DE1400964A1

DE1400964A1 - Zusammengesetztes Gebilde

Info

Publication number: DE1400964A1
Application number: DE19621400964
Authority: DE
Inventors: Fuchs Robert John; Chapin Howard Robert
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1961-05-31
Filing date: 1962-05-30
Publication date: 1968-11-14
Also published as: US3212353A; GB932121A

Description

Zusammengesetztes Gebilde Die Erfindung bezieht sich auf die Zusammensetzung miteinander zu verbindender Teile, beispielsweise der eine Nockenwelle bildenden Nocken zur Verwendung in Zeitschaltern, insbesondere auf die V erbindung der Zeitschalternocken miteinander nach einem Spritzgußverfahren.
In Zeitschaltern oder mehrere Stromkreisesteuernden -Drehschaltern dient eine Nockenwelle zum Betätigen der den einzelnen Stromkreisen zugeordneten Schalter. Diese Nockenwellen werden gewöhnlich durch Aufpressen mehrerer Nocken auf--eine zentrisch angeordnete Welle zusammengestellt, wobei die Nocken sowohl in axialer Richtung als auch in ihrer-Winkelstellung genau und unverschieblich zueinander fixiert sein müssen, um eine präzise Schaltfolge für die Stromkreise zu erreichen. Das bekannte Fertigungsverfahren führt jedoch auf Grund fehlerhafter Ausrichtung, Brüchen und lockerwerden der Nocken zu einer beträchtlichen Aussehußquote.
Das erfindungegemäße Verfahren zum dauerhaften Zusammensetzen mehrerer mit einer zentrischen Öffnung versehener Teile sieht vor', in aufeinanderfolgenden Verfahrenssehritten zunächst die Teile derart aufeinanderzuschichten, daß die zentrisehen Öffnungen miteinander in Verbindung stehen und eine zentrische Ausnehmung-bilden, und anschließend einen Kunststoff in die Ausnehmung in Berührung mit sämtlichen Teilen einzubringen und verfestigen zu lassen und dadurch die Teile fest miteinander zu verbinden.
Weiterhin werden gemäß der Erfindung beim Zusammensetzen von einer zentrischen Öffnung versehenen undaufeinander geschichteten Teilen die Teile durch einen zentrisehen Kern aus einem Kunststoff, der durch die zentrischen Öffnungen der Teile verläuft und in den die Teile eingebettet sind, miteinander verbunden. Darüber hinaus schafft die Erfindung eine Nockenwelle für Zeitschalter in Form aufeinandergeschichteter'Nockenscheiben mit jeweil.a einer von einem nach innen vorspringenden Bordring eingefaßten zentrischen Öffnung, wobei jede einzelne Nockenscheibe in Berührung mit der bzw. den benachbarten Nockenscheiben steht und eine die in axialer Richtung mit Abstand voneinander angeordneten Bordringe aufnehmende zentriBehe Aueneh.mung mit geschlossener Innenmantelfläche bildet, und eines Kernes aus einem Kunststoff, der durch die zentrischen Öffnungen und in die Zwischenräume zwischen jeweils*zwei benachbarten Bordrizigen hinein verläuft und'dadurch die Scheiben zu einem starren Gebilde miteinander verbindet.
Die Erfindung ist anhand ±weier Ausführungsbeispiele in der Zeiebnung'verdeutlicht. In der Zeichnung istt Fig. 1 eine Nockensebeibe für Zeitschalter in Draufsicht; Fig. 2 die Nockenscheibe in Ansicht von unten; Fig. 3 das Schnittbild einer zusammengesetzten Nockenwelle nach der Linie I II-III in Pig. 1; Fig. 4 ein T.eilsö bnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1 zur Verdeutlichung des inneren Bordringes; Pig. 5 eine andere Nockenscheibe in Draufsicht; Pig, 6 die Nockenscheibe gemäß Pig. 5 in Ansicht von unten; Fig. 7 das Schnittbild einer zusammengesetzten Nockenwelle nach der Linie VII-VII und Pig. 8 ein Teilschnitt durch die zusammengestellten Nockensoheiben.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 und 2 sind die formgepreßten Nockenscheiben 10 jeweils mit einem flachen Außenring 12 und einem zylinarischen-Mittelteil 14 mit.einem inneren Bordring 16 ausgeführt, wobei die Mantelfläche des Auße nringes 12 die Nockenfläche zur Abwicklung des Schaltprogrammes bildet. Auf der oberen sowohl als auch auf der unteren.Pläche des inneren Bordringes sind mehrere Ringwülete 18 mit nach außen gekehrten axial verlaufenden Mantelhächen 19 vorgesehen (Fig, 4) und auf der unteren Fläche dazu mehrere axiale Ansätze 20 mit radial veriaufenden Plankenflächen 21. . In dem Außenring befinden sich löcher 22 diametral einander gegenüberp um die Noekenächeiben im Verlaufe-des Formiingsvorganges gegeneinander ausrichten zu k4nnen.
Der Zusammenbau der Nockenscheiben erfolgt durch Aufbtingen der Nocken auf eine Vorrichtung mit einem in den zylindrisehen Teil der Scheiben eintaue henden zentrischen Kern und einem Paar auf die Löcher 22 ausgerichteter Stifte. Eine Scheibe 24 mit einem zentrischen Lagerzapfen 26 und einer Klinkenverzahnung 25 am Umfang wird an einem Stirnende des Nookenstapels mit zu der- Ausnahmiing 28 koaxialem Mittelkern aufgesetzt.. Die Nockenscheiben werden leicht zusammengedrückt# nd darauf wird thermoplastischer Kunststoff 30 in den Raum zwischen den Mitteikern und den zylindrischen Teil durch Öffnungen 32 in der Zahnacheibe eiiigespritzt. Die thermdplastische Kunstst offmasse fließt in die Zwischenräume zwischen den inneren Bordringen der Nockenacheiben und die Freiräume zwischen den Ringwülsten auf den Bordringen. Sie schrumpft beim Abkühlen in radialer Richtung gegen die axial verlaufenden Flächen 19, in axialer Richtung gegen die senkrecht zur Mittelachse stehenden Flächen und gegen die radial verlaufenden Flächen 21 und bewirkt dadurch eine-feste Verbindung inner-.halb des Scheibenstapels, so daß jede Axialverschiebung oder auch Verdrehung der Scheiben unterdrückt-ist. Nach Verfestigung des Kunststoffs wird die Vorrichtung abgenommen. Eine nach diesem -Verfahren hergestellte Nockenwelle ist ein äußerst starres Gebilde, das keinerlei Relativbewegungen der Scheiben zueinander weder axial noch in Umfangsrichtung zuläßt. Der thermoplastische Kunststoff bildet ein mechanisches Bindeglied zwischen den einzelnen Nockenscheiben und ergibt dadurch die Starrheit der Anordnung unabhängig von dem Haftvermögen des Kunststoffs, das mehr oder weniger gegeben sein kann.
Bei der Variante nach Fig. 5 bis 8 sind die Nockenscheiben.50 jeweils mit einem Außenring 52, einem zylindrischen Teil 54 und einem einen axial ausgerichteten Teil 58 tragenden inneren Bordring 56 versehen. In dem inneren Bordring sind mehrere Bohrungen 60 vorgesehen, während der Außenring diametral gegenüberliegende Löcher 62 zum-Ausrichten der Nocken-beim Formungsvorgang aufweist. Die Nockenscheiben werden auf einer Vorrichtung nach der vorstehenden Beschreibung zusammengesetzt, worauf thermoplastischer Kunststoff in die Mitte der Nockenscheiben eingespritzt wird. Die thermoplastische Masse fließt in die iiwischenräume zwischen den inneren Bordringen und füllt die Bohrungen 60 aus. Beim Ab- kühlen sucht sie von den Innenmantelflächen der zylindrischen Teile wegzuschrumpfen; doch bildet der Teil 58 eine Gegenfläche hiergegen, woraus sich die Verbindung mit den Bohrungen 60 und den zur Mittelachse senkrechten Flächen eine Sicherung gegen jede Axialverschiebung oder Drehbeweglichkeit der einzelnen Nockenscheiben untereinander ergibt.
In beiden Ausführungsformen könnte die zentrische Ausnehmung auch vollständig mit thermoplastischem Kunststoff ausgefüllt werden, wenn eine massive Nockenwelle oder ein Kern wieoben gebildet werden soll. In beiden Fällen sind die Nockenscheiben fest untereinander verbunden.
Gemäß der Darstellung findet bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen eine im wesentlichen axial verlaufende Fläche 19 bzw. 58 in Verbindung mit einer im wesentlichen radial verlaufenden Fläche Verwendung, wobei wenigstens ein Teil der radialen Fläche in Axialrichtung verläuft, um dem Kunststoff beim Schrumpfen Gegenflächen zu bieten und dadurch die Nocken sowohl in Axialrichtung als auch in Richtung des Umfangs formschlüssig festzulegen. Weiterhin zeigen beide Ausführungsformen zur Mittelachse senkrecht verlaufende Flächeng gegen welche der Kunststoff schrumpft, um die Haftung der Scheiben aneinander zu bewirken. Wenn auch nur zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben sind, so sind doch verschiedene Änderungen und Umgestaltungen hiernach möglich, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche 1. Aus übereinandergeschichteten, mit einer zentrischen Öff- nung versehenen und gegen relative Dreh- oder Axialbewegungen untereinander verbundenen Scheiben, insbesondere Nockenscheiben für Zeitschalter zusammengesetztes Gebildeg g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen zentrischen Kunststoffke'rn, der durch die zentrischen Öffnungen in den Scheiben verläuft und in den die Scheiben eingebettet und dadurch untereinander verbunden sind.
2. Gebilde nach Anspruch 1, -d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Scheiben jeweils eine im wesentliehen radial verlaufende Fläche aufweisen, die in den Kunststöff eingebettet sind und aufgrund ihrer Anordnung relative Drehbewegungen oder Axialverschiebungen der Scheiben verhindern.. 3. Gebilde nach Anspruchl oder 2, wob ei die Scheiben aneinander anliegen und eine durch das Gebilde verlaufende zentrische Ausnehmung mit geschlossener Innenmantelfläche bilden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Scheiben jeweils mit einem radial nach innen gerichteten Bordring versehen sind, wobei die Bordringe benachbarter Scheiben räumlich voneinander getrennt sind und der Kunststoff sich in die Zwischenräume zwischen den Bordringen erstreckt. 4. Gebilde.nach eihem der Ansprüche 1 bis 39 d a d u r c h g e k e n n z e i c b n e t 1, daß der Kunststoff ein Tbermoplast-ist. 5. Verfahren zum Herstellen eines Gebildes nach, einem der Anaprüche 1 bis 49 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß zunächst die Scheiben aufeinandergeschichtet und dann zwecks Herstellung einer Dichtverbindung zwischen benachbarten Scheiben zusammengepreßt werden, worauf ein thermoplastischer Kunststoff in die von den zentrischen Öffnungen in den Scheiben gebildete axiale Ausnehmung gespritzt und anschließend verfestigt wird, um die Scheiben miteinander zu verbinden.