DE2417772B1 - Verfahren zum Einsetzen von Schreibröhrchen - Google Patents

Verfahren zum Einsetzen von Schreibröhrchen

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DE2417772B1
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plastic
plastic tip
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DE2417772A
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Hans Dr.Sc.Techn. 5036 Oberentfelden Dreyer
Roman 5022 Rombach Etter
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Leica Aarau AG
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Kern and Co AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen es Srhreibröhrchens in die Schreibspitze eines Öhrchenschreibers, wobei das Röhrchen mit Hilfe ines Einsatzwerkzeuges in eine Einsatzöffnung der &o chreibspitze eingeführt und in dieser befestigt wird.
Bei einem bekannten derartigen Verfahren (("H-PS 993) wird das Schreibröhrchen auf einen Zentrierraht aufgefädelt, der in die Einsatzöffnung der Ichreibspitze eingeführt wird. Die Schreibspitze ist mit f>5 iner durchgehenden Bohrung für die Tuschezufuhr ersehen, und es weist der Durchmesser des Zentrier-Irahtes einen geringfügig kleineren Durchmesser als diese Zuführbohning auf. Das stirnseitige Ende der Zuführbohrung ist auf einen Durchmesser aufgeweitet der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Schreibröhrchens. Das Schreibröhrchen wird vor dem Einsetzen mit Klebstoff an seiner Außenseite bestrichen und dann, durch den Zentrierdraht geführt eingeschoben. Der Zentrierdraht verhindert gleichzeitig, daß Klebstoff die Tuscheführungsbohrung verschließt Dieses Verfahren ist jedoch relativ zeitraubend, und es muß die Tiefe der Bohrung, die das Schreibröhrchen aufnimmt exakt auf die Länge des Schreibröhrchens abgestimmt sein, um zu erreichen, daß dieses einen vorgegebenen Betrag vorsteht Auch müssen diese beiden Maße auf den Abstand zu einer Anschlagfläche für ein Fallgewicht abgestimmt sein, weil andernfalls ein an dem Fallgewicht befestigter Reinigungsdraht nicht eine fest vorgegebene sondern eine an die jeweiligen Abmessungen angepaßte Länge aufweisen muß. Diese zusätzlichen Anpaßarbeiten verteuern die Herstellung derartiger Schreibgeräte erheblich. Von Nachteil ist ferner noch, daß ein zeitraubendem Reinigen der ineinander zu klebenden Teile erforderlich ist weil die Klebstoffmenge niemals genau bemesssen werden kann. Darüber hinaus muß sehr sorgfältig darauf geachtet werden, daß nicht Klebstoffreste in die Tuscheführungsbohrung eindringen.
Es ist auch bekannt (DT-OS 21 35 780) ein Schreibröhrchens in ein Werkzeug einzulegen, es dort in exakter Lage zu haltern und es mit Kunststoff zu umspritzen, wobei gleichzeitig die Schreibspitze hergestellt wird. Diese Methode erfordert jedoch ein relativ kompliziertes Werkzeug, um das eingelegte Schreibröhrchen während des Spritzvorganges zuverlässig in der exakt vorgeschriebenen Lage zu halten. Da bei dem Einfließen des Kunststoffes auf das Röhrchen erhebliche Kräfte ausgeübt werden können, muß es durch die Halterung fest fixiert sein, ohne daß dadurch Beschädigungen, insbesondere der Röhrchenschreibfläche, ausgeschlossen werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einsetzen eines Schreibröhrchens in die Schreibspitze eines Röhrchenschreibers zu schaffen, bei dem das Röhrchen in einem einfachen, wenig Arbeitszeit erfordernden Vorgang in exakter Lage zuverlässig fixiert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß das zunächst locker in die Einsatzöffnung der Kunststoffspitze eingesetzte Röhrchen mit Hilfe des Einsatzwerkzeuges in der Kunststoffspitze zentriert wird, daß die Berührungsstellen zwischen der Kunststoffspitze und dem Metallröhrchen einer Ultraschallbehandlung ausgesetzt werden, welche die Kunststoffspitze an den Berührungsstellen erweicht und daß das Schreibröhrchen während der Ultraschallbehandlung axial bis auf den gewünschten Abstand zwischen der Schreibspitze und einer Fatlgewichtsauflagefläche in die Kunststoffspitze eingeschoben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat vor allem den Vorteil, daß es mit sehr wenig Zeitaufwand durchgeführt werden kann und eine exakte Position des Schreibröhrchens herbeiführt das, da es formschlüssig von dem Kunststoff umgeben wird, unlösbar gehalten ist. Dabei ist die Haftung des Röhrchens in der Schreibspitze spannungsfrei, weil durch die Ultraschallbehandlung der Kunststoff fließt. Trotzdem ist weder ein kompliziertes Werkzeug erforderlich noch besteh!
die Gefahr, daß durch die Halterung oder während des Umspritzens das Schreibröhrchen beschädigt wird Auch besteht keinerlei Gefahr, daß flüssiger Kunststoff oder Klebstoff in die Tuscheführungsbohrung gelangt Auch ist nach dem Einsetzen des Verfahrens keinerlei 5 Reinigungsvorgang erforderlich. Vielmehr weist ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren he: gestellter RönrchenschreB>er von vornherein ein ansprechendes, sauberes Aussehen auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unterschied- ic lieh durchgeführt werden. Beispielsweise kann gemäß einer bevorzugten Durchführungsfonn das Schreibröhrchen von innen nach außen in die Kunststoffspitze eingesetzt werden, wobei eine Sonotrode Ultraschallenergie mit einer Frequenz von 20 bis 45 kHz auf das verdickte innere Ende des Röhrchens überträgt Oder es kann, wie ebenfalls möglich und bei bevorzugten DurchführiKägsformen vorgesehen, das Schreibröhrchen von außen nach innen in die Kunststoffspitze eingesetzt werden, wobei die Ultraschallenergie über eine Ringsonotrode auf eine Ringschulter des Schreibröhrchens übertragen wird und die Sonotrode gleichzeitig eine radiale Röhrchenführung bildet Bei beiden Durchführungsformen läßt sich ein rasches und zuverlässiges Befestigen des Schreibröhrchen in einer exakt vorgegebenen Position erzielen.
Bei den verschiedenen Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als zweckmäßig herausgestellt wenn das innerhalb der Schreibspitze befindliche Röhrchenende mit einer Ringnut versehen ist und die Maße der Ringnut und der Einsatzöffnung in der Kunststoffspitze derart aufeinander abgestimmt sind, daß während des Einsetzvorganges an der Berühmngsstelle gegenüber der Ringnut ein Materialüberschuß von 10 bis 30% entsteht. Das überschüssige Volumen des während des Einsatzvorganges verflüssigten Kunststoffes dient dazu, um Herstellungstoleranzen des Schreibröhrchens einerseits und der Aufnahmebohrung in der Kunststoffspitze andererseits auszugleichen. Überschüssiger Kunststoff verteilt sich dabei problemlos und kann nicht zu strömungen führen, weil seine Menge exakt begrenzt ist im Ge-ensatz beispielsweise zu einem Klebvorgang, wo die Menge an aufgebrachtem Kleber nicht exakt eingehalten werden kann.
Um den Einsatzvorgang weiter zu vereinfachen werden bevorzugt die Röhrchen mit konischen Einsatzpartien versehen. Dabei schließt an ein konisches Einsatzteil die Ringnut an, auf die ein Abschnitt folgt, der im Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser des konischen Abschnittes. Dies führi zu einer günstigen Verteilung des während des Einsetzvorganges verflüssigten Kunststoffmaterials und zu einer sicheren Fixierung des Schreibröhrchens in der Kunststoffspitze.
Ausführungsbeispiele nach dem erfindungsge.näßen Verfahren einzusetzender und eingesetzter Schreibröhrchen werden anschließend an Hand der Zeichnung erläutert und beschrieben. Es zeigt
Fig.l einen vergrößerten Teillängsschnitt der Schreibspitze eines Tuschefüllers, wobei das Schreibröhrchen in einer Richtung X lose in die Bohrung des Kunststoffteiles eingeführt ist,
Fig.2 einen vergrößerten Teillängsschnitt der Schreibspitze eines Tuschefüllers, wobei das Röhrchen 1 in der Richtung X mittels einer Ultraschallsonotrode 7 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in die Kunststoffspitze 3 eingeschoben ist,
Fig.3 einen vergrößerten Teillängsschnitt einer Schreibspitze mit einem Schreibröhrchen 1, das in der Richtung !Klose in die Kunststoffspitze 3 eingeführt ist,
Fig.4 einen vergrößerten Teillängsschnitt einer Schreibspitze snit einem Schreibröhrchen 1, das in der Richtung V mittels einer Ultraschallsonotrode 7 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in die Kunststoffspitze 3 eingeschoben ist
Fig.5 einen vergrößerten Längsschnitt der Partie, welche die Röhrchenhalterung im Kunststoff ergibt Einführrichtung X, wobei die eine Schnitthälfte den Zustand vor und die andere Schnitthälfte den Zustand nach der Röhrchenmontage zeigt und
F i g. 6 einen vergrößerten Längsschnitt der Partie, welche die Röhrchenhalterung im Kunststoff ergibt Einführrichtung Y, wobei die eine Schnitthälfte den Zustand vor und die andere Schnitthälfte den Zustand nach der Röhrchenmontage zeigt
Die Fi g. 1, 2, 3 und 4 zeigen in stark vergrößerter Darstellung den Teil der Schreibspitze, in dem das Röhrchen 1 montiert wird. An der vordersten Partie ist die Kunststoffspitze 3 von einer Metallhülse 2 umgeben. Diese Metallhülse 2 ist im Einspritzverfahren auf die Kunststoffspitze 3 aufgebracht und dient dazu, den Tuschefüller in Zeichengeräte einzuspannen, ohne die Kunststoffspitze zu beschädigen, sowie zur Verstärkung der das Röhrchen umgebenden Kunststoffpartie. Der für die Spitze 3 verwendete Kunststoff muß ein Thermoplast sein, der sich für Ultraschallschweißungen eignet. Beispielsweise werden Polystyrolharze verwendet.
Gemäß Fig.l wird das Röhrchen 1 zunächst in Richtung X lose in die Spitze 3 eingeführt. Die innere Bohrung des Kunststoffteils muß dabei so geformt sein, daß das Röhrchen I ohne Kraftanwendung in vertikaler Lage der Spitze bis zum Anschlagbund 4 einfallen kann. Bereits in diesem Zustand wird das Röhrchen 1 in einem Hilfswerkzeug 5 geführt Diese Führung bezweckt eine Geradeführung des Röhrchens 1 während des Ultraschall-Schweißvorganges.
F i g. 2 zeigt das montierte Röhrchen 1 sowie eine für Ultraschallbehandlung benötigte, teilweise in die Spitze 3 eingeschobene Sonotrode 7. Durch Veränderung dei Einfahrtiefe der Sonotrode beim Ultraschall-Schweißvorgang wird der äußerst wichtige Abstand B zwischen der Schreibspitze 6 und einer Fallgewichtsauflage 8 auf ein genau vorbestimmtes Maß gebracht. Dieses Maß B ist von großer Bedeutung für den Vorstand des Reinigungsdrähtchens über die Schreibfläche 6. Das Reinigungsdrähtchen ist mit einem Fallgewicht fest verbunden, das in der vordersten Position auf der Fallgewichtsauflage 8 der Schreibspitze aufliegt. In dieser Lage muß das Reinigungsdrähtchen einen bestimmten Betrag über die Schreibfläche 6 des Röhrchens 1 vorragen. Der Abstand A zwischen der Vorderkante der Spitze 3 und der Fallgewichtsauflage 8 wird bereits im Spritzvorgang genau eingehalten. Bei bekannter Röhrchenlänge D kann die Einsatztiefe der Sonotrode beim Schweißvorgang so eingestellt werden, daß der Röhrchenvorstand Cplus dem Abstand A genau dem gevt'inschten Maß ß entspricht.
Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer entgegengesetzten Einführrichtung. Das Röhrchen 1 ist lose in Richtung V in die Kunststoffspitze eingeführt Die Geradeführung des Röhrchens 1 geschieht hier mit Hilfe der Sonotrode 7. Dabei stößt das Röhrchen 1 mit einer an einem Absatz ringförmig ausgebildeten Berührungsfläche 9 im Abstand Cvon der Schreibspitze
an der Sonotrode 7 an.
Fig.4 zeigt das in Richtung Ynach der Ultraschall-Schweißung fertig montierte Röhrchen 1, sowie die noch nicht ausgefahrene Sonotrode 7.
Das gewünschte Maß B wird hier durch Abstimmen des Maßes A auf den vorher ausgemessenen Abstand C erreicht Das Maß A entspricht dem Abstand der Röhrchenschulter 9 von der Fallgew ichisauflage 8. Der Abstand A wird durch entsprechende Wahl der Einsatztiefe des Sonotrodenwerkzeuges 7 gegenüber dem an der Fallgewichtsauflage 8 anstoßenden Hilfswerkzeug 5 eingestellt.
Damit kann auch bei dieser Montagerichtung ein genau vorbestimmter Vorstand des Reinigungsdrahtes über die Schreibfläche 6 des Röhrchens erreicht werden.
Aus Fig.5 geht die Ausbildung des in die Kunststoffspitze einzuschiebenden Röhrchenendes 1 und der Bohrung der Schreibspitze 3 hervor, so daß eine ultraschallgerechte Montage gewährleistet ist. Die Einführrichtung X ist in diesem Beispiel von rechts. Die obere Hälfte des Schnittbildes zeigt den Zustand vorder Montage und die untere Schnittbildhälfte den Zustand nach der Montage. Dabei überträgt die Sonotrode 7 die axial schwingende Ultraschallenergie über die Kontaktflache zwischen Röhrchen und Sonotrode auf die Berührungszone 4 zwischen Röhrchen und Kunststoff. Der Ultraschallfrequenzbereich kann zwischen 20 und 45 kHz betragen.
Durch die Ultraschallenergie wird der Kunststoff in der Berührungszone 4 mit dem Röhrchen plastifiziert bzw. verflüssigt Das Röhrchen 1 muß dabei mit nur kleinem Kraftaufwand in Richtung X verschoben werden. Der plastifizierte bzw. sich verflüssigende Kunststoff weicht aus und verteilt sich in die von den Maßen QF, 0G, QH und E gebildete Ringnut 10 des Röhrchens.
Die Maße des Röhrchens 0F,0G, 0«und £ sowie die Bohrungsdurchmesser in der Kunststoffspitze und der Sonotrodenwege bei der Montage werden derart aufeinander abgestimmt, daß das Volumen des verdrängten Kunststoffes und das Volumen der Ringnut 10 im Verhältnis von etwa 1 :0,8 stehen. Das überschüssige Volumen des plastifizieren bzw. verflüssigten Kunst stoffes dient dazu, Fabrikationstoleranzen zu überbrük- ken.
Die Ultraschallmontage ergibt eine derart enge Verbindung zwischen dem Röhrchen 1 und dem Kunststoff 3, wie es mit den bisher bekannten Verfahren
is nicht erreichbar ist Dementsprechend ist die mechanische Festigkeit der Haftung sehr gut
F i g. 6 zeigt als Beispiel die Ausbildung der in den Kunststoff einzuschiebenden Röhrchenpartie, wenn das Röhrchen 1 in der Richtung Y montiert wird. Die Maße müssen in gleicher Art wie beim Beispiel nach F i g. 5 aufeinander abgestimmt sein. Die Sonotrode 7 überträgt in diesem Beispiel die Ultraschallenergie über eine ringförmige Berührungsfläche 9 auf das Röhrchen 1. Gleichzeitig bildet die Sonotrode 7 die Röhrchenfüh rung, um damit eine axiale Ausrichtung zu gewährlei sten.
Die Vorteile der Montage von Schreibröhrchen mittels Ultraschall liegen darin, daß dieses Verfahren eine optimale mechanische Festigkeit der Haftung bringt, daß das Verfahren rationell und schnell durchgeführt werden kann und dementsprechend billig zu stehen kommt Im weiteren erlaubt dieses Verfahrer bei geeigneten Zuführungselementen einen vollautomatischen Ablauf der Röhrchenmontage.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Einsetzen des Schreibröhrchens
in die Schreibspitze eines Röhrchenschreibers, S wobei das Röhrchen mit Hilfe fines Einsatzwerkzeuges in eine Einsatzöffnung der Schreibspitze eingeführt und in dieser befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zunächst locker in die Einsatzöffnung der Kunststoffspitze (3) einge- "° setzte Röhrchen (1) mit Hilfe des Einsatzwerkzeuges (5,7) in der Kunststoffspitze zentriert wird, daß die Berührungsstellen (4) zwischen der Kunststoffspitze und dem Metaüröhrchen einer Ultraschallbehandlung ausgesetzt werden, welche die Kunststoffspitze > s an den Beruhrungsstellen erweicht, und daß das Schreibröhrchen während der Ultraschallbehandlung axial bis auf den gewünschten Abstand (B) zwischen der Schreibspitze (6) und einer Fallgewichtsauflagefläche (8) in die Kunststoffspitze eingeschoben wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schreibröhrchen (1) von innen nach außen (X) m die Kunststoffspitze (3) eingesetzt wird, wobei eine Sonotrode (7) Ultraschallen ergie mit einer Frequenz von 20 bis 45 kHz auf das verdickte innere Ende des Röhrchens (1) überträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Schreibröhrchen (1) von außen nach innen (Y) in die Kunststoffspitze (3) eingesetzt wird, wobei die Ultraschallenergie über eine Ringsonotrode (7) auf eine Ringschulter (9) des Schreibröhrchens übertragen wird und die Sonotrode gleichzeitig eine radiale Röhrchenführung bildet
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das der Halterung dienende Röhrchenende mit einer Ringnut (10) versehen ist, wobei die Masse der Ringnut und der Einsatzöffnung in der Kunststoffspitze (3) derart aufeinander abgestimmt sind, daß während des Einsetzvorganges an der Berührungsstelle (4) gegenüber der Ringnut (10) ein Materialüberschuß von 10 bis 30% entsteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Röhrchen wenigstens teilweise konisch ausgebildete Einsatzpartien (C, H) aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das der Halterung dienende Röhrchenende mit einem konisch verlaufenden Einsatzteil versehen ist an welches sich die Ringnut (10) anschließt und daß sich nach außen eine Partie so anschließt, deren Durchmesser (G) größer ist als der größte Durchmesser im konischen Abschnitt (Fig.6).
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