DE2619288A1

DE2619288A1 - Verfahren zum einbau eines bauteils in eine halterung

Info

Publication number: DE2619288A1
Application number: DE19762619288
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
Current assignee: Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1976-11-04
Also published as: FR2311952B1; GB1516913A; DE2619288C2; FR2311952A1; NL7604462A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E ETZ sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-lng. R. B E E T Z jr.

8000 München 22

Steinsdorfstraße 1O

Tel. (089)227201/227244/295910

Telegr. Allpatent München Telex 522O48

310-25.552P(25.553H)

30. 4. 1976

SOCIETE D'OPTIQUE, PRECISION, ELECTRONIQÜE ET MECANIQUE SOPELEM, PARIS (Prankreich)

Verfahren zum Einbau eines Bauteils in eine Halterung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Bauteils in eine Halterung, und zwar ohne Klemmung oder ein mechanisches Sicherungsglied zu verwenden, insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Befestigung und Zentrierung von optischen Linsen in einer Fassung.

Gegenwärtig werden die Linsen und andere optische Bauteile in ihre Fassungen eingesetzt, indem sie in Anlage an eine Schulter gebracht werden, gegen die sie

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durch einen Gewindering in eins?Gewindebohrung gedrückt werden, die sich im aufgeweiteten Bereich vor der Schulter befindet. Ein derartiger Einbau, der zwar den Vorteil hat, lösbar zu sein, ist aufwendig, da in das Halterung ein Gewinde geschnitten werden muß und ein mechanisches Glied und Dichtungen verwendet werden müssen. In einfacheren Apparaten werden die Linsen auch manchmal durch Einklemmen mittels Umlegen eines Kragens an der Passung gesichert. Diese Lösung ist zwar wirtschaftlicher, gestattet jedoch nicht den späteren Ausbau der Optik und ist im übrigen schlecht für den Einbau einer Gruppe von Linsen in dieselbe Halterung geeignet.

Fig. 1 zeigt zwei bereits bestehende Verfahren, nämlich anhand der linken und der rechten Hälfte der Fig. 1.

Zum Herstellen von dichten, isolierenden Dichtungen für Wanddurchführungen sind bereits dickwandige Rohre aus TetrafluorEthylen, auch unter dem Handelsnamen Teflon bekannt, verwendet worden. In diesem Fall wird vorher das Rohr in Längsrichtung in kaltem Zustand gezogen bzw. gereckt, um gleichzeitig die Dicke und den mittleren Durchmesser zu verringern. Anschließend wird es in die Wandöffnung mit einem Leiter in einer mittigen Leitung eingesetzt und anschließend erwärmt, so daß es sich seinen ursprünglichen Abmessungen wieder annähert. Das dadurch entstehende Verdicken sichert die Anordnung in der Halterung, jedoch kann unter Berücksichtigung der Lebensdauer des Erzeugnisses eine wirkliche Dichtheit nur durch Zwischenlegen einer Muffe aus einem Elastomer zwischen das Rohr und die Halterung erreicht werden.

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Derartige Mittel können aber nicht zum Haltern
optischer Linsen verwendet werden, die einen relativ
großen Durchmesser im Vergleich zu ihrer Dicke aufweisen. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß Schwankungen des mittleren Durehmessers des Rbhres nach dem Erwärmen dieselbe Größenordnung wie die Dickenzunahme erreichen und das Pestklemmen der Linse in der Innenöffnung des Rohrs nicht gewährleistet ist.

Es gibt andererseits Wärmeschrumpfbare Kunststoff-Hüllen bzw. -Schläuche, die zum Isolieren und Markieren elektrischer Verbindungen benutzt werden. Derartige
Schläuche werden im allgemeinen aus einem vernetzten
Polymer, z. B. Polyolefin, das wärmestabilisiert und
bestrahlt ist, hergestellt. Die Schläuche werden in
großer Länge geliefert, und zwar nach einer diametralen Dehnung, die die Elastizitätsgrenze überschreitet, Jedoch ohne Längsdehnung. Normalerweise wird zur Verwendung als Isolation eines elektrischen Anschlusses ein Sehlauchstück abgeschnitten und auf die elektrische Verbindung geschoben. Anschließend wird die Anordnung erwärmt,
z. B. durch Warmluft, auf eine Temperatur von mehr als 125 ⁰C für übliche Schlaucharten. Unter der Wärmeeinwirkung zieht sich der Schlauch entgegengesetzt zur
Richtung seiner Dehnung,während seiner Herstellung zusammen, d. h., ohne Änderung seiner Länge verringert
sich sein Durchmesser, so daß er sich mit leichter Anpressung auf die elektrische Verbindung legt und diese schützt, indem er sich vollständig ihrem Profil anpaßt.

Die Erfindung kann als neue Anwendung des solche wärmeschrumpfbaren Schläuche bildenden Materials angesehen werden, indem überraschenderweise eine Materialeigenschaft ausgenutzt wird, die bei der herkömmlichen

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Anwendung-für Isolierschläuche und den Schutz elektrischer Verbindungen völlig außer Acht gelassen wurde.

Ein Verfahren zum Einbau eines Bauteils in eine Halterung unter Einsetzen einer Dichtung bzw. Verbindung in das Spiel zwischen dem Bauteil und der Halterung, wobei für die Dichtung ein vorher kaltverformter Werkstoff verwendet wird, der durch späteres Erwärmen in seine frühere Form zurückgebracht werden kann, und die Dichtung zwischen das Bauteil und die Halterung nach dem Kaltverformen und vor dem Erwärmen eingesetzt wird, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Dichtung vor dem Kaltverformen eine geringe Dicke im Vergleich zu seinen beiden anderen Abmessungen aufweist, daß das Kaltverformen ein Recken in Richtung einer einzigen Hauptabmessung ist, während die andere Hauptabmessung unverändert bleibt, und daß die Dichtung als ein Band ausgeschnitten wird, dessen Länge in der ungereckten Richtung verläuft.

Dabei ist es zweckmäßig, daß für die Dichtung ein Polymer von bestrahltem Polyolefin verwendet wird, daß das Kaltrecken jenseits der Elastizitätsgrenze durchgeführt wird, und daß das anschließende Erwärmen bei einer Temperatur von mindestens 125 C stattfindet.

Anhand der übrigen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 2 ein Stück herkömmlichen wärmeschrumpfbaren Schlauch und das Entnehmen einer Dichtung für die erfindungsgemäße Anwendung;

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Pig. 3 die Verformung einer derartigen Dichtung unter Wärmeeinwirkung;

Fig. 4 und 5 die Halterung von optischen Linsen in ihrer Fassung gemäß der Erfindung, wobei Fig. 4 die Halterung einer einzelnen Linse und Fig. 5 die Halterung einer Gruppe von zwei Linsen betrifft;

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich die Anwendung bei Einbau von zwei metallischen Bauteilen;

Fig. 7 ähnlich Fig. 6 das Haltern eines optischen Bauteils in einem metallischen Bauteil;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich das Haltern einer Wasserwaage in ihrer Halterung; und

Fig. 9 eine weitere Anwendung der Erfindung, nämlich für das Haltern eines Drehgelenks.

In Fig. 2 ist ein wärmeschrumpfbarer Schlauch 1 in Vollinie in der im allgemeinen handelsüblichen Form gezeigt. Der Schlauch 1 wird z. B. durch Extrusion auf einen kleineren Durchmesser gebracht, der in Strichpunktlinie angeordnet ist, um danach 4m Durchmesser auf die angedeutete Form aufgeweitet zu werden, ohne jedoch einer Längendehnung _Zu unterliegen. Wenn es sich hier um einen imkompressiblen Werkstoff handelt, ist die Enddicke e, nach dem Aufweiten im Durchmesser kleiner als die Anfangsdicke e_Q. Für die erfindungsgemäße Anwendung wird parallel zur Achse des Sehlauchs 1 ein Band 21 der Länge L und der Breite 1. herausgeschnitten.

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Anhand von Fig. ;5 ist ersichtlich, daß, wenn das Band 21 unter Temperaturbedingungen erwärmt wird, die den Durchmesser des Schläuche 1 kontrahieren, d. h. die Breite 1, des Bandes 21, das auf eine Anfangsbreite 1„ sich kontrahiert, die Länge L unverändert bleibt. Nach dem Erwärmen erhält man also ein neues Band 20, das zwar schmaler, jedoch gleichzeitig dicker ist, weil es auch die ursprüngliche Dicke e„ des Schlauchs vor- dem Dehnen wieder angenommen hat«

Fig. 4 zeigt ein Ausftthrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Anwendung zum Haltern einer Linse unter mit Fig. 1 vergleichbaren Bedingungen. Wie in Fig. wird eine Linse 5 in Anlage an eine Schulter 6 einer Fassung 7 gebracht. Im Anfangszustand des Einbaus, der in der linken Hälfte von Fig. 4 abgebilöet ist, ist die Linse 5 auf ihrem ganzen Umfang von einem Band 21 umgeben, das wie eben erläutert aus einem Schlauch 1 herausgeschnitten worden ist. Der Durchmesser der Halterung der Linse 5 wird so bestimmt, daß er noch ein sehr geringes radiales Spiel zeigt, wenn die Linse 5 vom Band umgeben ist, so daß sie ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden kann. Die Dichtung wird anschließend auf mindestens 125 °C erhitzt, z. B. du:
wonach sie sich abkühlen kann.

stens 125 °C erhitzt, z. B. durch Infrarotstrahlung,

Infolge der durch die Wärmeeinwirkung hervorgerufenen Breitenkontraktion nimmt das Band 21 seine neue Form 20 an, die rechts in Fig. 4 gezeigt ist, und das entsprechende Verdicken des Bands gewährleistet das Sichern und das Zentrieren der Linse 5 in ihrer Halterung. Es gewährleistet auch eine lichtabschirmende Dichtung, wenn die Länge des Bands so gewählt ist, daß die Ausbildung auch eines kleinen Spiels zwischen den beiden Enden des um die Linse gewickelten Bands vermie-

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den wird. Man kann tatsächlich beobachten, daß die Länge L des in die Halterung eingerollten Bands nach dem Erwärmen unverändert bleibt, weil der Schlauch nicht in dieser Richtung deformiert worden ist. Vor und nach dem Erwärmen ist der mittlere Durchmesser der Dichtung derselbe, und die Abmessungsänderung äußert sich einerseits in einer Verringerung der Breite ohne weitere Polgen und in einer Erhöhung der Dicke, die gleichzeitig das Pesthalten der Linse und das Sichern der Linse in der Halterung gewährleistet. Die Aufrechterhaltung des mittleren Durchmessers ist wichtig zur Vermeidung von tangentialen Spannungen in der Dichtung und für eine große Lebensdauer der Dichtung sowie zum Vermeiden von Spiel zwischen den Enden des Bands. Dieses Spiel kann allerdings insbesondere beim Haltern von mehreren benachbarten Linsen erwünscht sein. Es versteht sich, daß das eben beschriebene Verfahren für eine einzige Linse, wie in Fig. 4 abgebildet, gleichfalls auch für das Haltern einer Gruppe von übereinanderliegenden Linsen verwendet werden kann.

Fig· 5 gibt ein Beispiel einer derartigen Halterung für eine Gruppe von zwei Linsen 10 und 11, die durch einen Abstandshalter 12 getrennt gehalten werden.

In diesem Fall kann es zum Vermeiden von Konäinsations-Effekten im Zwischenraum zwischen den beiden Linsen 11 und 12 zweckmäßig sein, eine Verbindung zwischen diesem Zwischenraum und dem Außenraum zu sichern; ein kleines Spiel zwischen den Enden des Bands IJ, das die Dichtung bildet, gewährleistet in einfacher Weise diese Verbindung.

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Man kann aber auch im Gegenteil eine totale Dichtheit des optischen Bauteils gegen seine Fassung anstreben, z. B. bei einem Bullauge.

In diesem Fall wird als Dichtung ein kontinuierliches geschlossenes Band in Form eines senkrecht zur Schlauchachse herausgesöhäiittenen Rings verwendet. Es versteht sich, daß in diesem Fall der Schlauch anders bearbeitet wird; sein Durchmesser wird sein Ausgangsdurchmesser, und er wird axial gereckt. Unter diesen Bedingungen ist die Kontraktion bzw. das Schrumpfen bei Wärmeeinwirkung immer eine Kontraktion der Breite des Bands bei entsprechendem Verdicken, während sich der Ringdurchmesser nicht ändert.

In diesem Fall wird auch der mittlere Durchmesser der ringförmigen Dichtung nicht während der Verformung nach dem Erwärmen geändert, weil dieser mittlere Durchmesser während der vorhergehenden KaIt-Verformung . unverändert geblieben ist.

Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäßevorgenommene Einbau zahlreiche Vorteile mit sich bringt, insbesondere eine beträchtliche Verringerung des Aufwands und damit der Herstellungskosten. Tatsächlich gestattet das erfindungsgemäße Verfahren vor allem den Wegfall der Klemmringe und der Innengewinde in der Halterung der Fassungen, weshalb dieselben Halterungen mit bedeutend größeren Maßtöäbäfcanzen bearbeitet werden können. Schließlich wird die eigentliche Einbauzeit beträchtlich verringert. Der so vorgenommene Einbau erlaubt gleichzeitig eine Verbesserung der Haltbarkeit gegenüber tiefen Temperaturen und Schwingungen bzw. Erschütterungen, weil der verwendete Werkstoff vor und nach der

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Verformung elastisch ist. Dies bringt einen beträchtlichen Vorteil für Anwendungen bei Apparaten mit sich, deren Widerstandsfähigkeit gegenüber außergewöhnlichen klimatischen Bedingungen oder starken Erschütterungen geprüft wird, z. B. für Apparate in Militärfahrzeugen. Zwischen dem Glas und dem Metall der Fassung eingesetzte Polster erlauben die Verwendung von Passungen aus leichten Legierungen und die Aufrechterhaltung der Zentrierung trotz größerer Fertigungstoleranzen. Bei dichtem Einbau von Bullaugen kann noch die Druckfestigkeit verbessert werden, indem die Bearbeitungsrauhigkeit der Halterung erhöht wird.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Erwärmung auf eine mäßige Temperatur von größenordnungsmäßig 125 ⁰C normalerweise zu keinen Beschädigungen optischer Bauteile führt.

Die Anwendung des erTindungsgemäßen Verfahrens ist nicht auf den Einbau von optischen Bauteilen in eine Fassung beschränkt.

So ist aus Fig. 6 ersichtlich, daß ebenso zwei metallische Bauteile, hier eine metallische Platte JO in einer ebenfalls metallischen Rinne 31, zusammengebaut werden können. Sperrdichtungen 21 und 20. die in ihrer Anfangs-Einbauform bzw. in ihrer späteren Form, in der sie nach Erwärmen breitenkontrahiert und dickengedehnt sind, abgebildet sind, werden in derselben Weise eingesetzt und verwendet, wie es anhand von Fig. 4 beschrieben worden ist. In bezug auf Fig. 5 kann auch darauf hingewiesen werden, daß die Elastizität der Kunststoff-Dichtung 20 viel besser als eine Verklebung den Ausgleich von Wärmedehnungs-Spiel und damit den Zusammen-

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bau von Metallen sehr unterschiedlicher Wärmedehnungskoeffizienten gestattet.

Es ist auch ersichtlich, daß eine elektrische Isolierung erreicht werden kann, wenn der Boden der Rinne ebenfalls mit Isoliermaterial versehen wird.

Fig. 7 zeigt ähnlich Fig. 6 den Einbau eines planen optischen Bauteils 32, das nur an einem Rand in einer Fassung 33 gehalten ist. Es ist ersichtlich, daß das Klemmen durch die Dichtungen 20 eine sehr gute Parallelität in bezug auf die Anlageflächen von Rippen 3^- unterhalt, und zwar mit derselben Genauigkeit wie bei einer unmittelbaren Anlage an einer der Rippen, jedoch mit einem bedeutend besseren Schutz vor Erschütterungen bzw. Schwingungen. Fig. 7 betrifft auch den Einbau einer Glasscheibe in einen metallischen Fensterrahmen, wobei die große Erschütterungsfestigkeit der Anordnung besonders vorteilhaft ist, um die Dämmung von äußerem Schall zu verbessern.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. IDn diesem Fall ist ein Glasrohr 35 mit einer Gasblase in einer Halterung 36 durch Dichtungen 37 gesichert. Jede Dichtung 37 besteht - wie vorher beschrieben - aus einem in kaltem Zustand auf das Rohr gewickelten Band, bevor dieses in die Halterung eingesetzt wirdj das Erwärmen der Dichtungen bewiskt deren axiale Kontraktion, und ihr Verdicken sichert das Rohr in der Halterung. Es ist ersichtlich, daß der Zeitgewinn eines derartigen Einbaus gegenüber früher verwendeten Verfahren beträchtlich ist, die sämtlich entweder Sicherungsringe oder ein Verdicken vorsehen.

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Schließlich ist in Fig. 9 dargestellt, wie ein Drehgelenk ohne komplizierte mechanische Bearbeitung äußerst schnell eingebaut werden kann. Beim Einbau wird das Drehgelenk 40, das von einer längeren Dichtung 4l geringer Dicke umgeben ist, leicht in seinem "Halterung eingeschoben. Nach dem Erwärmen klemmt die verkürzte und dickere Dichtung 42 das Drehgelenk 4o und verhindert dessen axiales Verschieben-, wobei die Elastizität des Werkstoffs der Dichtung jedoch Drehungen zuläßt. Die Sicherung kann auch durch Auskehlungen 43 verbessert werden.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele können in verschiedenster Weise abgewandelt werden. So kann das Dichtungsmaterial aus einer Platte anstatt aus einem Schlauch wie oben beschrieben herausgeschnitten werden. Wichtig ist nur, daß die Platte eine geringe Stärke aufweist und in einer einzigen Richtung kaltgereckt ist, wobei das Band in der ungereckten Richtung herausgeschnitten wird, so daß derselbe mittlere Durchmesser der Dichtung vor und nach dem Erwärmen auftritt.

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Claims

Pa tentansprüche

ί 1./Verfahren zum Einbau eines Bauteils in eine Halterung
unter Einsetzen einer Dichtung bzw. Verbindung in das
Spiel zwischen dem Bauteil und der Halterung, wobei
für die Dichtung ein vorher kaltverformter Werkstoff verwendet wird, der durch späteres Erwärmen in seine frühere Form zurückgebracht werden kann, und die Dichtung zwischen das Bauteil und die Halterung nach dem Kaltverformen und vor dem Erwärmen eingesetzt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Werkstoff der Dichtung vor dem Kaltverformen eine geringe Dicke im Vergleich zu seinen beiden anderen Abmessungen aufweist,

daß das Kaltverformen ein Recken in Richtung einer einzigen Hauptabmessung ist, während die andere Hauptabmessung unverändert bleibt, und

daß die Dichtung als ein Band ausgeschnitten wird, dessen Länge in der ungereckten Richtung verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als ein offenes Band (21) aus einem Schlauch (1) herausgeschnitten wird, der vorher ohne Längenänderung diametral kaltgedehnt worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als ein zu einem Ring geschlossenes Band
quer aus einem Schlauch ausgeschnitten wird, der vorher
ohne Änderung seines mittleren Durchmessers axial kaltgedehnt worden ist.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dichtung ein Polymer von bestrahltem Polyolefin verwendet wird, daß das Kaltrecken jenseits der Elastizitätsgrenze durchgeführt wird, und daß das anschließende Erwärmen bei einer Temperatur von mindestens 125 °S stattfindet.
5. Halterung mit Bauteil, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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