenz zwischen der Harztemperatur des zweiten Materials und seinem eigenen Schmelzpunkt kleiner als 10°C ist, weist das geschmolzene zweite Material eine unzureichende Formbarkeit aufgrund weiterhin hoher Viskosität und schlechter Fließfähigkeit auf. Wenn die Temperaturdifferenz größer als 150°C ist, oder wenn die Harztemperatur des zweiten Materials 380°C übersteigt, unterliegt das zweite Material einer beträchtlichen Beeinträchtigung selbst dann, wenn die Atmosphäre durch Inertgas ersetzt wird. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Harztemperatur des zweiten Materials höher ist als der Schmelzpunkt des zweiten Materials durch eine Differenz von 10 bis 150°C, und daß die Harztemperatur des zweiten Materials 380°C oder niedriger ist.

Eine bevorzugte Manipulation zur Erzielung einer zufriedenstellenden Verbindung besteht darin, daß das geformte Teil, das aus dem ersten Material besteht, vorerhitzt wird.

Ein flexibles Harzmaterial und ein steifes Harzmaterial sollten derart kombiniert werden, daß sie durch Wärmeschmelzen miteinander verbunden werden können. Harze mit derselben funktionalen Gruppe oder derselben Repititionseinheit pro Molekül können kombiniert werden. Geeignete Kombinationen umfassen [I] Polyester-TPE-Polyesterharz, [II] Polyamid-TPE-Polyamid-Harz und [III] Polyolefin-TPE-Polyolefin-Harz.

Das in der Kombination [I] verwendete Polyesterharz umfaßt Polybutylenterephthalat (auf das nachfolgend abgekürzt als PBT bezug genommen wird), Polyethylenterephthalat (auf dass nachfolgend als PET bezug genommen wird) und ein Gemisch aus PBT und PET. Das in der Kombination [II] verwendete Polyamidharz umfaßt Nylon 6, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 4,6, Nylon 6,6, Nylon 6,10, Nylon 6,12, aromatische Polyamidharze, Polyamid-MXD 6 und Gemische von zwei oder mehreren dieser Stoffe. Das zur Kombination [III] gehörende Polyolefinharz umfaßt Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polymethylpenten und Gemische aus zwei oder mehr dieser Stoffe. Beispiele der Kombinationen [I] bis [III] sind im folgenden tabellarisch aufgeführt. TABELLE 1



Wenn die Wärmebeständigkeit und die Ölbeständigkeit in Betracht gezogen werden, sind die Kombinationen [I] und [II] bevorzugt. Das heißt, eine Kombination eines Polyester-TPE und eines Polyesterharzes (beispielsweise PBT) und eine Kombination eines Polyamid-TPE mit einem Polyamidharz (beispielsweise Nylon 6).

Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist es bei der zweiten Ausführungsform bevorzugt, daß verschiedene Verbundbildungsadditive zu den Harzmaterialien zugesetzt werden, soweit die Wirkungen bzw. Effekte der vorliegenden Erfindung dadurch nicht beeinträchtigt sind. Es ist außerdem bevorzugt, daß die Elastizitätsmodule des steifen Harzmaterials zumindest fünfmal so groß sind wie diejenigen des flexiblen Harzmaterials aus denselben Gründen wie vorstehend anhand der ersten Ausführungsform erläutert, was durch Zusetzen geeigneter Verbundbildungsadditive erzielt werden kann.

Modifikationen, die bezüglich der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden können, werden unter bezug auf Fig. 12 bis 20 erläutert.

Fig. 12 zeigt Querschnitte einer ersten Modifikation, bei welcher der steife Harzabschnitt 24 an seinem Innenumfangsteil und/oder seinem Außenumfangsteil eine vergrößerte Dicke aufweist, um die Steifigkeit der Dichtung zu verbessern. Das heißt, der steife Harzabschnitt 24 von Fig. 12(a) weist einen dickeren Teil 31 an seinem Innenumfangsteil auf, der dicker ist als das andere Teil des steifen Harzabschnitts 24; der steife Harzabschnitt 24 von Fig. 12(b) hat einen dickeren Teil 32 an seinem Außenumfangsteil, der dicker ist als der andere Teil. Der steife Harzabschnitt 24 von Fig. 12(c) hat den dickeren Teil 31 an dem Innenumfangsteil und den dickeren Teil 32 an dem Außenumfangsteil. Die Dichtungen gemäß der ersten Modifikation zeigen eine verbesserte Steifigkeit aufgrund der dickeren Teile 31 und/oder 32.

Fig. 13 zeigt Querschnitte einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform. Bei den in Fig. 13(a) bis (d) gezeigten Modifikationen wird jeder der steifen Harzabschnitte 24, die in Fig. 10 und 12(a) bis (c) gezeigt sind, verwendet, und der flexible Harzabschnitt 25 weist einen V-Einschnitt 33 an der Seite in Gegenüberlage zu der Dichtfläche 27 auf. Der V-Einschnitt 33, der in dem flexiblen Harzabschnitt 25 gebildet ist, reduziert die Preßkraft, die zum Preßeinsetzen der Dichtung 22(oder 23) in die Dichtnut 5 des äußeren Laufrings 1 erforderlich ist, und er verhindert, daß die Verbindungs- bzw. Vereinigungsfläche 26 mit einer übermäßig großen Kraft belastet wird.

Fig. 14 zeigt Querschnitte einer dritten Modifikation der zweiten Ausführungsform. Bei der in Fig. 14(a) bis (d) gezeigten Modifikation weist der flexible Harzabschnitt 25 einen V-Einschnitt 33 auf, und außerdem ist bzw. sind die Oberseite und/oder Unterseite des steifen Harzabschnitts 24 mit dem flexiblen Harzabschnitt 25 abgedeckt. Die Fig. 14(a) bis (b) zeigen Beispiele, bei welchen der flexible Harzabschnitt 25 die Oberseite 34 des steifen Harzabschnitts 24 abdeckt. In Fig. 14(c) deckt der flexible Harzabschnitt 25 die Unterseite 35 des steifen Harzabschnitts 24 ab. In Fig. 14(d) deckt der flexible Harzabschnitt 25 sowohl die Oberseite 34 wie die Unterseite 35 des steifen Harzabschnitts 24 ab. Durch diese Modifikation ist der Verbindungs- bzw. Vereinigungsflächenbereich bzw. -querschnitt zwischen den zwei Harzabschnitten vergrößert, um ein festes bzw. dauerhaftes Haften sicherzustellen.

Fig. 15 zeigt Querschnitte einer vierten Modifikation der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Modifikation weist der flexible Harzabschnitt 25 einen Vorsprung 37 mit einer Verjüngung 36 auf, wie in Fig. 15(a) oder (b) gezeigt. Der verjüngte Vorsprung 37 erzeugt einen Verankerungseffekt, um eine sichere Haftung zwischen den zwei Harzabschnitten bereitzustellen, um ihre Trennung zu verhindern.

Fig. 16 zeigt den Querschnitt einer Hälfte eines Wälzlagers mit einer Dichtung gemäß einer fünften Modifikation der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, welche Dichtung in dem Wälzlager eingesetzt ist, wobei Dichtungen 38 und 39 in jeweilige ringförmige Dichtungsnuten 5 auf dem äußeren Laufring eingesetzt sind, wobei sich ihr Innenumfangsende in geringfügigem Kontakt mit dem inneren Laufring 2 befindet. Wie in Fig. 17 gezeigt, weist die Dichtung 38 (oder 39) einen flexiblen Harzabschnitt 41 auf, der sowohl mit dem Innenumfangsende wie mit dem Außenumfangsende des steifen Harzabschnitts 40 verbunden ist. Im einzelnen besteht der flexible Harzabschnitt 41 aus einer ersten flexiblen Harzabschnitt 41a, der ähnlich geformt ist wie die in Fig. 12(b) und (c) gezeigten Beispiele und einen zweiten flexiblen Harzabschnitt 41b mit einer vertieften bzw. ausgenommenen Form. Der erste flexible Harzabschnitt 41a ist mit dem Außenumfangsende des steifen Harzabschnitts 40 durch Wärmeschmelzen verbunden, während der zweite flexible Harzabschnitt 41b mit dem Innenumfangsende des steifen Harzabschnitts 40 durch Wärmeschmelzen verbunden ist, um als Lippe zu dienen, an welcher die Dichtung 38 (oder 39) in geringfügigen Kontakt mit dem inneren Laufring 2 gebracht ist.

Fig. 18 zeigt Querschnittsansichten von Dichtungen gemäß einer sechsten Modifikation der zweiten Ausführungsform. Bei der sechsten Ausführungsform, bei der es sich um die Hinzufügung einer weiteren Modifikation zu der fünften Ausführungsform handelt, ist der steife Harzabschnitt 40 durch den flexiblen Harzabschnitt 41 abgedeckt, der einen Abschnitt aufweist, welcher die ersten und zweiten flexiblen Harzabschnitte verbindet. Fig. 18(a) zeigt ein Beispiel, bei welchem der flexible Harzabschnitt 41 die Oberseite 42 des steifen Harzabschnitts 40 abdeckt; Fig. 18(b) zeigt, daß der erstgenannte Abschnitt die Unterseite 43 des letztgenannten Abschnitts abdeckt, und Fig. 18(c) zeigt, daß der erstgenannte Abschnitt sowohl die Ober- wie die Unterseiten des zuletztgenannten Abschnitts abdeckt. Da die ersten und zweiten flexiblen Harzabschnitte dadurch erweitert bzw. verlängert und verbunden sind, nimmt die Verbindungsfläche zwischen dem steifen Harzabschnitt 40 und dem flexiblen Harzabschnitt 41 zu, um die Haftung dazwischen sicherzustellen. Diese Modifikation ist auch insofern vorteilhaft, als die Auslegung bzw. Konstruktion der Form vereinfacht werden kann.

Die in Fig. 18(d) und (e) gezeigten Dichtungen weisen zusätzlich einen Vorsprung 45 mit einer Verjüngung 44 als Teil des flexiblen Harzabschnitts 41 auf. Der verjüngte Vorsprung 45 zeigt einen Verankerungseffekt auf, um eine zusätzlich verbesserte Haftung der zwei Harzabschnitte 40 und 41 bereitzustellen, um zu verhindern, daß die zwei Abschnitte sich trennen bzw. getrennt werden.

Fig. 19 zeigt Querschnittsansichten einer siebten Modifikation der zweiten Ausführungsform, wobei ein V-Einschnitt 42 in einem Teil entsprechend dem ersten flexiblen Harzabschnitt 41(a) der in Fig. 17 und 18 (a) bis (d) gezeigten Dichtungen in derselben Weise ausgeführt ist wie in Fig. 13 und 14 gezeigt.

Fig. 20 zeigt einen Querschnitt einer achten Modifikation der zweiten Ausführungsform, die dazu dient, den Verhältnissen eines Wälzlagers mit reduzierter Dicke zu entsprechen. Das heißt, die Dichtung 46 besteht aus einem steifen Harzabschnitt 47 mit nahezu rechteckigem Querschnitt, an welchem ein flexibler Harzabschnitt 48 mit nahezu V-förmigem Querschnitt durch Schmelzen angebunden ist.

Die bezüglich der ersten Ausführungsform durchgeführten Modifikationen sind auch auf die zweite Ausführungsform vorzugsweise anwendbar. Insbesondere können die in Fig. 5(a) bis (c) und Fig. 6(a) gezeigten Modifikationen bei der zweiten Ausführungsform vorgenommen werden, um die Verbindungsoberfläche zu vergrößern, was dazu dient, eine verbesserte Haftung zu erzielen, wie in Fig. 14 gezeigt. Die in Fig. 6(b) oder (c) gezeigte Modifikation kann auch vorgenommen werden, um einen Verankerungseffekt zu manifestieren, um das Haften fester bzw. dauerhafter wie in Fig. 15(a) oder (b) zu machen. Die in Fig. 3, 6(d) oder 7(a) bis (c) gezeigten Modifikationen können außerdem zu einer zweiten Ausführungsform vorgenommen werden, um Dichtungen bereitzustellen, die gegenüber einer Trennung zwischen dem flexiblen Harzabschnitt und dem steifen Harzabschnitt und außerdem gegenüber Kriechen bzw. Verformen wie bei der ersten Ausführungsform geschützt sind.

Die in Fig. 8(a) bis (d) gezeigte Modifikation an der ersten Ausführungsform kann auch auf die zweite Ausführungsform für die spezielle Verwendung vorgenommen werden, wie unter bezug auf die achte Modifikation erläutert.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr mehr im einzelnen mittels Beispielen erläutert.

BEISPIEL 1

Eine Kombination eines Polyester-TPE (Pelprene S-9001, hergestellt durch Toyobo Co., Ltd.) oder eines Polyamid-TPE (UBE.PAE 601, hergestellt von Ube Industries, Ltd.) als flexibles Harzmaterial und Nylon 6,6 (Ultramid A3HG5, hergestellt durch die BASF Engineering Plastic K. K.) als steifes Harzmaterial wurde Zwei-Farben-Einspritz-geformt bzw. -gegossen bzw. -gespritzt, um eine Probe für eine Zugfestigkeitsmessung unter den folgenden Form- bzw. Spritzbedingungen zuzubereiten. Zum Vergleich wurde eine Probe lediglich aus demselben Polyester-TPE und dem Polyamid-TPE, wie vorstehend verwendet, einzeln hergestellt. Formbedingungen Probe: JIS Z 2201 Nr. 1 Probe

Spritzgußmaschine: Zwei-Farben-Formmaschine Modell DC40E, hergestellt durch Nissei Jushi Kogyo K. K.)

Formtemperatur: 80°C

Temperatur des geformten Harzes: Polyester-TPE: 245°C

Polyamid-TPE: 245°C

Nylon 6,6: 290°C

Die Ergebnisse der Zugfestigkeitsmessung an diesen Proben sind in Fig. 21 graphisch dargestellt, in welcher eine Spritzverzögerungszeit (Sekunde) auf der Abszisse und die Zugfestigkeit (MPa) auf der Ordinate aufgetragen sind. In der Kurvendarstellung bezeichnen ausgefüllte Kreise die Polyester-TPE-Nylon-6,6- Kombination; ausgefüllte Dreiecke bezeichnen die Polyamid-TPE- Nylon-6,6-Kombination, hohle Kreise bezeichnen das Polyester- TPE alleine und hohle Dreiecke bezeichnen das Polyamid-TPE alleine.

Wie aus Fig. 21 ersichtlich, wurde eine erhöhte Verbindungsfestigkeit erhalten, wenn Zwei-Farben-Einspritzformen bzw. - gießen mit kurzer Verzögerung durchgeführt wurde. Wenn die Verzögerung innerhalb von 2 Sekunden lag, betrug die Zugfestigkeit 22 MPa oder war größer, was vergleichbar ist mit der Probe, die aus dem Polyester-TPE oder dem Polyamid-TPE alleine hergestellt wurde.

Ein Paar von Dichtungen 6 und 7 mit dem Querschnitt gemäß Fig. 3 (Außendurchmesser D: etwa 11 mm; Dicke T des Dichtungsteils: 0,3 mm) wurden in derselben Weise zubereitet, wie vorstehend erläutert, und in ein Miniatur-Wälzlager eingesetzt (JIS Nr. 695; Innendurchmesser: 5 mm; Außendurchmesser: 13 mm; Breite: 4 mm). Ein niedrigviskoses Schmieröl vom Ester-Typ (WINSOR L- 245X, hergestellt durch Witoco Co.) wurde in den Ringraum 8 eingebracht (siehe Fig. 1). Das derart zubereitete Wälzlager wurde einem kontinuierlichen Drehtest bei einer Temperatur von etwa 50°C für 90 Tage ausgesetzt. Es zeigte sich, daß die Dichtungen zufriedenstellende Dichtungseigenschaften aufweisen, wobei weder Schmieröl ausleckt noch Staub von der Außenseite eindringt.

BEISPIEL 2

Eine Kombination aus einem flexiblen Harzmaterial, ausgewählt aus Polyester-TPE (Pelprene P150B, hergestellt durch Toyobo Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 215°C; nachfolgend als Polyester-TPE (1) bezeichnet), einem Polyamid-TPE (Pebax 5533SNO1, hergestellt durch Toray Industries, Inc.; Schmelzpunkt: 168°C; nachfolgend als Polyamid-TPE (1) bezeichnet) und einem weiteren Polyamid-TPE (Pebax 5562MNO1, hergestellt durch Toray Industries, Inc.; Schmelzpunkt: 120°C, nachfolgend als Polyamid-TPE (2) bezeichnet) und einem steifen Harzmaterial, ausgewählt aus PBT, enthaltend eine Estergruppe (-CO-O-) (Duranex 3300, hergestellt durch Polyplastics Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 224°C), Nylon 6,6, enthaltend eine Amidogruppe (-CO-NH-) (Ultramid A3HG5, hergestellt durch BASF Engineering Plastic K. K.; Schmelzpunkt: 260°C), einem aromatischen Polyamidharz, enthaltend eine Amidogruppe Arlen AA330, hergestellt durch Mitsui Chemical Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 320°C) und Einem Polyphenylensulfidharz (nachfolgend abgekürzt als PPS bezeichnet) das keine Estergruppe noch eine Amidogruppe enthält, und in welchem Phenylgruppen über Schwefel (S) vernetzt sind (Fortron 1140A4, hergestellt durch Polyplastics Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 280°C), wurde einsatzgeformt, um eine Probe zur Messung der Zugfestigkeit zuzubereiten. Einsatzformen wurde wie folgt ausgeführt. Ein erstes Material wurde unter Verwendung einer Inline-Schneckenspritzmaschine (SIM4749m hergestellt durch Technoplus K. K.) spritzgeformt, um eine Hantelprobe (Nr. 3 Probe von JIS K 6301) zuzubereiten. Die Hantelprobe wurde in Hälften geschnitten, und eine Hälfte wurde im Hohlraum einer Form als Einsatz angeordnet. Daraufhin wurde ein zweites Material in die Form gespritzt, um eine Probe zum Messen der Verbindungsstärke zuzubereiten.

Polyester-TPE (1), Polyamid-TPE (1) und (2) und PBT wurden als erstes Material verwendet, und Polyester TPE (1), PBT Nylon 6,6, aromatisches Polyamidharz und PPS wurden als zweites Material verwendet. Die Kombinationen aus dem ersten Material und dem zweiten Material sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt. Testproben wurden aus jedem der ersten Materialien zu Referenzzwecken zubereitet.

Die Zugfestigkeit wurde bei 23°C in Übereinstimmung mit JIS K 7113 gemessen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammen mit der Harztemperatur des zweiten Materials gezeigt.



Wenn, wie aus Tabelle 2 hervorgeht, ein flexibles Harzmaterial und ein steifes Harzmaterial, die miteinander schmelzverbindbar sind, miteinander kombiniert werden, d. h. Polyester-TPE- PBT, Polyamid-TPE-Nylon 6,6 und Polyamid-TPE-aromatisches Polyamidharz, und wenn eine Differenz von 20°C oder größer zwischen der Harztemperatur des zweiten Materials und dem Schmelzpunkt des ersten Materials vorliegt, wurde eine zufriedenstelle Verbindungsfestigkeit von 20 MPa oder höher erzielt, unabhängig davon, ob das flexible oder das steife Harzmaterial als erstes oder als zweites Material eingesetzt wird. Wenn ein flexibles Harzmaterial und ein steifes Harzmaterial wärmeschmelzverbunden werden, wobei die Harztemperatur des zweiten Materials innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (d. h. 5°C bis 200° höher als der Schmelzpunkt des ersten Materials) eingestellt wird, ist der resultierende geformte Gegenstand bezüglich der Verbindungsstärke mit dem geformten Gegenstand vergleichbar, der unter Verwendung von Polyester-TPE (1) (flexibles Harzmaterial) als sowohl erste wie zweite Materialien verwendet wird. Obwohl die Zugfestigkeit des geformten Gegenstands, der durch die Kombination von zwei unterschiedlichen Harzmaterialien erhalten wird, ungefähr halb so groß ist wie diejenige des geformten Gegenstands, der aus dem ersten Material alleine zubereitet wird, ist er zur Verwendung als Dichtung für Rollager noch ausreichend.

Bei der Verwendung einer Kombination eines flexiblen Harzmaterials mit einem steifen Harzmaterial, das keine gemeinsamen funktionalen Gruppen aufweist, d. h. Polyester-TPE-(1)-Nylon- 6,6, Polyester-TPE-(1)-aromatisches Polyamidharz, Polyester- TPE-(1)-PPS, Polyamid-TPE-(1)-PPS oder Polyamid-TPE-(2)-PBT, tritt im Gegensatz hierzu keine gewünschte Wärmeschmelzverbindung auf, was zu einem unzureichenden Verbinden führt. Es hat sich herausgestellt, daß die geformten Gegenstände, die aus diesen Kombinationen zubereitet sind, an einer Trennung zwischen dem flexiblen Harzabschnitt und dem steifen Harzabschnitt bei Anlegen eines geringen Drucks leiden.

Wenn die Kombination aus dem PBT-Polyester-TPE (1) verwendet wurde, wobei die Temperatur des zweiten Harzmaterials auf 225°C eingestellt war, war die Zugfestigkeit 10 MPa niedrig. Dies dürfte deshalb der Fall sein, weil der Schmelzpunkt von PBT als erstes Material 224°C beträgt, während die Harztemperatur von Polyester-TPE (1) als zweites Material 225°C beträgt, was eine Temperaturdifferenz von lediglich 1°C ergibt. Die Harztemperatur des zweiten Materials und der Schmelzpunkt des ersten Materials sind derart nahe zueinander, daß das Wiederschmelzen des ersten Materials (PBT) zur Erzielung einer festen Haftung unzureichend sein dürfte. In diesem Fall konnte die Zugfestigkeit auf 26 MPa durch Erhöhen der Harztemperatur des zweiten Materials (Polyester-TPE (1)) hinauf auf 245°C vergrößert werden. Wenn jedoch das Harz mit höherem Schmelzpunkt als erstes Material gewählt wird, muß die Harztemperatur des zweiten Materials ausreichend höher eingestellt werden als der Schmelzpunkt dieses Materials, wodurch eine thermische Beeinträchtigung des zweiten Materials verursacht sein kann. Auf Grundlage eines flexiblen Harzmaterials und eines steifen Harzmaterials ist es deshalb allgemein bevorzugt, daß als zweites Material ein solches mit höherem Schmelzpunkt verwendet wird.

Die Kombination des Polyamid-TPE (2) mit dem aromatischen Polyamidharz zeigte eine zufriedenstellende Zugfestigkeit von 26 MPa, unterlag jedoch einer beträchtlichen Verformung an der Verbindung bzw. der Verbindungsstelle. Der Schmelzpunkt des aromatischen Polyamidharzes, das als zweites Material verwendet wurde, beträgt 320°C, und die Harztemperatur des zweiten Materials ist auf eine Temperatur in der Höhe von 345°C eingestellt, wobei die Temperatur höher ist als der Schmelzpunkt des ersten Materials (120°C), und zwar um 200°C oder mehr. Es scheint so zu sein, daß das wieder geschmolzene erste Material nicht nur einen Oberflächenbereich in Kontakt mit dem zweiten Material, sondern auch weitere Bereiche aufweist, und infolge davon ist es schwierig für das Teil, das aus dem ersten Material hergestellt ist, sein Form beizubehalten. Das heißt, die Harztemperatur des zweiten Materials ist viel höher als der Schmelzpunkt des ersten Materials, wodurch eine beträchtliche Verformung an der Verbindung bzw. der Verbindungsstelle verursacht ist.

BEISPIEL 3

Eine Kombination aus einem flexiblen Harzmaterial, ausgewählt aus Polyester-TPE und Polyamid-TPE und einem steifen Harzmaterial, ausgewählt aus PBT, Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 4,6, Nylon 11 und einem aromatischen Polyamidharz wurde in derselben Weise wie in Beispiel 2 einsatzgeformt, um Proben zuzubereiten. Die Verformung einer Verbindungsstelle, die Beeinträchtigung der Harzmaterialien und die Zugfestigkeit der resultierenden Proben wurden untersucht.

Zusätzlich zu den in Tabelle 2 gezeigten Harzmaterialien wurden die folgenden Harzmaterialien verwendet:

Polyester-TPE (2): Pelprene P40H, hergestellt durch Toyobo Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 172°C

Nylon 6: Amilan CM1011G30, hergestellt durch Toray Industries, Ltd.; Schmelzpunkt: 220°C

Nylon 4,6: Nylon 46 TS200F6, hergestellt durch Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Schmelzpunkt: 295°C

Nylon 11: Nylon 11 BZM30, hergestellt durch Toray Industries, Ltd.; Schmelzpunkt: 187°C

In der nachfolgenden Tabelle 3 sind Kombinationen aus einem ersten Material und einem zweiten Material, die Schmelzpunkte dieser Harzmaterialien und die Harztemperatur des zweiten Materials aufgeführt. Fig. 22 zeigt die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des ersten Materials und der Harztemperatur des zweiten Materials in den Lauf-Nr. 1 bis 16 gemäß der vorliegenden Erfindung und Vergleichslauf-Nr. 51 bis 55.



Wie in Fig. 22 gezeigt, war im Lauf Nr. 51, in welchem die Harztemperatur des zweiten Materials 385°C hoch war, nicht nur das erste Material verformt, sondern das zweite Material selbst leidet an einer beträchtlichen Verschlechterung bzw. Beeinträchtigung. Das heißt, die Harztemperatur des aromatischen Polyamidharzes (steifes Harzmaterial) als zweites Material war höher als der Schmelzpunkt des Polyamid-TPE (1) (flexibles Harzmaterial) (158°C), als erstes Material, und zwar um 200°C oder mehr. Während die Differenz zwischen der Harztemperatur des aromatischen Polyamidharzes und seinem Schmelzpunkt (320°C) nicht mehr als 150°C betrug, betrug die Harztemperatur nicht weniger als 380°C. Infolge davon war der Einsatz, der aus dem Polyamid-TPE (1) hergestellt war, der in dem ersten Formschritt 28 erhalten wurde, nicht in der Lage, seine Form beizubehalten, und das aromatische Polyamidharz selbst unterlag einer beträchtlichen thermischen Beeinträchtigung.

In dem Lauf Nr. 52 und 53 lag die Harztemperatur des zweiten Materials (Nylon 4,6 bzw. aromatisches Polyamidharz) im Bereich von 10°C bis 150°C höher als sein Schmelzpunkt und ebenfalls nicht höher als 380°C. Dessen ungeachtet wurde eine beträchtliche Verformung des ersten Materials beobachtet. Es wird angenommen, daß dies deshalb der Fall ist, weil die Harztemperatur höher war als der Schmelzpunkt des ersten Materials (Polyamid- TPE (2)) (120°C), um eine Differenz größer als 200°C.

Im Lauf Nr. 54 war die Harztemperatur des Polyamid-TPE (2) (flexibles Harzmaterial) als zweites Material auf 215°C eingestellt, welche Temperatur niedriger ist als der Schmelzpunkt von Nylon 6 (steifes Harzmaterial) (220°C), das als erstes Material verwendet wurde, so daß das erste Material nicht erneut schmolz bzw. zum Schmelzen gebracht werden konnte. Im Lauf Nr. 55 war die Differenz zwischen der Harztemperatur des Polyamid-TPE (1) (flexibles Harzmaterial) als zweites Material (225°C) und dem Schmelzpunkt von PBT (steifes Harzmaterial) als erstes Material (224°C) kleiner als 5°C, so daß das Wiederschmelzen des ersten Materials unzureichend war. Infolge davon resultierten beide Läufe in einer unzureichenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Materialien.

In jedem der Läufe Nr. 1 bis 16 gemäß der vorliegenden Erfindung, die in den in Fig. 22 durch Schraffuren umgebenem Bereich zu liegen kommen, ist der Schmelzpunkt des ersten Materials niedriger als derjenige des zweiten Materials; das erste Material ist aus Harzmaterialien gewählt, deren Schmelzpunkt in den Bereich von 100 bis 300°C fällt; die Harztemperatur des zweiten Materials ist höher eingestellt als der Schmelzpunkt des ersten Materials, und zwar um 5 bis 200°C, und die Harztemperatur des zweiten Materials ist höher eingestellt als sein eigener Schmelzpunkt, und zwar um 10 bis 150°C und trotzdem nicht höher als 380°C. Deshalb wurden geformte Gegenstände erhalten, in welchen die ersten und zweiten Materialien fest miteinander verbunden waren, welche Gegenstände eine Zugfestigkeit von 20 MPa oder höher aufwiesen, ohne eine Verformung des ersten Materials oder eine thermische Beeinträchtigung des zweiten Materials zu induzieren.

BEISPIEL 4

Ein Paar von Dichtungen 6 und 7 mit der Konstruktion gemäß Fig. 10 (Außendurchmesser D': etwa 11 mm; Dicke T des Dichtungsteils: 0,3 mm) wurden aus Polyester-TPE (1) (Pelprene P150B) als flexibles Harzmaterial und PBT (Duranex 3300) als steifes Harzmaterial zubereitet. Die resultierenden Dichtungen wurden in dasselbe Miniatur-Wälzlager eingesetzt, wie das, das in Beispiel 1 verwendet wurde (JIS Nr. 695), und ein niedrigviskoses Schmieröl vom Ester-Typ (WINSOR L-245X, hergestellt durch Witoco Co.) wurde in den Ringraum 8 eingebracht (siehe Fig. 1). Das derart zubereitete Wälzlager wurde einem kontinuierlichen Drehtest bei einer Temperatur von etwa 50°C für 90 Tage ausgesetzt. Es bestätigte sich als Ergebnis, daß die Dichtungen ein zufriedenstellendes Dichtungsvermögen ohne ein Auslecken des Schmieröls noch ein Eindringen von externem Staub zeigten.

Wie vorstehend erläutert, weist die Dichtung für ein Wälzlager gemäß der vorliegenden Erfindung einen flexiblen Harzabschnitt auf, der in Kontakt mit mindestens einer der Dichtungsnuten auf inneren und äußeren Laufringen gelangt, und einen steifen Harzabschnitt, der steifer ist als der flexible Harzabschnitt, wobei der steife Harzabschnitt und der flexible Harzabschnitt miteinander schmelzverbunden sind, um einen integralen Körper zu bilden. Aufgrund des Schmelzverbindens sind der steife Harzabschnitt und der flexible Harzabschnitt extrem fest verbunden. Selbst dann, wenn Wärmespannung aufgrund einer Temperaturänderung auferlegt wird, kann eine Trennung der zwei Harzabschnitte, gegebenenfalls basierend auf der Differenz untereinander bezüglich des linearen Expansionskoeffizienten, vermieden werden, und selbst dann, wenn die Dichtungen für eine lange Zeitdauer eingesetzt werden, tritt eine Verringerung der Dichtungseigenschaften aufgrund von Verformung nicht auf.

Die vorliegende Erfindung schafft damit eine Dichtung für Wälzlager, die aus den Eigenschaften vollständig Vorteil zieht, die dem flexiblen Harzmaterial und dem steifen Harzmaterial innewohnen, und die zufriedenstellende Dichtungseigenschaften unabhängig von der Arbeitsumgebung zeigen.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen erläutert und dargestellt wurde, erschließen sich dem Fachmann zahlreiche Änderungen und Modifikationen derselben, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, die durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Dichtung für ein Wälzlager, aufweisend einen flexiblen Harzabschnitt, der in Kontakt mit zumindest einer der Dichtungsnuten auf inneren und äußeren Laufringen eines Wälzlagers gelangt, und einen steifen Harzabschnitt, der steifer ist als der flexible Harzabschnitt, wobei der steife Harzabschnitt und der flexible Harzabschnitt miteinander in einen integralen Körper schmelzverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das den steifen Harzabschnitt bildende Harz einen Schmelzpunkt oder einen Erweichungspunkt aufweist, der höher ist als der Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt des den flexiblen Harzabschnitt bildenden Harzes, wobei das den flexiblen Harzabschnitt bildende Harz einen Schmelzpunkt oder einen Erweichungspunkt von 100 bis 300°C aufweist.
  2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Kombination aus dem Harz, welches den flexiblen Harzabschnitt bildet, und dem Harz, welches den steifen Harzabschnitt bildet, aus der Kombination eines Polyester-TPE mit einem thermoplastischen Harz, der Kombination eines Polyamid-TPE mit einem Polyamidharz, und der Kombination eines Polyolefin- TPE mit einem Polyolefinharz gewählt ist.
  3. 3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der flexible Harzabschnitt zumindest die Oberfläche desjenigen steifen Harzabschnitts abdeckt, der sich in der Richtung des Preßsitzes der Dichtung in die Dichtungsnut erstreckt.
  4. 4. Dichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der flexible Harzabschnitt, der zumindest entweder auf der Außenumfangsseite oder der Innenumfangsseite des steifen Harzabschnitts vorgesehen und in die Dichtungsnut von zumindest entweder dem äußeren Laufring oder dem inneren Laufring paßeinsetzbar ist, mit zumindest entweder der Außenumfangsfläche und/oder der Innenumfangsfläche des steifen Harzabschnitts und/oder der Oberfläche des steifen Harzabschnitts verbunden bzw. vereinigt ist, der sich in der Richtung des Preßsitzes bzw. des Preßeinsetzens der Dichtung in die Dichtungsnut des äußeren Laufrings oder des inneren Laufrings erstreckt.
  5. 5. Dichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der flexible Harzabschnitt, der auf der Außenumfangsseite des steifen Harzabschnitts vorgesehen und in die Dichtungsnut des äußeren Laufrings preßeinsetzbar ist, mit der Außenumfangsfläche des steifen Harzabschnitts und der Oberfläche des steifen Harzabschnitts verbunden bzw. vereinigt ist, der sich in Richtung des Preßsitzes bzw. Preßeinsetzens der Dichtung in eine Dichtungsnut des äußeren Laufrings erstreckt.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für ein Wälzlager, aufweisend einen flexiblen Harzabschnitt, der in Kontakt mit zumindest einer der Dichtungsnuten auf inneren und äußeren Laufringen eines Wälzlagers gelangt, und einen steifen Harzabschnitt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Formen eines ersten Abschnitts mit einem Harz, das aus einem flexiblen Harz und einem steifen Harz gewählt ist, und Formen eines zweiten Abschnitts mit einem anderen Harz derart, daß der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt integriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des zweiten Abschnitts derart bewirkt wird, daß die Temperatur beim Formen des Harzes, welches den zweiten Abschnitt bildet, höher ist als der Schmelzpunkt oder der Erweichungspunkt des Harzes, das den ersten Abschnitt bildet, und zwar um 5 bis 200°C.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für ein Wälzlager, aufweisend einen flexiblen Harzabschnitt, der in Kontakt mit zumindest einer der Dichtungsruten auf inneren und äußeren Laufringen eines Wälzlagers gelangt, und einen steifen Harzabschnitt, wobei das Verfahren, die Schritte aufweist: Formen eines ersten Abschnitts mit einem Harz, das aus einem flexiblen Harz und einem steifen Harz gewählt ist, und Formen eines zweiten Abschnitts mit einem anderen Harz derart, daß der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt integriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur beim Formen des Harzes, welches den zweiten Abschnitt bildet, nicht höher als 380°C und um 10 bis 150°C höher ist als der Schmelzpunkt oder der Erweichungspunkt des Harzes.






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