DE3612724A1

DE3612724A1 - Magnetrotor fuer ein quarzuhrwerk und spritzgiesswerkzeug zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3612724A1
Application number: DE19863612724
Authority: DE
Inventors: Dieter Schick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1987-10-29

Description

Die Erfindung geht aus von einem Magnetrotor mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk malen. Es handelt sich dabei um ein Miniaturbauteil mit einem Durchmesser von typisch 2 mm und mit einer achsialen Länge von typisch 3 mm. Im Quarzuhrwerk ist der Rotor drehbar im Feld einer elektrischen Spule gelagert, welche ihm einen Drehimpuls erteilt, den er mittels seines Ritzels auf ein Zahnrad des Quarzuhr werks überträgt.

Ein bekannter Magnetrotor hat ein Gehäuse aus Kunststoff, welches in zwei Teilen durch Spritzgießen hergestellt ist. Die Trennfläche zwischen den beiden Teilen verläuft im rechten Winkel zur Drehachse des Rotors; zum Zusammen bau dieses Magnetrotors wird die flache, zylindrische Magnetscheibe in die Höhlung des einen Gehäuseteils einge legt, dann wird das zweite Gehäuseteil auf das erste Ge häuseteil aufgesetzt und beide Gehäuseteile werden nach einem Ultraschallschweißverfahren fest miteinander ver bunden. Dabei ist nachteilig, dass durch das Verschweißen der beiden Gehäuseteile am Gehäuse Verformungen auftreten, die eine ungenügende Maßhaltigkeit des Magnetrotors zur Folge haben können. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Verschweißen der beiden Gehäuseteile aufwendig und in Anbetracht der Kleinheit der Gegenstände mit schwierigen Handhabungsvorgängen verknüpft ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch einen Magnetrotor, der sich auf ein facherere Weise und mit geringeren Maßtoleranzen her stellen läßt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Magnetrotor mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der nebengeordnete Patentanspruch 12 hat eine Spritzgieß form für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnet rotors zum Inhalt. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Spritzgießform sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Magnetrotor wird das Gehäuse in einem Stück durch Spritzgießen hergestellt. Dadurch entfallen die bislang nötigen Arbeitsschritte zum Zu sammenbau und Verschweißen der Gehäuse. Der Magnetrotor kann so, wie er aus dem Spritzgießwerkzeug kommt, in ein Quarzuhrwerk eingesetzt werden, irgendwelche Nacharbeiten sind nicht erforderlich. Die Herstellung kann deshalb sehr viel rascher und preiswerter erfolgen und durch den Wegfall des bislang nötigen Schweißvorganges sind die Rotoren viel maßhaltiger als bisher und unterliegen in ihrer Güte kaum noch Schwankungen, was für eine Massen produktion von Präzisionsteilen ausserordentlich wichtig ist. Bei ordnungsgemäßem Betrieb des Spritzgießwerkzeuges hängt die erzielbare Maßgenauigkeit nur noch von der Maßgenauigkeit der Spritzgießform ab.

Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Magnetrotors wird ein scheibenförmiger Magnet in eine Spritzgieß form eingesetzt und darin allseitig mit Kunststoff umspritzt. Um dies zu ermöglichen, ist der Magnet in der Spritzgießform mit Abstand von den Wandflächen des Formenhohlraums zu positionieren. Zu diesem Zweck sind in dem erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeug Positionierelemente vorgesehen, die sich im fertigen Gehäuse des Magnetrotors als Öffnungen bemerkbar machen, die bis zum Magnet reichen. Diese Öffnungen stören den Aufbau und die Funktionsfähigkeit des Magnetrotors nicht, sofern ihre Anzahl und ihre Ausdehnung nicht zu groß werden. Sie müssen vielmehr so klein bleiben, dass der Festsitz des Magnets in seinem Gehäuse und die Stabilität des Gehäuses bei den Belastungen, die bei der Handhabung und beim Einsatz der Magnetrotoren auftreten, nicht ent scheidend geschwächt werden. Diese Forderung kann mit dem erfindungsgemäßen Rotor erfüllt werden.

Zum Positionieren eines scheibenförmigen Magneten im Spritzgießwerkzeug sieht man in der Spritzgießform zweckmässigerweise wenigstens drei, vorzugsweise vier achsparallele Rippen vor, welche regelmässig am Umfang des Formenhohlraums auf dessen zylindrischer Mantelfläche angeordnet sind und den Magneten hinsichtlich seiner radialen Lage zentrieren. Für das Positionieren in Richtung der Längsachse des Formenhohlraums (welche mit der Drehachse des entstehenden Magnetrotors über einstimmt) kann man an den Rippen radial einwärts vorspringende Schultern vorsehen, welche den für den jeweiligen Rotor vorgesehenen Abstand von der be nachbarten Endwand des Formenhohlraums haben. Diese Schultern können als Auflager für den scheibenförmigen Magneten dienen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Formenhohlraums ordnet man zweckmässigerweise einige Stifte an, welche parallel zur Längsachse des Formen hohlraums in diesen hineinragen und gegen die den Auf lageflächen der Schultern abgewandte Endfläche des jeweiligen Magneten gerichtet sind, sodass der Magnet zwischen den Schultern einerseits und den Stiften anderer seits während des Spritzgießvorgangs in seiner Lage gesichert ist. Es hat sich gezeigt, dass man mit weniger Stiften als Schultern auf der gegenüberliegenden Seite auskommt. Es genügen zwei einander diametral gegenüber liegende Stifte.

Anstatt die Rippen mit Schultern zu versehen, kann man an dem einen Teil der Spritzgießform in regelmässigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnete, achsparallele Zapfen oder Stifte als Auflager für den jeweiligen Magneten vorsehen, und zwar wiederum in einer Anzahl von wenigstens drei, vorzugsweise vier Zapfen oder Stifte, während man am gegenüberliegenden Teil der Spritzgießform weitere regelmässig verteilte, achsparallele Stifte, vorzugsweise zwei einander diametral gegenüberliegende Stifte vorsieht, wobei der scheibenförmige Magnet zwi schen den Zapfen bzw. Stiften auf der einen Seite und den Stiften auf der gegenüberliegenden Seite in achsialer Richtung fixiert wird.

Wenn man gleichzeitig die Trennfläche zwischen den beiden Teilen der Spritzgießform so legt, dass sie im rechten Winkel zur Längsachse des Formenhohlraums verläuft, dann ist ein problemloses Entformen des Rotors möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs beispieles der Erfindung, welches in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor in einem durch die Drehachse gelegten Längsschnitt entlang Schnittlinie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch denselben Magnetrotor entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 zeigt den Magnetrotor in der Draufsicht (Blick richtung Pfeil III in Fig. 1), und

Fig. 4 zeigt einen Längsschnit durch ein Spritzgieß werkzeug für die Herstellung des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Magnetrotors.

Der Magnetrotor besteht aus einem im wesentlichen zylind rischen Gehäuse 1, welches sich auf seiner einen Gehäuse endwand 2 in einen ersten Zapfen 3 und auf seiner gegen überliegenden Gehäuseendwand 4 in einen zweiten Zapfen 5 fortsetzt, welcher auf einem Teil seiner Länge an die Ge häusewand 4 angrenzend als Ritzel 6 mit acht Zähnen 7 aus gebildet ist. Die beiden Zapfen 3 und 5 verlaufen koaxial zur Achse 8 des zylindrischen Gehäuses 1 und bilden die körperliche Drehachse des Rotors. Mit den Zapfen 3 und 5 wird der Rotor in passende Drehlager eines Quarzuhrwerkes eingesetzt.

Im Innern des Gehäuses 1 ist ein flacher zylindrischer Magnet 9 eingeschlossen, dessen Längsachse mit der Achse 8 des Gehäuses 1 zusammenfällt.

In der Gehäuseendwand 4 befinden sich vier im Querschnitt quadratische Löcher 10, welche parallel zur Achse 8 die Gehäuseendwand 4 auf voller Länge durchqueren und in regelmässigen Abständen in Umfangsrichtung um das Ritzel 6 herum angeordnet sind. In der gegenüberliegenden Ge häuseendwand 2 befinden sich zwei achsparallele zylind rische Löcher 11, welche diametral angeordnet sind und

die Gehäuseendwand 2 ebenfalls auf voller Länge durch queren. Ausserdem verlaufen in dem Mantel 12 des Ge häuses noch vier achsparallele Rillen 13, welche in regelmässigen Abständen am Umfang des Mantels 12 ver teilt sind, eine keilförmige Querschnittsgestalt haben, wobei die größte Weite an der Aussenseite des Mantels liegt. Die Rillen sind im Bereich der Gehäuse endwand 4 und im Bereich zwischen den beiden Gehäuse endwänden 2 und 4 so tief, wie der Mantel dort dick ist. Im Bereich der Gehäuseendwand 2 verringert sich die Tiefe der Rillen 13 allmählich bei Annähern an die Gehäuseend fläche 2 a.

Die in Fig. 4 dargestellte Spritzgießform besteht aus den beiden Formteilen 15 und 16, welche durch eine ebene Trennfläche 17 getrennt sind, die im rechten Winkel zur Längsachse 18 des Formenhohlraums 19 verläuft. Der Formen hohlraum 19 befindet sich im Formenteil 16. Im anderen Formenteil 15 befindet sich lediglich ein Fortsatz 20 des Formenhohlraums 19, in welchem der Zapfen 3 des Rotors gebildet wird. An der gegenüberliegenden Seite des Formenhohlraums 19 schließt ein Fortsatz 21 an, in welchem der Zapfen 5 und das Ritzel 6 gebildet werden.

Die Kontur des Formenhohlraums 19 korrespondiert mit der Kontur des Gehäuses 1. Dementsprechend befinden sich auf der Mantelfläche 22 des Formenhohlraums 19 vier achsparallele Rippen 23, von denen in der Fig. 4 eine in der Ansicht und zwei im Schnitt dargestellt sind. Diese Rippen 23 bilden die Rillen 13 im Gehäuse des Magnetrotors.

Im unteren Formenteil 16 sind vier im Querschnitt quadratische, gleich hohe Zapfen 24 vorgesehen, welche von der unteren Endfläche 25 des Formenhohlraums 19 parallel zur Achse 18 in den Formenhohlraum hinein ragen und als Auflager für einen scheibenförmigen Magnet dienen, welcher in seiner radialen Erstreckung bis an die vier Rippen 23 heranreicht. Zum Fixieren der Lage des Magneten von oben her sind in dem oberen Formenteil 15 zwei zylindrische Stifte 26 vorgesehen, welche zur Anpassung an unterschiedliche dicke Magnetscheiben aus wechselbar sind und achsparallel in den Formenhohlraum 19 hereinragen.

Der Angußkanal 27 ist im unteren Formteil vorgesehen.

Um das Einführen der scheibenförmigen Magnete zu er leichtern, nimmt die Höhe der Rippen 23 bei Annäherung an die Trennebene 17 allmählich ab, und zwar ungefähr im Längenbereich des Stiftes 26. Geeignete Werkstoffe für die Herstellung des Gehäuses 1 des Magnetrotors sind Polyacetale (POM) oder ähnliche Kunststoffe.

Claims

1. Magnetrotor in Miniaturbauweise für ein Quarz uhrwerk mit einem scheibenförmigen Dauermagnet, welcher in ein durch Spritzgießen aus Kunststoff herge stelltes, i.w. zylindrisches Gehäuse aus Kunststoff ein geschlossen ist, welches als körperliche Drehachse zwei Zapfen hat, von denen einer auf einem Teil seiner Länge als Ritzel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) in einem Stück hergestellt ist.

2. Magnetrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (12) des Gehäuses (1) wenigstens drei achsparallele, regelmäßig am Umfang des Gehäuses (1) verteilte Rillen (13) hat, welche so tief sind, dass sie den Mantel (12) öffnen und welche sich wenigstens bis zu einer der beiden Gehäuseendflächen (4 a) erstrecken. 3. Magnetrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rillen (13) durchgehend von einer Gehäuseendfläche (4 a) bis zur gegenüberliegenden Ge häuseendfläche (2 a) erstrecken.

4. Magnetrotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rillen (13) im Querschnitt keilförmig sind.

5. Magnetrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Rillen (13) vorgesehen sind.

6. Magnetrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Rillen (13) in einer der beiden Gehäuseendwände (4) größer ist als die Wanddicke des angrenzenden Mantels (12).

7. Magnetrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass in der gegenüberliegenden Gehäuseendwand (2) in regelmässigen Abständen um den Zapfen (3) herum verteilt zwei oder mehr achsparallel durchgehende Löcher (11) vorgesehen sind.

8. Magnetrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass in der einen Gehäuse endwand (4) in regelmäßigen Abständen um den dortigen Zapfen (5) herum verteilt drei oder mehr achsparallel durchgehende Löcher (10) vorgesehen sind.

9. Magnetrotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass in der gegenüberliegenden Gehäuseend wand (2) in regelmässigen Abständen um den dortigen Zapfen (3) herum verteilt zwei oder mehr achsparallel durchgehende Löcher (11) vorgesehen sind.

10. Magnetrotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Löcher (10) in der einen Gehäuseendwand (4) mit der Anzahl der Rillen (13) übereinstimmt und dass zwischen je zwei benachbarten Rillen (13) eines der Löcher (10) angeordnet ist.

11. Magnetrotor nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Rillen (13) in einer der Gehäuseendwände (2) bei Annäherung an deren Endfläche (2 a) stetig abnimmt.

12. Zweiteilige Spritzgießform zum Herstellen eines Magnetrotors in Miniaturbauweise für ein Quarz uhrwerk, mit einem in einem Stück aus Kunststoff herzu stellenden, i.w. zylindrischen Gehäuse, in welches ein scheibenförmiger Dauermagnet eingeschlossen ist und welches als körperliche Drehachse zwei Zapfen hat, von denen einer auf einem Teil seiner Länge als Ritzel aus gebildet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der nachstehenden Merkmale:

a) die Spritzgießform hat entsprechend der Umrißge stalt des Magnetrotors einen i.w. zylindrischen Formenhohlraum (19);
b) die Spritzgießform ist in einer im rechten Winkel zur Längsachse (18) des Formenhohlraumes (19) verlaufen den Trennfläche (17) geteilt;
c) der i.w. zylindrische Formenhohlraum (19) hat einen in einem ersten Teil (15) der zweiteiligen Spritz gießform liegenden Fortsatz (20) für den einen Zapfen des Magnetrotors und in dem zweiten Teil (16) der Spritzgießform einen Fortsatz (21) für den anderen, mit dem Ritzel versehenen Zapfen des Magnetrotors;
d) auf der zylindrischen Mantelfläche (22) des Formen hohlraumes (19) befinden sich wenigstens drei achs parallele, regelmässig am Umfang des Formenhohlraums (19) verteilte Rippen (23), welche sich wenigstens bis zum einen Ende der Mantelfläche (22) erstrecken.

13. Spritzgießform nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass sich die Rippen (23) über die volle Länge der Mantelfläche (22) erstrecken.

14. Spritzgießform nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (23) im Querschnitt keilförmig sind.

15. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Rippen (23) vorgesehen sind.

16. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rippen (23) in untereinander gleichen Abständen von einem Ende der Mantelfläche (22) radial einwärts vorspringende Schultern als Auflager für den zu umspritzenden Magnet vorgesehen sind.

17. Spritzgießform nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem den Schultern zugewandten Formenteil (15) in regelmäßigen Abständen um die Achse (18) des Formenhohlraums (19) herum verteilt zwei oder mehr achsparallele Stifte (26) zum Justieren des zu um spritzenden Magnets vorgesehen sind.

18. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Formenteil (16) in regelmäßigen Abständen um den dortigen Fortsatz (21) des Formenhohlraums (19) verteilt drei oder mehr gleich lange, achsparallele, in den Formenhohlraum (19) hineinragende Zapfen (24) oder Stifte als Auflager für den zu umspritzenden Magnet vorgesehen sind.

19. Spritzgießform nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem gegenüberliegenden Formenteil (15) in regelmäßigen Abständen um den dortigen Fort satz (20) des Formenhohlraums (19) verteilt zwei oder mehr gleich lange, achsparallele, in den Formenhohlraum (19) hineinragende Stifte (26) zum Justieren des zu um spritzenden Magnets vorgesehen sind.

20. Spritzgießform nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anzahl der Zapfen (24) bzw. Stifte an dem einen Formteil (15) übereinstimmt mit der Anzahl der Rippen (23), und dass zwischen je zwei benachbarten Rippen (23) einer der Zapfen (24) bzw. Stifte angeordnet ist.

21. Spritzgießform nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (26) auswechsel bar sind.

22. Spritzgießform nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (23) bei An näherung an die Trennfläche (17) der Form im Längen bereich der vom gegenüberliegenden Formteil (15) ab stehenden Stifte (26) stetig niedriger werden.