DE1472403B2 - Verfahren zur herstellung eines kegelradgetriebes aus kunststoffraedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kegelradgetriebes aus Kunststoffrädern mit an- oder eingespritzten Wellen, für Geräte der Feinwerktechnik. ' ■

Es sind Kegelradgetriebeeinrichtungen in Form von Winkeln, T od. dgl bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1 810 904), bei denen diese aus Kunststoffoder plastischem Material bestehen. Die miteingepreßten oder eingespritzten An- und Abtriebsachsstummel können aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie die Kegelräder gefertigt sein oder aber aus Metall bestehen, wobei sie durch stirnseitige Verschraubungen mit den Kunststoffrädern mit dem gesamten Bauteil verbunden sind.

Da bei Kegelradgetriebeeinrichtungen auf gute Gleiteigenschaften und damit geringe Reibung und niedrigen Verschleiß geachtet werden muß, bieten sich als Kunststoffmaterial Thermoplaste an. So wird z. B. von R ο t h e in dem Aufsatz »Zahnräder aus Kunststoff« aus den Klepzig-Fachberichten, August 1964, Polyamid oder Polyformaldehyd als Material vorgeschlagen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Kegelradantrieben zu finden, wobei die Fertigungskosten so niedrig zu halten sind, daß der Kegelradantrieb auch für Massenartikel anwendbar ist.

Es wird vorgeschlagen, die mit ihren Lagerzapfen einstückig auszuführenden Kegelräder in eine ebene, mit Lagerbohrungen versehene Trägerwand einzuspritzen, wobei an jedem Lagerzapfen ein Bund ausgebildet wird und nach Abschluß des Spritzgußverfahrens die Trägerwand unter dem Winkel der Kegelradpaarung gebogen wird.

Es wurde bereits früher bei Preßstoffgleitlagern vorgeschlagen (deutsche Patentschrift 629 859), durch gewollte Schrumpfung des Kunststoffes nach dem Spritzen ein Lagerspiel zwischen Innen- und Außenring zu erreichen. Mit Hilfe dieser Erkenntnis können bei dem neuerungsgemäßen Verfahren die Temperaturbedingungen während des Einspritzvorganges so geändert werden, daß nach Abschluß' des Spritzgußverfahrens durch die radiale Schwindung des Kunststoffes die Haftreibung in der Lochlaibung vermindert wird, so daß der Lagerzapfen drehbeweglich wird und damit auf diese sehr einfache Weise eine gegen axiale Verschiebung gesicherte Lagerung des Kegelrades erzielt wird.

Zweckmäßigerweise wird man den Durchmesser des Lagerzapfens nur wenig größer als die Lagerbohrung machen, so daß die ringförmige Auflagefläche des Zapfens auf der Stirnseite der Trägerwand sehr schmal ist. Zur Verminderung der Lagerreibung kann der Bohrungsrand konisch geprägt sein, so daß ein durch axiale Schwindung erzeugter Druck sich nur in geringem Maße auswirken kann. Ein gewisses, kleines Reibungsmoment ist bei derartigen Antrieben für Bedienungsorgane zur Vermeidung einer ungewollten Verstellung sogar in den meisten Fällen erwünscht.

Zur Fertigstellung des Kegelradgetriebes wird nach dem Einspritzen der Kegelräder die Trägerwand in der Symmetrieachse zwischen den beiden Lagerzapfen so weit abgewinkelt, daß die Zahnkränze in Eingriff kommen. Zur Erleichterung des Biegens und zur Erzielung einer genauen Winkelstellung wird die Biegekante zweckmäßigerweise mit Schlitzen versehen, durch welche der Biegequerschnitt geschwächt wird.

. Die für die Weiterleitung der Drehbewegung erforderlichen Wellen können in an sich bekannter Weise beim Spritzen der Kegelräder gleichzeitig eingespritzt werden. Sie werden in dem Bereich, der sich innerhalb des Kegelrades bzw. seines Lagerzapfens befindet, mit einer geeigneten Oberflächenverformung, z. B. einer Kreuzrändelung, versehen, um sie gegen Verdrehung und axiale Verschiebung zu sichern. Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, die ίο Welle dicht vor dem Kunststoffrad mit zwei Ringwulsten, welche durch eine Ringkerbung in einfacher Weise erzeugt werden können, zu versehen. Dadurch wird der unvermeidliche Hohlraum zwischen der Welle und ihrer Aufnahme im Spritzgußwerkzeug durch den leichten Preßsitz der Ringwulste verschlossen und die Bildung unerwünschter Spritzhäute auf der Wellenoberfläche vermieden.

Soll eines der Kegelräder von Hand betätigt werden, so kann an seinem Lagerzapfen ein entsprechen- -des Bedienungsorgan, z. B. ein Drehknopf mit Griffrippen, angespritzt werden.

Der vorgeschlagene Kegeltrieb stellt durch seine rationelle HersteÜungsweise einen erheblichen Fortschritt auf dem Gebiet der Feinwerktechnik dar. Die Erfindung und deren Einzelheiten werden im folgenden an Hand der Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g". 1 zeigt eine Seitenansicht eines Kegelradantriebes für Handeinstellung;
Fi g. 2 zeigt eine Draufsicht und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kegelradantriebes nach dem Spritzvorgang;

Fig. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab die Grenz-. zone zwischen Welle und Kegelrad.
Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird eine mit zwei Bohrungen versehene Trägerwand 1 aus Metallblech in der Trennungsebene zwischen den beiden Hälften 2 und 3 einer gestrichelt angedeuteten Spritzgußform eingelegt, in deren oberen Hälfte außerdem die Welle 4 eingesetzt ist. Durch nicht dargestellte Einspritzkanäle wird die Form mit dem thermoplastischen Kunststoff gefüllt, wobei sich in der unteren Formhälfte die gleich gestalteten Kegelräder 5, 6 und in der oberen Formhälfte, der Drehknopf 7 und der Lagerzapfen 8 ausbilden. Da die Durchmesser des Lagerzapfens und des Drehknopfes an der Oberseite des Blechstreifens etwas größer sind als die Lagerbohrungen, sind beide Kegelräder untrennbar mit den Blechstreifen verbunden. Durch die radiale Schwindung des Kunststoffes ergibt sich eine Lockerung des Sitzes der eingespritzten Teile, so daß beide Kegelräder drehbeweglich werden, wobei das Drehmoment durch die Gleitfähigkeit des Kunststoffes und die ,Formgebung des Lagerzapfens bzw. des Bohrungsrandes in gewissen Grenzen gehalten werden kann. Zur Ausbildung des Kegeltriebes wird nunmehr die rechte Hälfte des Blechstreifens in Pfeilrichtung um 90° abgewinkelt, wodurch die Zahnkränze der Kegelräder zum Eingriff kommen und die Welle 4 nunmehr durch den Drehknopf 7 verstellbar ist. Zur Erleichterung der Biegeoperation ist die Trägerwand 1 in der Biegekante mit dem Schlitz 9 versehen, so daß beim Biegen nur die kurzen Stege an den Rändern des Streifens zu verformen sind.

Zur Vermeidung von Spritzhäuten auf der Welle ist dieselbe kurz vor dem Lagerzapfen mit zwei Ringwulsten 10 (F i g. 4) versehen, die durch Eindrücken einer Ringsicke aufgeworfen werden und den Durch-

messer der Welle an dieser Stelle um einige hundertstel Millimeter vergrößern. Durch diese Wülste wird die Wellenaufnahme in der oberen Formhälfte dicht abgeschlossen, so daß kein Kunststoff zwischen Welle und Aufnahme eindringen kann. S

Ein derartiger Kegeltrieb kann z. B. bei einem mit einer Gewindespindel verstellbaren Einstellwiderstand verwendet werden, bei dem das Einstellorgan senkrecht zur Spindelachse angebracht werden soll.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Kegelradgetriebes aus Kunststoffrädern mit an- oder eingespritzten Wellen für Geräte der Feinwerktechnik, dadurch gekennzeichnet, daß die is mit ihren Lagerzapfen (7, 8) einstückig auszuführenden Kegelräder (5, 6) in eine ebene, mit Lagerbohrungen versehene Trägerwand (1) eingespritzt werden, wobei an jedem Lagerzapfen ein Bund ausgebildet wird, und nach Abschluß des Spritzgußverfahrens die Trägerwand (1) unter dem Winkel der Kegelradpaarung gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante der Trägerwand (1) zur Schwächung des Biegequerschnittes mit mindestens einem Schlitz (9) versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Lagerbohrungen zur Verminderung der Haftreibung konisch geprägt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen mit Ringwulsten (10) versehen werden, welche die Aufnahmen der Wellen im Spritzwerkzeug gegen das Eindringen von Kunststoff abdichten.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lagerzapfen (7, 8) eines Kegelrades (5, 6) gleichzeitig ein Bedienungsorgan, z. B. ein Drehknopf, angespritzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen