DE2548504B2 - Einrichtung zum Befestigen eines Drehknopfes an einer Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befestigen eines Drehknopfes an einer Welle, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der US-PS 3311393 bekannt ist.

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Bei der in der US-PS 3311393 beschriebenen Befestigungseinrichtung ist die Platte aus Federblech hergestellt, und die Platte ist nur mit solchen verformbaren Vorsprüngen versehen, die an der Flachseite der Welle mit Druck anliegen. Diese bekannte Befestigungseinrichtung ist aber nicht nur verhältnismäßig teuer in der Herstellung, sondern sie hat darüber hinaus auch eine unzureichende Lebensdauer. Bei einem Dauerfestigkeitsversuch mit wiederholtem Aufschieben und Abziehen des Drehknopfes von der Welle wurde beispielsweise gefunden, daß die von der aus Federstahl hergestellten Platte ausgeübte Haltekraft nach dem zwanzigsten Versuch um fünfzig Prozent zurückging. Nach ungefähr zehntausend Umdrehungen der Welle mit dem Drehknopf war die von der Platte ausgeübte Haltekraft unzureichend, um den Drehknopf festzuhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, die bei geringen Herstellungskosten eine große Lebensdauer besitzt und bei der sich die auf den Drehknopf und die Welle ausgeübte Haltekraft auch während einer langen Gebrauchsdauer nicht wesentlich verändert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da die Platte der erfindungsgtmäßen Befestigungseinrichtung aus Kunstharz besteht, kann sie mit geringen Kosten in Massenproduktion hergestellt werden, wobei irgendwelche Wärmebehandlungen, wie sie bei Metallfedern erforderlich sind, entfallen können.

Aufgrund des Vorhandenseins der ersten Gruppe von verformbaren Vorsprüngen der Platte, die an der Flachseite der Welle unter Druck anliegen, und der zweiten Gruppe von verformbaren Vorsprüngen, die an dem Drehknopf anliegen, kann ein zuverlässiger Klemmsitz der Welle in dem Drehknopf erzielt werden. Daneben können Dimensionsfehler der Welle und der Aussparung des Drehknupfes durch die Verformung der Vorsprünge der ersten und der zweiten Gruppe ausgeglichen werden, wodurch ein zuverlässiger Klemmsitz ohne das Auftreten eines toten Ganges über eine lange Betriebsdauer gewährleistet sind.

Durch die Auswahl der geometrischen Faktoren, wie z. B. die Anordnung, Anzahl, Reihenzahl und die Form der verformbaren Vorsprünge, derart, daß die ursprüngliche Verformung derselben nicht weiter vergrößert werden kann, ist es möglich, die Haltekraft selbst nach einer langen Gebrauchsdauer mit vielen Umdrehungen näherungsweise auf dem Wert zu halten, wie er im ursprünglichen Zustand erzielt wurde.

Dadurch, daß die verformbaren Vorsprünge der zweiten Gruppe die in die Aussparung des Drehknopfes eingesetzte Platte kraftschlüssig festhalten, wird erreicht, daß die Platte auch vor dem Einsetzen der Welle in die Aussparung des Drehknopfes nicht aus diesem herausfallen kann. Wenn der Bereich mit halbkreisförmigem Querschnitt der Welle und der Bereich mit rechteckigem Querschnitt der Aussparung des Drehknopfes eine gemeinsame Ebene haben, dann ist et zweckmäßig, daß die Vorsprünge der zweiten Gruppe höher sind als die Vorsprünge der ersten Gruppe.

Vorteilhafterweise ist in der mit den Vorsprüngen versehenen Seite der Kunstharzplatte ein konkaver Bereich »Utfebildet, der einen Ausweichraum für die verformten Bereiche dieser Vorsprünge bildet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig, 1 eine perspektivische ExpIosionsdarsteHung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Befestigen eines Drehknopfes an einer Welle,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Hauptbereich des in Fig. 1 gezeigtem Drehknopfes,

Fig. 3 a eine perspektivische Darstellung einer in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten flachen Platte aus Kunstharz,

Fig. 3b einen Querschnitt durch die in Fig. 3 a gezeigte Platte,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Fig, I gezeigte Einrichtung im eingesetzten Betriebszustand,

Fig. S eine Darstellung zur Erläuterung der Verformung der flachen Platte aus Kunstharz, die bei dem Aufschieben der Platte auf eine Welle bewirkt wird,

Fig. 6a eine perspektivische Darstellung der flachen Platte aus Kunstharz nach der Benutzung,

Fig. 6 b eine ausschnittsweise Seitenansicht der in Fig. 6a gezeigten flachen Platte, und

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der flachen Platte aus Kunstharz zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine drehbare Welle, die einen Endbereich mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt besitzt. Mit dem Bezugszeichen 31 ist eine flache Platte aus Kunstharz, wie z. B. Polyäthylen, Polypropylen od. dgl. bezeichnet, an deren einer Seite eine erste und eine zweite Gruppe von Vorsprüngen 33 und 34 einstückig ausgebildet ist, wie dies aus Fig. 7 deutlich hervorgeht. Die Vorspränge in der ersten Gruppe 33 sind längs einer geraden Linie angeordnet, wobei zwischen benachbarten Vorsprüngen ein konstanter Abstand eingehalten ist. Die zweite Gruppe von Vorsprüngen 34 ist näher an den Rändern der flachen Platte 31 angeordnet als die erste Gruppe 33 und umfaßt eine Anzahl von Vorsprüngen, die geradlinig angeordnet sind, wobei zwischen benachbarten Vorsprüngen ein konstanter Abstand eingehalten ist, wie dies auch bei der ersten Gruppe 33 der Fall ist. Es ist ferner zu beachten, daß jeder Vorsprung der ersten Gruppe 33 die Form eines Kegelstumpfes besitzt. Andererseits besitzt jeder Vorsprang der zweiten Gruppe 34 im vertikalen Schnitt im wesentlichen die Form eines Kegels, und seine Höhe ist größer als diejenige der Vorsprünge der ersten Gruppe 33. Mit dem Bezugszeichen 35 ist ein Drehknopf bezeichnet, der eine Nabe 36 besitzt, die eine Befestigungsbohrung 37 aufweist, um die drehbare Welle 30 aufzunehmen, und eine an die Bohrung 37 angrenzende Bohrung 38 aufweist, um eine flache Platte 31 aus Kunstharz aufzunehmen, wie dies aus Fig. 2 deutlich hervorgeht.

Fig. 4 zeigt in einem Querschnitt die zusammengesetzte Anordnung, wobei die drehbare Welle 30 in die Bohrung 37 und die flache Platte 32. aus Kunstharz in die daran angrenzende Bohrung 38 eingesetzt ist. Ej ist erkennbar, daß die erste Gruppe von Vorsprüngen 33 der flachen Platte 31 gegen den abgeflachten Bereich der drehbaren Welle 30 gepreßt wird, um dadurch die Welle 30 in der Befestigungsbohrung 37 abzustützen. Bei dieser Verbindung sollten die Höhe, der Durchmesser, die Lage und die Anzahl der Vor · sprünge der ersten Gruppe 33 wie auch die Anzahl der Reihen oder der geradlinigen Anordnungen so ge

wählt werden, daß bei dem zu erwartenden unteren Diroensionsfehler der drehbaren Welle 30 kein Rattern zwischen der eingesetzten Welle und der Befestigungsbohrunig auftreten kann. Genauer gesagt, die vorstehenden geometrischen Größen sollten so bestimmt werden, daß beim Einsetzen der Welle 30 die erste Gruppe von Vorsprängen 33 in einem solchen Ausmaß verformt werden kann, daß die benachbarten Vorsprünge aneinander zur Anlage gelangen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, soweit der Dimensionsfehler der Welle 30 in einem zulässigen Toleranzbereich liegt. Dieses Merkmal ist sehr wichtig in Anbetracht der Tatsache, daß jede weitere Verformung der Vorsprünge in der ersten Gruppe 33 selbst dann verhindert werden muß, wenn das Drehmoment der Welle 30 auf die Vorsprünge aufgebracht wird, die in dem vorstehend beschriebenen Ausmaß verformt wurden. Mit anderen Worten, wenn die geometrischen Faktoren in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt wurden, so werden die Vorspränge in einem solchen Ausmaß verformt, daß die benachbarten Vorsprünge miteinander in Berührung gelangen und jede weitere Verformung der Vorsprünge in der Einschubrichtung verhindert wird, wodurch ein Rattern zwischen der Befestigungsbohrung 37 und der drehbaren Welle 30 wie i.ach ein toter Gang der Letzteren wirksam verhindert werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß die benachbarten Vorsprünge derart verformt weiden, daß sie sich gegenseitig berühren, wird weiterhin die drehbare Welle 30 durch die sogenannte Oberflächenberührung ortsfest abgestützt, die ein verringertes Drehmoment für eine Flächeneinheit und eine Vergrößerung der Dauerhaftigkeit der Befestigungseinrichtung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung kann beispielsweise für eine lange Lebensdauer wirksam verwendet werden, die einigen zehntausend Umdrehungen der Welle 30 entspricht.

Für den Fall, daß der Dimensionsfehler der Welle 30 die obere Grenze des Toleranzbereichs erreicht, so werden die Vorsprünge 33 der ersten Gruppe beim Einsetzen der Welle 30 einer größeren Verformung unterworfen. Diese Verformung erfolgt hauptsächlich in der Einschubrichtung, wie dies durch den Pfeil p-p' in Fi g. 6 veranschaulicht Ut, so daß diese Verformung das Einsetzen der Welle 30 erleichtert. Die Verformung der Vorsprünge erfolgt selbstverständlich in einer zu der Einschubrichtung rechtwinkligen Richtung.

Die Vorsprünge' 34 der zweiten Gruppe dienen zur Verstärkung des Klemmeingriffs zwischen der Nabe 36 des Drehknopfes 35 und der flachen Platte 31 aus Kunstharz. Die zweite Gruppe 34 von Vorsprüngen ist wirksam, um die Dimensionsfehler in der Höhe S der Bohrung (siehe Fig. 4) und der Dicke der flachen Platte 31 auszugleichen durch eine Verformung der Vorsprünge 34 der zweiten Gruppe. Die zweite Gruppe von Vorsprängen 34 verhindert darüber hinaus, daß die Kunstharzplatte 31 aus der Bohrung 38 herausgezogen wird, wenn der Knopf 35 verdreht oder von der WeIb 30 abgezogen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte ersichtlich sein, üaß die Hauptaufgabe der flachen Platte 31 aus Kunstharz gemäß der Erfindung darin besteht, den Knopf 35 aut! der drehbaren Welle 30 zu befestigen. Da die Höhe der Vorsprünge der zweiten Gruppe 34 größer ist aiii die Höhe der Vorsprünge der ersten Gruppe 33, werden die letzteren weniger stark verformt als die enteren. Da die VorsprUnge 33 der ersten Gruppe jedoch die Form eines Kegelstumpfes

besitzen, setzen diese Vorsprünge der Verformung eine verhältnismäßig grolle Widerstandskraft entgegen, und sie üben aufgrund der Oberflächenberührung eine große Haltekraft auf die drehbare Welle 30 aus. Andererseits werden die Vorsprünge 34 der zweiten Gruppe im Vergleich mit den Vorsprüngen 33 der ersten Gruppe einer größeren Verformung unterworfen. Wegen der kegelförmigen Ausbildung setzen die Vorsprünge 33 einer Verformung jedoch einen geringeren Widerstand entgegen. Aufgrund dieser Merkmale kann das Einsetzen der flachen Platte 31 aus Kunstharz auf einfache Weise durchgeführt werden. Das Herausziehen der bereits eingesetzten flachen Platte 31 aus der Bohrung 38 ist hingegen mit großen Schwierigkeiten verbunden, weil die zweite Gruppe von Vorsprüngen 34 einer größeren Verformung unterworfen wurde. Wenn die durch die Verformung bewirkte Belastung der ersten Gruppe von Vorsprüngen 33 mit derjenigen der zweiten Gruppe von Vorsprüngen 34 verglichen wird, so ist die Belastung der ersteren geringfügig größer als diejenige der letzteren. Auf diese Weise ermöglicht die vorstehend beschriebene Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf die vernünftigste Weise eine zuverlässige Befestigung der drehbaren Welle 30, und sie verhindert zuverlässig die Beseitigung der flachen Platte aus der zugeordneten Bohrung 38, wodurch eine große Brauchbarkeit in praktischen Anwendungsfällen gegeben ist.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der er- findungsgemäßen flachen Platte 31, bei der zwischen den Reihen der Vorsprünge 33 der ersten Gruppe ein konkaver Bereich 39 ausgebildet ist, der sich in der Einschubrichtung erstreckt. Der konkave Bereich 39 bildet einen Ausweichraum für die erste Gruppe von Vorsprüngen 33, die von der eingesetzten Welle 30 verformt werden. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn der Dimensionsfehler der drehbaren Welle 30 im Bereich einer oberen Grenze der zulässigen Toleranzfelder liegt, was zu einer großen Verformung der Vorsprünge 33 in der ersten Gruppe Anlaß gibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Befestigen eines Drehknopfes an einer Welle, die einen Bereich mit halbkreisförmigem Querschnitt hat, der in eine in dem Drehknopf ausgebildete Aussparung einsetzbar ist, die aus einem die Welle aufnehmenden Bereich mit halbkreisförmigem Querschnitt und aus einem neben dem Bereich mit halbkreisförmigem Querschnitt angeordneten Bereich mit rechteckigem Querschnitt besteht, wobei die Einrichtung aus einer mit integrierten verformbaren Vorsprüngen versehenen Platte mit rechteckigem Querschnitt besteht, die in die Aussparung des Drehknopfes einsetzbar ist, wobei ihre Vorsprünge an der Flachseite der Welle mit Druck anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Bereich (38) mit rechteckigem Querschnitt der in dem Drehknopf (36) ausgebildeten Aussparung eine größere Breite hat als der Bereich (37) mit halbkreisförmigem Querschnitt der Aussparung,

2. die Platte (31) aus Kunstharz besteht,

3. die verformbaren Vorsprünge in zwei Gruppen (33,34) unterteilt sind, die nur von einer Seite der Platte (31) abstehen, wobei;

3.1 die erste Gruppe von verformbaren Vorsprüngen (33) im mittleren Bereich der Platte (31) angeordnet ist und an der Flachseite der Welle (30) anliegt,

3.2 die zweite Gruppe von verformbaren Vorsprüngen (34) an de.-. Randbereichen der Platte (31) angeordnet ist und an dem Drehknopf (36) anliegt,

3.3 die verformbaren Vorsprünge (33) der ersten Gruppe eine solche Höhe haben, daß sie einen ausreichenden Druck ergeben, um die Welle (30) in dem Bereich (37) mit halbkreisförmigem Querschnitt der Aussparung des Drehknopfes (36) haftend festzuhalten, und

3.4 die verformbaren Vorsprünge (34) der zweiten Gruppe eine solche Höhe haben, daß sie einen geeigneten Druck ergeben, um die Platte (31) in dem Bereich (38) mit rechtekkigem Querschnitt der Aussparung des Drehknopfes (36) kraftschlüssig festzuhalten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (34) der zweiten Gruppe höher sind als die Vorsprünge (33) der ersten Gruppe (Fig. 3a und 3b).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit den Vorsprüngen (33, 34) versehenen Seite der Kunstharzplatte (31) ein konkaver Bereich (39) ausgebildet ist, der einen Ausweichraum für die verformten Bereiche dieser Vorsprünge bildet (Fig. 7).