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Kunststoffteil Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffteil
mit einem Kippstiftlager, das ein Loch mit polygonalem Querschnitt enthält. Das
IrSvnststoff-teil wird hier zwar insbesondere in der Anwendung bei eier Klaviermechanik,
bei der die Erfindung besonders nützlich ist, beschrieben, doch ist es ebenso bei
jeder anderen mechanischen Bewegungsvorrichtung brauchbar, bei der eine Kippbewegung
kleiner und empfindlicher Teile vorkommt.
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Die bei der Schaffung von Kippstiftlagern in Holz- und Kunststoffteilen
auftretenden Schwierigkeiten sind ausführlich in den USA-Patentschriften 3 186 287
und 3 317 255 beschrieben. In diesen Patentschriften sind Versuche zur Lösung einiger
der auftretenden Schwierigkeiten angegeben. Mit Hilfe dieser Versuche werden zwar.
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einige der Probleme gelöst, doch sind diese Lösungen nicht vollständig
zufriedenstellend. Es hat sich gezeigt, daß gefors1lte Kunststofflager, die in Kunststoffteilen
verwendet
werden, häufig zu Torsionsschwingungen einer solchen Größe beitragen, daß sie einem
Hammer einer Klaviermechanik erlauben, einen danebenliegenden Hammer zu berühren.
Eine solche überschüssige Schwingung des Hammers einer Klaviermechanik ist in der
Industrie unter der Bezeichnung "tanzender itammer " bekannt.
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Nach der Erfindung ist ein Kunststoffteil als Element einer mechanischen
Bewegungsvorrichtung mit einem ti.ppstiftlager dadurch gekennzeichnet, daß ein polygonales
Loch vorgesehen ist, dessen Seitenänd im åxialen Querschnitt stumpfe Flächenwinkel
mit nach innen gerichteten Scheiteln bilden, und daß in einer der Zahl der Seiten
des polygonalen Lochs gleichen Anzahl Vertiefungen vorgegehen sind, deren Tiefe
größer als der Abstand von einem Ende des Lochs zu den Scheiteln ist und die in
einem kleinen Abstand von den Seitenwänden des polygonalen Lochs parallel zu diesen
verlaufen, damit zur Kompensation kleiner Dimesionsänderungen ohne Beeinträchtigung
der Lagersteifigkeit Verbiegung der Lochseitenwände ermöglicht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Lager einstückig
in einem Kunststoffteil (beispielsweise im Befe stigungsflanscli einer Klaviermechanik)
gefornt, damit kein getrenntes Lager benötigt wird, das in ein zu diesen Zweck im
Kunststoffteil angebrachtes Loch genau eingepreßt werden muß. Eine solche Preßpassung
muß fest genug sein, damit jegliche Bewegung des Lagers bezüglich des Kunststoffteils
verhindert wird. Eine solche feste Prcßpassung führt zu Spannzungen in dem Kunststoffteil,
die häufig zu einem radialen Aufreißen des E.unststoffteils an Befestigungsloch
führen, nachdem die Teile gealtert sind.
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Das sich aus Torsionsschwingungen ergebende Problem der "tanzellden
Hämmer" wird dadurch beseitigt, daß in einer polygonalen Gestaltung des Kippstiftlagers
flexible Wände gebildet werden, wobei die angrenzenden Enden der Seitenwände einsti.cliig
in dem Kunststoffteil befestigt bleiben.
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Auf diese Weise wird unter Verringerung des Beitrags des Iuippstiftlagers
zu Torsionsschwingungen eine ausreichende Flexibilität zur Kompensation kleiner
Dimensionsänderungen beibehalten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Darin leiten: Fig. 1 eine teilweise im Schnitt ausgeführte Ansicht des gegabelten
Endes eines Befestigungsflansches mit erfindungsgemäßen Kippstiftlagern Fig. 2 eine
Teilansicht eines Arms des gegabelten Endes von der Innenseite aus gesehen, Fig.
3 eine Teilansicht eines Arms des gabelförmigen Endes von der Außenseite gesehen,
Fig. 4 eine der Ansicht von Fig. 1 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform,
Fig. 5 eine der Ansicht von Fig. 2 ähnliche Ansicht dieser anderen Ausführungsform,
Fig. 6 eine der Asic von Fig. 3 ähnliche Ansicht dieser Ausführungsform, Fig. 7
eine Ansicht einer Hammernußanordnung mit einem Befestigungsflansch nach der Erfindung
und Fig. 8 eine der Ansicht von Fig. 3 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
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Das mit den Kippstiftlagern zu versehende Teil kann der Befestigungsflansch
einer Klaviermechanik oder das gabelförmige Ende des Stößers sein. Das gabelförmige
Ende des Befestigungsflansches ist in Fig. 1 bei 10 dargestellt.
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Das gabelförmige Ende enthält Arme 11 und 12. In den letzten Jahren
sind Teile von Klaviermechaniken, bei spielsweise die Befestigungsflansche oder
andere Teile aus Kunststoff hergestellt worden. Gewöhnlich werden sie aus "Nylon"
hergestellt, das ein Polyamidharz ist und manchmal mit Fasern gefüllt ist. In anderen
Fällen sind ABS-Harze verwendet worden, die aus Kombinationen von Styrol-Acrylnitril-
und Butadien-Acrylnitril-Harzen bestehen, beispiclsweise aus "Delrin", das ein Acetal-Harz
ist. Diese bestirninton Materialien sind kein Teil der Erfindung, doch sei bemerlit,
daß die Materialien elastisch sein müssen und einen niedrigen Reibungskoeffizienten
aufweisen müssen; zur Kennzeichnung der beteiligten Materialien wird hier der Ausdruck
"lCunststoff" verwendet. Es sei auch bemerkt, daß auch die Einzelheiten der Gestaltung
des Befestigungsflansches keinen Teil der w3r.findung bilden, die nur im Zusammenhang
mit dem Kippstiftlager beschrieben wird.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die Arme 11 und 12 des gabelförmigen
Endes in der Grundrißansicht V-förmige Innenflächen 13 und 14 auf, die dazu dienen,
ein Minimum an Bewegungafläche mit dem schwingenden Teil zu bilden, wenn dieses
Teil gen einen der Arme des gabelförmigen Endes entweder wegen eines seitlichen
Spiels oder wegen einer leichten Fehlausrichtung des Kippstifts stoßen sollte. In
der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 besteht das Kippstiftlager aus einem quadratischen
Loch 15 in jedem Arm des gabeifönnigen Endes. Die beiden Löcher sind natürlich in
axialer Richtung aufeinander ausgerichtet. Die Löcher sind
zwar
im Querschnitt quadratisch, doch ist der Querschnitt insofern nicht gleichförmig,
als jede Seitenrand des Lochs in einem stumpfen V-Winkel verläuft. Dies läßt sich
an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden 16 und 17 erkennen.
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Die Scheitel 18 und 19 dieser V-AJinkel liegen dicht bei den Außenseiten
der Arme des gabelförmigen Endes. Auf diese Weise sind die Löcher zu beiden Seiten
der Scheitel 18 und 19 pyramidenstumpfförmig ausgebildot, und infolge der Scheitel
der V-Winkel der vier Seitenwände entsteht eine taillenartige Einschnürung. Der
Kippstift 20, der natürlich zylindrisch ist, ist in den Fig. 2 und 3 mit gestrichelten
Linien dargestellt; er s-tützt sich gegen diese Scheitel ab, die tangential zu dem
Zylinder verlaufen, so daß der Kippstift im Querschnitt einen Kreis bildet, der
in ein Quadrat eingesetzt ist.
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Wegen der großen Schwierigkeiten, Kunststoffteile maschinell oder
durch Formen auf enge Toleranten zu arbeiten, wird ein gewisses Naß an Verbiegung
in den Innenwänden des Lochs 15 vorgesehen. Dies wird dadurch erreicht, daß an der
Außenseite jedes Arms des gabelförmigen indes Vertiefungen 21 angebracht werden.
Wie in Fig. 3 am besten zu erkennen ist, sind diese Vertiefungen rechteckig, und
sie besitzen schräg verlaufende Wände 22 und 23. Nach Fig. 1 erstrecken sie sich
in eine Tiefe nach innen, die gut über die oben erwähnten Scheitel 18 und 19 hinausreicht.
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Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die langen Seiten der reclltF eckigen
Vertiefung 21 im wesentlichen ebenso lang wie die Breite des Lochs 15 sind, und
daß sie in einem kleinen hbstand vom Lochhangebracht sind, so daß Flächen 24 stehenbleiben,
die nachgeben können, wobei die Abschnitte 2.5 an den Ecken des Lochs starr bleiben.
Zur Steuerung der Größe der Biegung an den Mittelabschnitten der Flchen 24, die
den
Punkten gegenüberliegen, an denen der Kippstift die Seitenwände des Lochs berührt,
können jedoch die Längen der Vertiefungen 21 verändert werden.
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Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform nur darin, daß das
polygonale Loch im Querschnitt nicht quadratisch, sondern dreieckig ist. Das Loch
ist hier mit 15a bezeichnet, und eine der Seitenwände ist mit 16a bezeichnet. Auch
diese Seitenwände verlaufen jcweils unter Bildung eines den Kippstift 20a berührenden
Scheitels 19a in einem V-förmigen Winkel. Die Vertiefungen sind mit 21a bezeichnet.
Die Vertiefungen sind ebenso ausgestaltet wie in der Ausführungsform nach den Fig.
1 bis 3, und zur Bezeichnung gleicher Teile sind die gleichen Bezugszeichen mit
dem angefügten Buchstaben "a" versehen. luch hier sind die Eckabsehnitte 25a steif
gelassen worden, und es sind bieGsame Abschnitte 24 a vorgesehen worden.
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In Fig. 7 ist als Beispiel eine Anordnung dargestellt, in der das
hier beschriebene Kippstiflager verwendet werden kann.
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Der Befestigungsflansch ist auch hier wieder mit 10 bezeichnet, und
eine Hammernuß trägt das Bezugszeichen 30.
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Es ist zu erlennell, daß in eine Rüchse 31 ein Hammerschaft eingeschoben
ist, und daß die Hammernuß zur Berührung des Fängers eine Verlar£erung 32 aufweist.
Bin entsprechend den Fig. 4 bis 6 ausgebildetes Kippstiftlager ist mit dem Bezugszeichen
35 versehen. Die Teile stehen unter dem Druck einer Schraubenfeder 3G, die zwischen
einem Vorsprung 37 an der Hammernuß und eincm entsprechenden Vorsprung 38 am Befestigungsflansch
sitzt.
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Es ist zu erkerjen, daß die Lagerkonstruktion eine geringe Verbiegung
der Seitenwände 24 und 23a ermöglich, damit
kleine Dimensionsänderungen
unter Aufrechterhaltung der Steifheit infolge der starren Abschnitte 25 oder 25a
kompensiert /e den, damit überschüssige Schwingungen beim Auftreten von außermittigen
Kräften verhindert werden.
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Ebenso ist zu erkennen, daß bei der hier beschriebenen Konstruktion
kein eigenes Lagerteil benötigt wird, das exakt in ein Loch im Gabelende eingepreßt
werden muß und das infolge der geforderten Festigkeit oft zu einem radialen Ausrcißen
des Befestigungslochs führt, nachdem die Teine gealtert sind. Auf diese Weise werden
die Kosten eines eigenen Lagerteils und dessen Einbaukosten vermieden, ohne daß
die Kosten des Teils wesentlich erhöht werden.
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In Abwandlung der beschriebenen Lagerkonstruktion kann beispielsweise
das polygonale Loch 15b nach Fig. 8, in der zur Kennzeichnung gleicher Teile gleiche
Bezugszeichen mit dem angefügten Buchstaben"b" verwendet sind, im Schnitt fünfeckig
ausgebildet sein. Der Kippstift 20 b berührt dabei jeden der Scheitel 19b, und die
Vertiefungen 21b erlauben eine Verbiegung der Abschnitte 24b.