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Ausbildung eines Spalts in einem Spritzgußteil
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Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Spalts in einem Spritzgußteil,
welcher ein Anordnen eines dünnen, flachen Bauteils mit einer hohen Lagegenauigkeit
gestattet.
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Metallische Bauteile, bei geeigneter Verankerung auch federungsfähige
metallische Bauteile mit einer in den meisten Fällen ausreichenden Lagegenauigkeit
in Kunststoff einzubetten oder derartige Bauteile mit Kunststoff zu umspritzen,
sind an sich gängige Fertigungsverfahren. Schwierigkeiten treten auf, wenn einerseits
das verwendete Kunststoffmaterial, weil es verschiedenen anderen Anforderungen gerecht
werden muß, keine ausreichende Eignung für eine derartige Einbettung aufweist, andererseits
die einzubettenden Bauteile aufgrund ihrer stofflichen Zusammensetzungen und besonderer
Oberflächengüten den beim Spritzvorgang auftretenden, mechanischen und thermischen
Schockbelastungen nicht gewachsen sind, oder wenn, abgesehen von der verschlechterten
Handhabbarkeit beim Einlegen in die Spritzgußform und des erforderlichen formtechnischen
Aufwandes bei zunehmender Miniaturisierung solcher Bauteile deren Formstabilität
verringert ist. Miniaturisierung bedeutet außerdem eine Einengung der Toleranzfelder
bis hin zu Größenordnungen, die spritzgußtechnisch nicht mehr gewährleistbar sind.
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In solchen Fällen ist es daher unumgänglich, für die Verbindung des
Bauteiles, beispielsweise einer Kontaktfeder, mit dem Spritzgußteil wenigstens einen
zusätzlichen Arbeitsgang zu investieren. Dabei scheiden, wenn das zu befestigende
Bauteil relativ klein ist, aber auch der gestellten Anforderungen an die Lagegenauigkeit
wegen an sich übliche Befestigungsmethoden, wie z. B. Warmstauchen angespritzter
Zapfen, aus. Besser geeignet ist ein Befestigen durch Verkeilen in einem Schlitz,
der,
indem er in diesem Falle erheblich breiter als die Dicke des
Bauteils ausgeführt werden könnte, spritzgußtechnisch mit der erforderlichen Genauigkeit
formbar wäre. Dabei ist jedoch, abgesehen von der Gefahr, daß das Befestigen nicht
ganz spannungsfrei erfolgt, mit dem anzuwendenden Keil ein zusätzliches Bauteil
erforderlich, das "passen" muß, d.h. fertigungsaufwendig ist und bei der gegebenen
Kleinheit nicht einfach zu handhaben wäre.
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Einfacher, insbesondere aber für ein hochempfindliches Bauteil sicherer,
scheint demgegenüber ein Befestigen durch Kleben zu sein. Problematisch ist dann
bekanntlich die lose Halterung des Bauteils vor und-während des Klebevorgangs, und
zwar deshalb, weil insbesondere bei Großserienfertigung ein Nachjustieren des befestigten
Bauteiles wegen des erheblichen Zeitaufwandes unter allen Umständen vermieden werden
muß. Dies bedeutet, daß das Bauteil bereits vor dem Verbinden mit dem Spritzgußteil
mit der geforderten Lagegenauigkeit spannungsfrei an dem Spritzgußteil gehaltert
und hierfür, wenn es sich um ein dünnes, flaches Bauteil handelt, im Spritzgußteil
ein geeigneter, engtolerierter Schlitz ausgebildet sein muß.
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Nun sind Formstempel mit einem dem Querschnitt des zu befestigenden
Bauteils entsprechenden Querschnitt bei einer Dicke in der Größenordnung von 0,1
mm aus Festigkeitsgründen nicht realisierbar. Andererseits ist eine Schlitzbildung
an einer Formtrennebene aufwendig und nicht in der geforderten Weise, d.h.
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mit einem relativ engen-Toleranzfeld reprodzierbar. Auch würde eine
derartige Schlitzbildung mit zwei gegeneinander tauchenden Formstempeln keine eindeutig
lagesichernde Ausbildung für die Halterung des Bauteils ergeben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, in einem
Spritzgußteil eine für die Großserienfertigung geeignete Ausbildung auszuformen,
die ein loses Haltern eines dünnen,
flachen Bauteils mit hoher Lagegenauigkeit
gestattet und deren formtechnischer Aufwand relativ gering ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß in dem Spritzgußteil ein
mäanderförmiger Schlitz derart ausgebildet ist, daß eine gedachte, im wesentlichen
mittlere Mäanderebene zwar von der Mittelebene des Schlitzes, nicht aber von den
Schlitzwänden, geschnitten wird.
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Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß
der sich durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Schlitz ergebende Spalt dem Haltern
eines ringförmigen Widerstandsbahnen aus Leitplastik zugeordneten Schleifers dient
und der Schlitz in einem zentrisch zu den Widerstandsbahnen gelagerten Stirnzahnrad
ausgeformt ist und daß zur Schaffung einer ausreichenden Spalttiefe wenigstens einseitig
eine den Schlitz umrahmende Erhöhung angegossen ist.
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Die Erfindung bietet, abgesehen davon, daß die gestellte Aufgabe in
überraschender Weise gelöst ist, indem je nach Schlitzführung ein beliebig enger,
sozusagen eine Passung darstellenaer Spalt ausbildbar ist, den Vorteil, daß ein
beim Spritzgießen unkritischer und relativ probiemlos herstellbarer Formstempel
Anwendung finden kann. Vorteilhaft ist ferner, daß ein in den durch den Schlitz
gebildeten Spalt eingesetztes Bauteil lediglich jedoch mehrfache Linienberührung
mit den Schlitzwänden aufweist und somit nicht nur eine definierte Anlage, sondern
auch eine Gesamtklebefuge von erheblicher Länge gegeben sind.
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Andererseits kann mit der vorgeschlagenen Ausbildung, wie beispielsweise
bei dem gewählten Anwendungsbeispiel, bei dem ein Spalt von 0,13 - 0,03 mm ausgeformt
ist, der einzusetzende Schleifer 0,085 - 0,005 mm aufweist und Federkräfte in der
Größenordnung von 10 p + 20 % einhaltbar sind, auf eine Befestigung durch Kleben
verzichtet werden, bzw. es ist im Hinblick auf weitere nachfolgende Montagegänge
zweckmäßig, die La-
ge des Schleifers sozusagen lediglich durch
Anheften zu sichern.
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Durch die rahmenartige Erhöhung des Schlitzrandes läßt sich außerdem
mit einem noch ausreichend kleinen Kippwinkeltoleranzfeld bei noch vertretbaren
Fertigungstoleranzen eine Halterung auch in einer relativ dünnen Platte verwirklichen.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen FIG. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen
Ausbildung zusammen mit einer Abbildung des Querschnitts des formenden Stempels,
FIG. 2, 3 und 4 Varianten des den angestrebten Spalt bildenden Schlitzes, FIG. 5
ein Anwendungsbeispiel mit einem in einem Zahnrad angeordneten Schleifer eines Potentiometers,
FIG. 6 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie A-B in- FIG. 5 mit den dem
Schleifer zugeordneten Widerstandsbahnen.
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Wie FIG. 1 zeigt, ist, um den angestrebten engen, mit a, b, 1 bezeichneten
Spalt zu verwirklichen, in einem Spritzgußteil 1 ein zickzack- bzw. mäanderförmiger
Schlitz 2 ausgeformt, und zwar derart, daß die Stirnflächen - der Einfachheit halber
sind lediglich zwei gegenüberliegende mit 3 und 4 bezeichnet - der sich dabei an
den beiden im wesentlichen parallel verlaufenden Schlitzwände 5 und 6 bildenden
Rippen oder Stege, von denen ebenfalls nur zwei - 7 und 8 - bezeichnet sind, jeweils
in Ebenen liegen, die zwei gegenüberliegende Wände des Spaltes a, b, 1 darstellen.
Insbesondere wenn, wie FIG. 1 zeigt, der Spalt a, b, 1 in einem plattenförmigen,
also in einem Spritzgußteil 1 mit einem niedrigen Querschnitt senkrecht zur Platten-
ebene
ausgebildet werden soll, ist es, wie dargestellt, zur Schaffung einer ausreichenden
Spalttiefe 6 zweckmäßig-, wenigstens an einer Seite des Spritzgußteiles 1 eine den
Schlitz 2 umrahmende Erhöhung 9 anzuformen. Um diese Erhöhung gegenüber der Plattenstärke
des Spritzgußteiles 1 zu symmetrieren, kann, falls dadurch keine Funktionen gestört
werden, auch auf der Gegenseite des Spritzgußteiles 1 eine Erhöhung 10 ausgeformt
werden. Aus Gründen der Stabilität und einer gleichmäßigen Materialverteilung beim
Gießvorgang, aber auch aus formtechnischen Überlegungen heraus, ist es ferner zweckmäßig,
den Schlitz 2 nicht durchgehend auszubilden, sondern so, daß ein Schlitzboden 11
entsteht, der einem in dem Spalt a, b, 1 anzuordnenden Bauteil als Anschlag dienen
kann. Im Falle einer Anordnung, wie sie in den FIG. 5 und 6 dargestellt ist, mit
einem sich auf dem Rand des Spaltes a, b, 1 abstützenden, abgewinkelten Bauteil,
beispielsweise einem Potentiometerschleifer 12, ist es demgegenüber erforderlich,
an den Rändern der Stirnflächen 3 der einen Schlitzwand 5 eine definierte und gut
reproduzierbare Auflage in Form von Rundhöckern 13, 14 und 15 auszubilden. Der Radius
dieser Rundhöcker 13, 14, 15 entspricht dem Biegeradius zwischen einem Steg 16 und
jeweils von einer Schar federnder Finger gebildeter Arme 17 und 18 des Schleifers
12. Mit 19 ist eine von zwei Aussparungen bezeichnet, die der Positionierung des
Schleifers 12 in Längsrichtung des Spaltes a, b, i dienen.
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Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß bei dem gewählten
Anwendungsbeispiel das Zahnrad 20, an dem der Schleifer 12 angeordnet ist, das letzte
Glied einer Getriebekette eines, weil nicht erfindungswesentlich in seiner Gesamtheit
nicht dargestellten Nachlaufwerkes darstellt, welches mittels einer auf ihm angeordneten
Nabe 21 auf einer Stellwelle 22 befestigt ist und welchem auf einer Platte 23 koaxial
Widerstandsbahnen 24 aus elektrisch leitendem Kunststoffmaterial zugeordnet sind.
Auf diesen Widerstandsbahnen sind - wie dargestellt - die angebogenen Enden 25 der
federnden Finger des
Schleifers 12 wirksam. Ein an dem Zahnrad 20
angeformtes Segment 26 bestimmt die Grenzstellungen des Nachlaufwerkes, indem das
Segment 26 mit geeigneten, nicht dargestellten Anschlägen zusammenwirkt.
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Die in den FIG. 2, 3 und 4 gezeichneten Varianten des in FIG. 1 dargestellten
Schlitzes 2 sind jeweils nach dem gleichen Prinzip wie der Schlitz 2 ausgebildet,
d.h. die Schlitzbreite ein und desselben Schlitzes 2 ist im wesentlichen konstant
bzw. sie ist derart gewählt, daß für den formenden Stempel eine ohne besondere Schwierigkeiten
fertigbare Breite gegeben ist und bruchgefährdete Engstellen vermieden sind.
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Außerdem wird eine-gedachte mittlere Mäanderebene nicht durch die
Schlitzwände geschnitten. Zur Verdeutlichung ist in FIG. 4 mit I die mittlere Mäanderebene
und mit II die Mittelebene des Schlitzes bezeichnet.