DE2950594A1

DE2950594A1 - Fixing system for rotary instrument knob - has spring clips and profiled bore to provide position location on shaft

Info

Publication number: DE2950594A1
Application number: DE19792950594
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Rainer 8740 Bad Neustadt Krischker
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 1979-12-15
Filing date: 1979-12-15
Publication date: 1981-07-02

Abstract

A rotary knob for operation of potentiometers etc. is designed for secure mounting in a specified position on a shaft. The knob has an outer sleeve (1) produced in an elastomer that has moulded plastic insert (3) with a profiled internal form. The bore has a number of axial grooves that carry retaining spring clips and a circular groove (14) has a retaining ring. The shaft (2) has a tapered end section (13) with a flat that identifies with a similar profile on the knob.

Description

Einrichtung zur Befestigung ei- Device for attaching a

nes Drehknopfes auf einer Welle Die Erfindung geht von einer Einrichtung zur Befestigung eines Drehknopfes auf einer Welle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus. nes rotary knob on a shaft The invention is based on a device for fastening a rotary knob on a shaft according to the preamble of the claim 1 off.

In der Elektrotechnik besteht sehr oft die Aufgabe, einen Drehknopf auf einer Welle eines Einstellelementes, wie z.B.In electrical engineering, the task very often is to turn a knob on a shaft of an adjusting element, e.g.

Potentiometers, Schalters usw., befestigen zu müssen. Zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen Drehknopf und Welle ist diese häufig am Ende abgeflacht. Man zieht auch Hilfsmittel, wie z.B. Madenschrauben oder Federn jeglicher Art zur Halterung heran. Diese zusätzlichen Teile sind aus Kostengründen jedoch unerwünscht.Potentiometer, switch, etc., to have to attach. To avoid a relative movement between the rotary knob and the shaft, this is often flattened at the end. Aids such as grub screws or springs of any kind are also used Bracket. However, these additional parts are undesirable for reasons of cost.

Es ist bereits eine Befestigung eines Drehknopfes auf einer Welle bekannt, bei der keine zusätzlichen Hilfsmittel verwendet werden müssen. Der Drehknopf ist im Reibungssitz auf der Welle befestigt. Hierzu besitzt der Drehknopf einen inneren Hohlraum, in dem sich an den Drehknopf angeformte Federorgane in der Form von zwei Wänden befinden. Eine der Wände ist gerade, so daß sie nach der Montage an der Abflachung der Welle anliegt. Ferner ist noch eine bogenförmige Wand vorhanden. Beide Wände sind über Stege mit der Innenwand des Drehknopfes verbunden, wobei die gerade Wand gegen ein radiales Nachgeben relativ starr ist, während die bogenförmige Wand die Welle elastisch umschließt, so daß schlienlich eine starke Flächenpressung und demzufolge Haftreibung gegeben ist. Durch die Wahl des Kunststoffes und der Toleranzen kann die Abzugs- bzw. Aufsteckkraft beeinflußt werden.It is already an attachment of a rotary knob on a shaft known, in which no additional aids have to be used. The knob is fastened in a friction fit on the shaft. The rotary knob has a for this purpose inner cavity in which spring elements molded onto the rotary knob are in the form of two walls. One of the walls is straight so that it will be after assembly rests against the flattening of the shaft. There is also an arched wall. Both walls are connected to the inner wall of the rotary knob via webs, the straight wall is relatively rigid against radial yielding, while the arcuate one Wall elastically encloses the shaft, so that finally a strong one Surface pressure and consequently static friction is given. By choosing the plastic and the tolerances, the pull-off or push-on force can be influenced.

Bei dieser Art von Befestigung eines Drehknopfes auf einer Welle kann ein verhältnismäßig großes Drehmoment übertragen werden. Nun sind jedoch viele Bauelemente im Drehwinkel durch einen Anschlag begrenzt. Bestünde eine starre Verbindung zwischen Drehknopf und Welle, so wäre die Möglichkeit gegeben, durch gewaltsames Drehen über den zulässigen Drehwinkel bzw. Anschlag hinaus das Bauelement zu beschädigen. Man hat deshalb bald versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß man zwischen Drehknopf und Welle eine Art Rutschkupplung eingebaut hat. Es ist bereits ein einstellbarer Drehwiderstand bekannt, bei dem zwischen Bedienungsknopf und Welle eine im wesentlichen G-förmige Feder angeordnet ist. Die Welle ist hierzu an ihrem freien Ende mit einem Schlitz und in Umfangsrichtung mit einer Eindrehung versehen. In den Schlitz greift als Kupplungselement diese G-förmige Feder mit ihrem Querbalken ein, so daß die Feder selbst in die Eindrehung zu liegen kommt. Erreicht der Federträger mit seiner Schleifkontaktfeder eine Endstellung bzw. einen Anschlag, so wirkt die Feder als Rutschkupplung, wobei der Bedienungsknopf gedreht werden kann, ohne daß die Welle sich mitdreht. Der Anschlag im Bauelement selbst kann dann für ein schwächeres Anschlagdrehmoment ausgelegt sein, da die Rutschkupplung bereits bei einem kleineren Drehmoment wirksam werden kann. Der Bedienungsknopf ist praktisch nur an der Feder gelagert, so daß seine Stellung nicht genau festgelegt ist. Dies ist für ein auf der Außenseite eines Gerätes befindliches Teil eines Bauelementes nachteilig, vor allem wenn mehrere Bauelemente nebeneinander angeordnet sind und jeder Bedienungsknopf eine andere Stellung aufweist.With this type of fastening a rotary knob on a shaft can a relatively large torque can be transmitted. However, there are now many components limited in the angle of rotation by a stop. If there was a rigid connection between Rotary knob and shaft, it would be possible to turn over by force damage the component beyond the permissible angle of rotation or stop. Man therefore soon tried to avoid these difficulties by choosing between The rotary knob and shaft have built in a type of slip clutch. It's already an adjustable one Rotary resistance known, in which between the control knob and shaft a substantially G-shaped spring is arranged. The shaft is for this purpose at its free end with a Slit and provided with a recess in the circumferential direction. Reaches into the slot as a coupling element, this G-shaped spring with its crossbar, so that the The spring itself comes to rest in the recess. If the spring carrier reaches with his Sliding contact spring an end position or a stop, the spring acts as a Slipping clutch, whereby the control knob can be turned without the shaft turns with it. The stop in the component itself can then be used for a weaker stop torque be designed because the slip clutch is already effective at a lower torque can be. The control button is practically only mounted on the spring, so that its position is not precisely defined. This is for one on the outside of one Device located part of a component disadvantageous, especially if several Components are arranged side by side and each control button is different Position.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Befestigung eines Drehknopfes auf einer Welle nach der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Drehknopf in der Art einer Rutschkupplung auf der Welle befestigt ist, wobei jedoch gleichzeitig ein sicherer Sitz bzw. genaue Positionierung gewährleistet wird.The object of the present invention is to provide a device for fastening to create a rotary knob on a shaft of the type mentioned at the beginning which the rotary knob is attached to the shaft in the manner of a slip clutch, wherein but at the same time a secure fit and precise positioning is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims refer to.

Die Erfindung wird nachfolgend für ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben.The invention is based on an exemplary embodiment the drawings described in more detail.

Von den Figuren zeigt Figur 1 einen Schnitt durch einen Drehknopf, Figur 2 eine Rückansicht des Drehknopfes, Figur 3 einen Schnitt durch den Drehknopf mit einer Welle, Figur 4 eine perspektivische Ansicht dieser Welle.Of the figures, FIG. 1 shows a section through a rotary knob, FIG. 2 shows a rear view of the rotary knob, FIG. 3 shows a section through the rotary knob with a shaft, Figure 4 is a perspective view of this shaft.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Befestigung eines Drehknopfes auf einer Welle dargestellt, wobei das Bauelement selbst, mit dem die Welle verbunden ist, nicht dargestellt ist, da es für die Erfindung keine Bedeutung hat. Ein solches Bauelement könnte z.B. ein Potentiometer wie ein Autoradio-Potentiometer sein. Die Erfindung ist Jedoch nicht hierauf beschränkt. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo es erforderlich ist, einen Drehknopf auf einer Welle zu befestigen unter der Bedingung, daß ab einem bestimmten Drehmoment der Drehknopf sich auf der Welle dreht und daß trotz dieser Rutschkupplung der Drehknopf auf der Welle einen definierten Sitz besitzt. Dadurch wird das über die Welle angetriebene Bauelement vor Beschädigung oder gar Zerstörung geschützt. Da meist eine bestimmte Anschlagfestigkeit bei Potentiometern gefordert ist, kann diese nur durch konstruktiven Aufwand erreicht werden. Man kann so z.B. Anschläge aus Metall, separate nicht in den Federträger integrierte Anschläge, verstärkte Mitnehmsnasen auf der Welle und dergleichen vorsehen. In den meisten Fällen führt dies jedoch zu einer größeren Baugröße des Potentiometers als elektrisch notwendig wäre. Da im Autoradio ohnehin wenig Platz vorhanden ist, ist dies nachteilig. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird hier Abhilfe geschaffen, ohne dan zusätzliche Teile benötigt werden oder die Baugröße vergrößert werden muß.In the figures is an embodiment of a device for fastening a rotary knob shown on a shaft, the component itself, with to which the shaft is connected, is not shown, as there is no for the invention Has meaning. Such a component could, for example, be a potentiometer such as a car radio potentiometer be. However, the invention is not limited to this. It can be used anywhere where it is necessary to mount a rotary knob on a shaft under the condition that from a certain torque the rotary knob is on the shaft turns and that despite this slip clutch the knob on the Shaft has a defined seat. This is what is driven via the shaft Component protected from damage or even destruction. Since mostly a certain Impact strength is required for potentiometers, this can only be achieved through construction Effort can be achieved. For example, metal stops, not separate in stops integrated in the spring carrier, reinforced driving lugs on the shaft and provide such. In most cases, however, this results in a larger one The size of the potentiometer would be necessary as electrical. Since in the car radio anyway If there is little space, this is disadvantageous. Due to the design according to the invention a remedy is provided here without the need for additional parts or the Size must be increased.

Der in den Figuren mit 1 bezeichnete Drehknopf besteht aus einem Mantel 17 z.B. aus Gummi, in dessem im Innern gebildeten Hohlraum 5 ein Knopfeinsatz 16 aus Kunststoff gehaltert ist. Es wäre auch eine Ausführung denkbar, bei der Drehknopf und Knopfeinsatz einstückig ausgebildet sind.The rotary knob denoted by 1 in the figures consists of a jacket 17, e.g. made of rubber, in the cavity 5 of which is formed inside a button insert 16 is held from plastic. An embodiment with the rotary knob would also be conceivable and button insert are integrally formed.

Neben einem Halteteil des Knopfeinsatzes sind senkrecht hierzu Federorgane in Form einer Hülse angeformt. Durch zwei Längsschlitze 6 ist die Hülse in zwei Federorgane 3 und 4 aufgeteilt, wobei das eine Federorgan 3, wie aus Figur 2 hervorgeht, zumindest teilweise innenseitig eine gerade Wand 18 und das andere Federorgan 4 eine bogenförmige Wand 19 aufweist. Durch die Tiefe der Längsschlitze und durch geeignete Auswahl eines Kunststoffes, aus dem der Knopfeinsatz 16 hergestellt ist, kann die Federwirkung der beiden Federorgane beeinflußt werden.In addition to a holding part of the button insert, spring members are perpendicular to this molded in the form of a sleeve. Through two longitudinal slots 6 the sleeve is in two Split spring members 3 and 4, one spring member 3, as can be seen from Figure 2, A straight wall 18 and the other spring element 4 at least partially on the inside has an arcuate wall 19. Through the depth of the longitudinal slots and through suitable selection of a plastic from which the button insert 16 is made, the spring action of the two spring organs can be influenced.

Mit diesen Federorganen umfaßt der Drehknopf nun das Ende einer Welle 2. Diese Welle weist, wie aus Figur 4 ersichtlich ist, endseitig eine Abflachung 7 auf. Die Fläche dieser Abflachung wird durch zwei parallel zur Stirnseite der Welle verlaufende Kanten 9 und zwei Längskanten 10 begrenzt, die auf einer Teillänge gerade und dann abgeknickt unter einem bestimmten Winkel verlaufen. Außerdem besitzt die Welle eine von der Stirnseite nach hinten verlaufende Anschrägung 8. Diese Anschrägung soll das Einführen der Welle in den Drehknopf erleichtern, da die Welle mit dieser Anschrägung an der geraden Wand 18 des Federorganes 3 bis zum Einrasten entlang gleiten kann.With these spring members, the rotary knob now encompasses the end of a shaft 2. As can be seen from FIG. 4, this shaft has a flattening at the end 7 on. The surface of this flattening is made by two parallel to the face of the Wave running edges 9 and two longitudinal edges 10 limited, which on a partial length straight and then bent at a certain angle. Also owns the shaft has a bevel 8 running from the end face to the rear. This bevel is intended to facilitate the insertion of the shaft into the rotary knob, since the shaft with this Bevel along the straight wall 18 of the spring member 3 until it snaps into place can slide.

Die Rasteinrichtung besteht aus einer auf der Innenseite der Federorgane 3 und 4 umlaufenden, erhaben angeformten Wulst 14, die nur durch die Längsschlitze 6 unterbrochen ist. Diese Wulst 14 wirkt mit einer ebenfalls umfangsseitig verlaufenden Ringnut 15 der zelle 2 rastend zusammen. Diese Ringnut 15 ist am Umfang nur durch die Abflachung 7 unterbrochen. Durch diese Rasteinrichtung ist der Drehknopf gegen ein axiales Verschieben gesichert.The locking device consists of one on the inside of the spring members 3 and 4 circumferential, raised molded bead 14, which only through the longitudinal slots 6 is interrupted. This bead 14 acts with a likewise circumferential one Annular groove 15 of the cell 2 latching together. This annular groove 15 is only through on the circumference the flat 7 interrupted. By this locking device, the rotary knob is against axial displacement secured.

Um nun eine Rutschkupplung zu verwirklichen, liegen die beiden Längskanten der Abflachung nur teilweise in Achsrichtung der Welle 2. Auf dem größeren Teil der restlichen Längen bilden sie einen Winkel größer Null und zwar so, dan die beiden Längskanten zum stirnseitigen Ende der Welle hin aufeinanderzu laufen. Hierdurch wird eine Verkleinerung der Fläche der Abflachung erzielt. Man erreicht dies am besten 8o, indem man der Welle in diesem Bereich die Form eines Kegelstumpfes 13 gibt, wie aus der Figur 3 und 4 zu entnehmen ist. Man könnte auch die Form eines Zylinders wählen, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Welle. Durch die Ausbildung als Kegelstumpf wird der Sitz des Drehknopfes auf der Welle beeinträchtigt. Dem kann man entgegenwirken, indem man zusätzlich ein zweites Drehlager schafft. Das erste Drehlager wird zumindest teilweise durch die Lagerung in der Rasteinrichtung gebildet. Dieses zweite Drehlager besteht nun aus einem an der Stirnseite der Welle sich in axialer Richtung erstreckenden Führungszapfen 11. Dieser Führungszapfen ragt in eine Aussparung 12 des Knopfeinsatzes und bildet so das zweite Drehlager. Man hat hiermit auf einfache Weise eine Rutschkupplung geachaffen, bei der der Drehknopf außerdem auf der Welle einen festen Sitz aufweist.In order to implement a slip clutch, the two longitudinal edges are located the flattening only partially in the axial direction of the shaft 2. On the larger part of the remaining lengths they form an angle greater than zero, namely so, then the two Longitudinal edges run towards one another towards the front end of the shaft. Through this a reduction in the area of the flat is achieved. This is achieved on best 8o by making the shaft in this area the shape of a truncated cone 13 there, as can be seen from FIGS. 3 and 4. You could also take the shape of a Select a cylinder whose diameter is smaller than that of the shaft. Through training as a truncated cone, the seat of the rotary knob on the shaft is impaired. To the can be counteracted by additionally a second pivot bearing creates. The first pivot bearing is at least partially through the storage in the Locking device formed. This second pivot bearing now consists of one on the front side the shaft extending in the axial direction guide pin 11. This guide pin protrudes into a recess 12 of the button insert and thus forms the second pivot bearing. You have hereby created a slip clutch in a simple manner, in which the rotary knob also has a tight fit on the shaft.

Wird nun der Drehknopf gewaltsam gegenüber der Welle gedreht, so werden die Federorgane, bedingt durch den Wellendurchmesser, gespreizt. Bei weiterem Drehen des Drehknopfes rastet dieser schließlich wieder in dsr Sollstellung ein. Das Drehmoment, bei dem ein Überdrehen des Drehknopfes eintritt, ist bei gegebenem Knopfeinsatz, hier insbesondere Abmessungen und Werkstoff, nur abhängig von der Länge des Kegelstumpfes und von dessem Durchmesserverhältnis (großer Durchmesser zu kleinem Durchmesser). Eine kleine Länge bzw. ein großes Durchmesserverhältnis ergibt eine große Spreizung der Federorgane und damit ein großes Drehmoment. Mit einer großen Länge bzw. einem kleinen Durchmesserverhältnis ist ein kleines Drehmoment zu erzielen. Das Drehmoment wird nun so gewählt, daß es kleiner ist als die Anschlagfestigkeit des Potentiometers oder eines anderen entsprechenden Bauelementes.If the rotary knob is now forcibly rotated in relation to the shaft, then the spring organs, due to the shaft diameter, spread. With further turning of the rotary knob it finally engages again in the target position. The torque in which the turning knob is over-turned, for a given knob use, here in particular dimensions and material, only depending on the length of the truncated cone and its diameter ratio (large diameter to small diameter). A small length or a large diameter ratio results in a large spread the spring organs and thus a large torque. With a great length or a small diameter ratio is to achieve a small torque. The torque is now chosen so that it is less than the impact strength of the potentiometer or another corresponding component.

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Claims

Patent claims 0., device for fastening a rotary knob on a shaft with 1.1 a rotary knob 1.1.1 with spring members, 1.1.2.1 within a cavity inside the rotary knob and arranged through longitudinal slots are separated from each other, 1.1.2.2 which comprise the end of the shaft, where 1.1.2. one of the spring members at least partially on the inside a straight wall and another the spring element has an arcuate wall on the inside, 1.2 a shaft, 1.2.1 which is held in the rotary knob in the manner of a pivot bearing and 1.2.2 the end has a flattening, 1.2.2.1 its flat surface by a bevel at the end is reduced and 1.2.2.2 its flat surface by two parallel to the end face running edges and is limited by two longitudinal edges, through this marked 1.3 that the long edges (1 ()) with the axial direction of the shaft at least <reads on one part length an angle greater than i (help zero and 1.4 that the shaft (2) has a guide pin (11) on the end face, i.4.i the one with a recess (12) interacts in the rotary knob (1) as a kind of second pivot bearing.

2. Device for fastening a rotary knob on a shaft according to Claim 1, characterized in that 2.1 that to produce these longitudinal edges (10) on part of the length of the flat (7), the shaft (2) has the shape of a truncated cone (13), which tapers towards the end of the shaft.

3. Device for fastening a rotary knob on a shaft according to one of claims 1 to 2, characterized in that 3.1 that the two longitudinal edges (10) converge in the sense of a reduction in the area of the flattening (7).

4. Device for fastening a rotary knob on a shaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that 4.1 that the definition of the Angle and the length of the flat (7) are determined so that a slip clutch is formed, which makes it possible, if one is exceeded by this definition certain torque the fastening of the rotary knob (1) on the shaft (2) to solve.

5. Device for fastening a rotary knob on a shaft according to one of claims 1 to 4, characterized in that 5.1 that the axial position securing Serving locking device consisting of a raised bead on the inside of the spring members (3, 4) around 1 (14) consists of a circumferential and only through the flattening (7) interrupted annular groove (t5) of the shaft (2) interacts in a latching manner.