DE2655053C3 - Anordnung zum steck- und lösbaren, in der Drehrichtung spielfreien Verbinden eines Einsteckteiles mit einem Aufnahmeteil - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen und durch die US-PS 12 26 626 bekanntgewordenen ArL

Solche Anordnungen, die zum Erzielen eines preisgünstigen Herstellungs- und Montageverfahrens aus nur zwei Teilen bestehen, und zwar aus den beiden zu verbindenden Funktionsteilen selbst, sind allgemein bekannt und gelangen z. B. an Schreibmaschinen, zum Verbinden eines Walzendrehknopfes mit der Papierwalze, oder an Rundfunkgeräten, zum Anbringen von Drehknöpfen an Potentiometerwellen, zur Anwendung, wobei das in der Regel aus einer Drehwelle bestehende Einsteckteil sowohl ebenfalls aus einem Kunststoff als auch aus einem Metall bestehen kann.

Diese Anordnungen dienen insbesondere dem Zweck, seit längerem bekannte und allgemein zur Anwendung gelangte Nut-Feder-Verbindungen (siehe z. B. US-PS 12 26 626), die zum Drehverbinden von Einsteck- und Aufnahmeteilen dienen und häufig aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehen und zudem noch für eine Lösesicherung in der Einsteckrichtung dienende Teile benötigen, zu vereinfachen und auch in der Funktion zu verbessern.

Eine Spielzeugschreibmaschine, die unter dem Markenzeichen »Petite« bekanntgeworden ist, weist ein an dem Walzendrehknopf vorgesehenes Einsteckteil mit im wesentlichen rundem Querschnitt auf, das mit mehreren rechteckig ausgebildeten Längsnuten versehen ist, und das in eine mit Mitnahmestegen versehene Nabe eines in einem Kunststoffspritzverfahiren herstellbaren Nabenteiles einer Papierwalze einsteckbar ist. Da derartige Funktionsteile aus verhältnismäßig formstabilen und verschleißfesten Kunststoffen bestehen müssen, ergeben sich bei der Herstellung derselben dann erhebliche Fertigungsprobleme, wenn für eine klapperfreie, d. h. spielfreie Drehmomentübertragung zwischen diesen beiden Teilen verhältnismäßig genaue Maßtoleranzen eingehalten werden müssen. Um auf diese bei Kunststoffspritzverfahren kaum zu gewährleistende Maßhaltigkeit der zu verbindenden Teile verzichten zu können, ist man bei der bekanntgewordenen Anordnung dazu übergegangen, zwischen den Längsnuten und den Mitnahmestegen konstruktiv ein Spiel vorzugeben und die Teile durch eine Preßverbindung zwischen dem Außenmantel des Einsteckteiles und dem Innenmantel der Nabe zusammenzufügen, wobei die Mitnahmestege dann nur noch eine Sicherheitsfunktion bei der Überwindung der Reibverbindung während einer Drehmomentübertragung haben. Diese Preßverbindung darf aber nur so fest sein, daß das Eiinsteckteil zum Zweck der Demontage manuell wieder aus dem Aufnahmeteil (Nabenteil) herausziehbar ist.

Eine derartige Anordnung zum Verbinden zweier Teile, die zwar eine billige Herstellung derselben zuläßt, hat aber den Nachteil, daß bei einer relativ schwergängigen Drehmomentübertragung von der Bedienperson immer noch eine durch das Fertigungsspiel bedingte Lose wahrnehmbar ist, wobei es insbesondere bei Kunststoffpaarungen zuJem noch zu unangenehmen

Reibgeräuschen kommen kann. Ein weiterer Nachteil dieser bekanntgewordenen Anordnung besteht darin, daß die Einstecktiefe des Einsteckteiles nicht genau begrenzbar ist, da diese natürlich ebenfalls von den Maßtoleranzen der zu verbindenden Teile abhängig ist Eine solche Lagebegrenzung kann sowohl von einem an den zu verbindenden Teilen vorgesehenen Anschlag als auch durch ein anderes FunktionsteiL, z. B. eine Lagerplatte für das Einsteckteil, vorgegeben werden.

Mit der DE-OS 19 34 311 ist eine weitere Anordnung zum steckbaren Verbinden zweier Teile bekanntgeworden, die aus einem Drehknopf für ein Rundfunkgerät und einer mit einer klemmenden Federzunge versehenen Drehwelle besieht Die sieb in der Achsrichtung erstreckende und durch einen schräg zur Achsrichtung verlaufenden Einschnitt gebildete Federzunge ist ein homogener Bestandteil der Drehwelle und ist an ihrer Außenfläche, die im demontierten Zustand parallel zur Achslinie verläuft ebenflächig ausgebildet. Der hier als Aufnahmeteil wirksame Drehknopf weist einen Aufnahmedurchbruch auf, der in seiner Form im wesentlichen der Querschnittsform der Drehwelle entspricht, nur mit dem Unterschied, daß die mit der Federzunge zusammenwirkende Fläche in der Einsteckrichtung schräg nach innen verläuft Hieraus ergibt sich, daß die Einstecktiefe beim Montieren der beiden Teile — was insbesondere gegen die Reibwirkung der zu verformenden Federzunge durchgeführt wird — durch eine Anschlagkante an der Drehwelle sicher begrenzt ist, und daß bei dieser Anordnung auch eine sichere, spielfreie Drehmomentübertragung erreichbar ist. Dieser J'.onstruktionsart einer Steckverbindung haftet jedoch noch der Nachteil an, daß die durch den schräg verlaufenden Einschnitt von der Federzunge abgeteilte halbzylindrische Zunge des Einsteckteiles an ihrer Basis ebenfalls zum Durchbiegen neigt was dann eine gegenüber der Achslinie der Drehwelle verkippte Montagelage des Drehknopfes zur Folge haben kann. Weiterhin hat es sich herausgestellt, daß eine derartig ausgebildete Drehwelle, der durch den schräg angeordneter, w Einschnitt entstehenden Hinterschneidung wegen, in einem Kunststoffspritzverfahren nur schwerlich beschädigungsfrei entformbar ist Eine metallische Ausführung des Einsteckteiles (Drehwelle), bei der die Federzunge in einem Fräsverfahren hergestellt werden muß, ist aus »i Kostengründen nicht mehr interessant.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Anordnungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß bei geringer Montagekraft und bei einer guten achsparallelen so Ausrichtung vor allem eine Spielfreiheit bei größeren Toleranzen und damit eine sichere Verbindung erreicht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 6 für die Aul'gabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht werden.

Es ist zwar durch die US-PS 20 42 000 eine feo Anordnung ähnlicher Art bekanntgeworden, bei der eine elastisch vorgespannte Verbindung erreicht ist. Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert wie bei der Erfindung. b^r>

Das bei der Erfindung vorliegende Gestaltungsprinzip, bestehend aus Aufgabe und dem in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Lösungsmittel ist durch den Stand der Technik nicht nahegelegt worden. Vor allem ist für die bei der Erfindung erzielte technische Wirkung beim Stand der Technik keinerlei Hinweis zu erkennen.

Durch die Erfindung wird erreicht daß das Aufnahmeteil, das mit seinem Aufnahmedurchbruch zunächst kraftlos auf das Einsteckteil aufschiebbar (oder umgekehrt — einsteckbar) ist dann einen Widerstand vorfindet, wenn es mit seinem sich gegenüber der Längsnut des Einsteckteiles allmählich vergrößernden Längssteg an den Flanken desselben zur Anlage gelangt Durch die v-förmige Ausbildung sowohl des Längssteges als auch der Längsnut ergibt sich der vorteilhafte Effekt daß der Längssteg beim weiteren Einschieben gegen die Wirkung der Federzunge zunehmend radial aus- der Längsnut herausgehoben werden kann, wobei die beim Montagearbeitsgang zu überwindende Reibkraft begrenzbar ist Diese Reibkraft nimmt über den weiteren Einsteckweg kaum zu, da sich der Angriffspunkt der Längsnut an dem Längssteg naturgemäß zu dem freien Ende des Federsteges hin verändert, wodurch derselbe über die Flanken seines Längssteges mit einem zunehmend längeren Hebelarm auf die Flanken der Längsnut reibend einwirken kann.

Die Erfindung wird anhand von zwei Aüsführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert, wobei es sich um einen Papierwalzendrehknopf einer Schreibmaschine handelt Es zeigt

F i g. 1 eine demontierte Lage als Längsschnitt,

F i g. 2 eine Montagelage als Längsschnitt

F i g. 3 eine Einzelheit eines ersten Ausführungsbeispieles,

F i g. 4 eine Einzelheit eines zweiten Ausführungsbeispieles,

F i g. 5 eine Stirnansicht des Einsteckteiles und

F i g. 6 eine Stirnansicht des Aufnahmeteiles der nachfolgend beschriebenen Anordnung.

Wie die F i g. 1 zeigt ist ein Walzendrehknopf 1 mit einer Achse 2 versehen, die mit einer v-förmig ausgebildeten Längsnut 3 (siehe F i g. 5) versehen und im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist Diese als Einsteckteil wirksame Achse 2, die aus einem Profilmaterial herstellbar ist, weist an ihrem freien Ende 4 eine v-förmig ausgebildete Ringnut 5 auf, die z. B. in einem Drehautomaten während eines Abschneidearbeitsganges herstellbar ist

Der Durchmesser der Achse 2 ist für einen leichten Gleitsitz der Form eines im wesentlichen zylindrischen Aufnahmedurchbruches 6 angepaßt der in dem Nabenteil 7 eines Nabendeckels 8 vorgesehen ist und somit nur über eine Teillänge desselben reicht. Wie die F i g. 1 und 3 aufzeigen, schließt sich an das Nabenteil 7 homogen ein Federsteg 9 an, der sich in der Einsteckrichtung erstreckt, und der mit einem radial nach innen, d.h. in den Fluchtbereich des Aufnahmedurchbruches 6 ragenden und v-förmig ausgebildeten Längssteg 10 versehen ist.

Die Innenfläche 11 des Federsteges 9, die der Außenform der Achse 2 angepaßt sein kann, und zu beiden Seiten des Längssteges 10 verläuft, ist bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß sie im Ruhezustand konzentrisch zur Achsmittellinie des Aufnahmedurchbruches 6 verläuft. Der v-förmige Längssteg 10 ist zu dem freien Ende 12 des Federsteges 9 hin jedoch leicht nach innen geneigt ausgebildet — weist aber in der Längsrichtung zueinander parallel verlaufende Flanken 13 auf (siehe F i g. 3). Daraus ergibt sich, daß der Längssteg 10 zu dem

freien Ende 12 des Federsteges 9 hin seine Basis an dessen Innenfläche 11 verbreitert, was bedeutet, daß der Längssteg 10 der Längsnut 3 in der Einsteckrichtung mit einem zunehmenden Querschnitt gegenüberliegt.

Ein gleicher Effekt wird durch das in der Fig.4 dargestellte Ausführungsbeispiel des Längssteges 14 und des Federsteges 15 erreicht, bei dem die zu beiden Seiten des Längssteges 14 verlaufende Innenfläche 16 des Federsteges 15 und der Längssteg 14 zu dem freien Ende 17 hin leicht nach innen geneigt ausgebildet sind, ι ο wobei die Flanken 18 jedoch in der Einsteckrichtung divergierend verlaufen, was bedeutet, daß der Längssteg 14 gegenüber der Innenfläche 16 in seiner Höhe gleichbleibt — dafür aber insgesamt breiter wird.

An dem freien Ende 12 des Federsteges 9 ist eine Anlagenase 19 angeformt, die auf die Achsmittellinie zugerichtet ist Dieser Anlagenase 19 kann eine Rastnase 20 zugeordnet sein, die dann gegenüber derselben in einem solchen Abstand angeordnet ist, der im wesentlichen dem Abstand entspricht, der zwischen der Ringnut 5 und der Stirnfläche 21 der als Einsteckteil wirksamen Achse 2 vorgesehen ist.

Die Rastnase 20 wird durch einen nach innen weisenden, v-förmig ausgebildeten und quer zur Achsrichtung angeordneten Vorsprung gebildet, der an dem freien Ende 22 eines Rastfedersteges 23 angeformt ist. Dieser Rastfedersteg 23 schließt sich, wie auch der Federsteg 9, in der Einsteckrichtung an das Nabenteil 7 derart an, daß es dem Federsteg 9 diametral gegenüberliegt und im wesentlichen parallel zu demselben verläuft Die Innenfläche 24 des Rastfedersteges 23 ist der Form der Achse 2 angepaßt, d. h., daß sich die Innenform des Aufnahmedurchbruches 6 über den Rastfedersteg 23 fortsetzt, sie ist jedoch zu dem freien Ende 22 hin leicht nach innen geneigt angeordnet.

Der Federsteg 9 und der Rastfedersteg 23 werden durch je eine Querrippe 25 bzw. 26 gebildet, die an dem Innenmantel 27 des topfartig ausgebildeten Nabendekkels 8 angeformt sind, und die derart zueinander parallel verlaufend angeordnet sind, daß sie mit ihren einander zugekehrten Flächen 28 und 29 die Fluchtlinien des Aufnahmedurchbruches 6 tangieren. Diese Querrippen 25 und 26, die gleichzeitig die Funktion von Versteifungsrippen für das gesamte Aufnahmeteil (Nabendekkel 8) haben, sind auch mit dessen Nabenteil 7 und dessen innerer Stirnfläche 30 homogen verbunden. Senkrecht zu der Ebene der Querrippen 25 und 26 wird das Nabenteil 7 an der inneren Stirnfläche 30 und dem Innenmantel 27 durch Stützrippen 31 und 32 abgestützt. Wenn das als eine Achse 2 ausgebildete Einsteckteil, das so in der F i g. 1 nur zum Zweck deutlicherer Darstellung gegenüber dem Aufnahmeteil (Nabendeckel 8) um 90° verdreht dargestellt ist, in die Aufnahmeöffnung 6 eingeschoben wird, gelangt diese mit seiner Stirnfläche 21 nach Durchschreiten des zylindrischen Aufnahme durchbruches 6 vor die nach rechts weisende Stirnkante 33 des Längssteges 10. Durch gegenseitiges Verdrehen der Achse 2 und des Nabendeckels 8 werden die Längsnut 3 und der Längssteg 10 zueinander ausgerichtet, wonach die Achse 2 zunächst noch weiter kraftlos eingeschoben werden kann, und zwar so weit, bis die Flanken 34 der Längsnut 3 an den Flanken 13 (18) des Längssteges 10 (14) spielfrei anliegen. Beim weiteren Einschieben der Achse 2, was dann gegen eine Reibkraft erfolgt, wird der v-förmig ausgebildete Längssteg 10 vor dem vorderen Ende der v-förmigen Längsnut 3 gegen die Kraft des Federsteges 9 zunehmend radial nach außen ausgelenkt. Da der der Längsnut 3 gegenüberliegende Querschnitt des Längssteges 10 zum freien Ende 12 hin allmählich zunimmt, ergibt es sich logisch, daß sich die Berührungslinie zwischen der Längsnut und dem Längssteg dann zum freien Ende 12 hin verschiebt, wenn die beiden Teile montiert werden. Der Federsteg 9 wirkt dadurch über seinen Längssteg 10 mit einem entsprechend längerwerdenden Hebeiarm auf die Achse 23 reibend ein. Der Einsteckweg für die Achse 2 ist über deren Stirnfläche 21 an der Anlagenase 19 begrenzbar.

Da der Federsteg 9 über die zugeordnete Querrippe 25 an dem Innenmantel 27 des Nabendeckels 8 seitlich abgestützt wird, ergibt sich eine unnachgiebige gegenseitige Arretierung der beiden Teile in der Drehrichtung.

Wenn für eine lösbare Rastverbindung der beiden Teile an dem Nabenteil 7 eine zusätzliche Rastfederzunge 23 angeformt ist, die mit der bereits vorstehend beschriebenen Rastnase 20 für die Ringnut 5 der Achse 2 versehen ist, ergibt sich für die die Montagetätigkeil ausführende Person zusätzlich noch eine mindesten; taktil wahrnehmbare Rückmeldung dafür, daß die Montageendlage sicher erreicht worden ist, da die Rastnase 20 von dem mit einer Fase 35 versehenen freien Ende 4 der Achse 2 gegen die Wirkung der Rastfederzunge 23 druckpunktartig überwunden werden muß.

Durch die zu dem freien Ende 22 hin leicht nach inner geneigte Anordnung der Innenfläche 24 der Rastfedei 23 ergibt sich für die Montagetätigkeit noch ein zusätzlicher Reibeffekt, der sich ähnlich auswirkt wie derjenige, der im Zusammenhang mit der Federzunge 9 beschrieben worden ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum steckbaren und in der Drehrichtung spielfreien Verbinden eines Einsteckteiles mit einem Aufnahmeteil über eine sogenannte Nut-Feder-Verbindung, insbesondere der Achse der Schreibwalze einer Büromaschine mit deren Nabendeckel, mit einem in dem Aufnahmeteil vorgesehenen und die Feder aufweisenden, im wesentlichen zylindrischen Aufnahmedurchbruch, dessen Form im '< > wesentlichen dem Querschnitt des die Nut, deren Längsflanken zueinander parallel verlaufen, aufweisenden und als eine zylindrische Stange ausgebildeten Einsteckteiles entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckteil (2) als Nut eine '⁵ v-förmig ausgebildete Längsnut (3) aufweist und daß als Feder an einem sich in der Einsteckrichtung an den nur über eine Teillänge reichenden Aufnahmedurchbruch (6) homogen anschließenden Federsteg (9, 15) ein radial nach innen ragender, v-förmig ausgebildeter Längssteg (10,14) vorgesehen ist, der sich zwischen der Basis des Federsteges (9, 15) und dessen freiem Ende (12) allmählich radial nach innen vergrößernd in den Fluchtbereich des Aufnahmedurchbruches (6) eingreift.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des Längüsteges (10) verlaufende Innenfläche (11) des Federsteges (9) gegenüber der Achslinie des Aufnahmedurchbruches (6) konzentrisch verläuft. Jo

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des Längssteges

(14) verlaufende Innenfläche (16) des Federsteges

(15) mit dem Längssteg (14) gegenüber der Achslinie des Aufnahmedurchbruches (6) zum freien Ende (17) ^v> hin leicht nach innen geneigt ist und die Flanken (18) des Längssteges (14) in der Einsteckrichtung zueinander divergierend verlaufen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 mit einer Rastnasen/Ringnutverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Aufnahmeteil (8), dem Federsteg (9) gegenüberliegend und zu diesem in der Einsteckrichtung im wesentlichen parallel verlaufend, ein weiterer Rastfedersteg (23) angeformt ist, der an seinem freien Ende (22) eine nach innen weisende und quer zur Achsrichtung des Aufnahmedurchbruches (6) verlaufende und v-förmig ausgebildete Rastnase (20) aufweist, und daß an dem Einsteckteil (2) eine ebenfalls v-förmige Ringnut (5) vorgesehen ist, die von der Stirnfläche (21) des Einsteckteiles (2) ⁵" in einem solchen Abstand vorgesehen ist, der im wesentlichen dem Abstand zwischen der Rastnase (20) und einer an dem freien Ende (12) des Federsteges (9) angeformten Anlagenase (19) entspricht. ^r>5

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Innenfläche (24) des Rastfedersteges (23) der Außcnform des Einsteckteiles (2) angepaßt und gegenüber der Achslinie des Aufnahmedurchbruches (6) zum freien Ende (22) hin leicht nach innen geneigt ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federsteg (9, 15) und der Rastfedersteg (23) durch je eine Querrippe (25 bzw. 26) gebildet werden, die das Nabenteil (7), ^hS die innere Stirnfläche (30) und den Innenmantel (27) des topfartig ausgebildeten Aufnahmeteiles (8) miteinander homogen verbinden, und die zueinander derart parallel angeordnet sind, daß sie mit ihren einander zugekehrten Flächen (28 bzw. 29) im wesentlichen die Fluchtlinien des Aufnahmedurchbruches (6) tangieren.