DE1200628B

DE1200628B - Evolventenzahnradpaarung

Info

Publication number: DE1200628B
Application number: DES75706A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-Heinz Roth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-09-12
Filing date: 1961-09-12
Publication date: 1965-09-09
Also published as: DE1200628C2

Description

Evolventenzahnradpaarung Die Erfindung bezieht sich auf eine Evolventenzahnradpaarung, bestehend aus Zahnrädern, die aus mindestens zwei staffelförmig geschichteten und zueinander versetzt angeordneten, geradverzahnten Teilzahnrädem aufgebaut sind, insbesondere, für Ritzelzähnezahlen unter 7. In der Feinwerktechnik ist es vorteilhaft, große übersetzungen in einer Stufe mit kleinen Ritzelzähnezahlen zu realisieren. Die kleinste Zähnezahl für die übrige Verzahnung nach DIN 887 ist 7. Diese Grenze ist unter anderem aus geometrischen Gründen gegeben, weil die Zahnfonn durch großen Unterschnitt und Spitzigkeit der Zähne zunehmend ungünstiger wird und der überdeckungsgrad beliebiger Paarungen unter 1 sinkt. Bei Verzicht auf den Versuch, einfache, wie bisher übliche Zahnradpaarungen mit hinreichend großem überdeckungsgrad (e) < 1 zu schaffen, kann diesem Mangel (ungünstig geometrische Form) abgeholfen werden; eine durchgehend richtige Zahnpaarung kommt aber nicht ohne weiteres zustande.
Insbesondere bei schrägverzahnten Zahnradpaarungen ist die Möglichkeit bekannt, die Ritzelzähnezahl Z 7, z. B. 3, zu machen. Diese Möglichkeit liegt im Eingriffsverhalten von schrägverzahnten Zahnradpaaren begründet. Weiterhin sind für spezielle Zwecke geradverzahnte Zahnradpaarungen bekanntgeworden, die jedoch keinen gleichmäßigen Lauf gewährleisten. Darüber hinaus sind die Zähne dieser Zahnräder nur mit besonderen Werkzeugen herstellbar und müssen zu den Zähnen des jeweilig zugeordneten Zahnrades mit einem Komplementärprofil versehen sein. An die, Einhaltung von Achsabständen und die Herstellungsgenauigkeit werden bei diesen bekannten Zahnradpaarungen hohe Anforderungen gestellt.
Die Vorteile von Evolventengeradverzahnungen sind hinreichend bekannt. Bei großen Herstellungstoleranzen wird beispielsweise ein einwandfrei gleichmäßiger Lauf erzielt; das axiale Spiel der Zahnräder wirkt sich nicht störend aus, und nach einem gemeinsamen Modul verzahnte Evolventenzahnräder mit beliebiger Zähnezahl, die jedoch bekannterweise eine Anzahl von fünf Zähnen nicht unterschreitet, sind immer in der Lage, mit einem weiteren beliebigen Zahnrad mit der gleichen Modulzahl mit gleichmäßigen Laufeigenschaften zusammen zu kämmen.
Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung einer Evolventenzahnradpaarung, bestehend aus Zahnrädern, die aus mindestens zwei staffelfönnig geschichteten und zueinander versetzt angeordneten geradverzahnten Teilzahnrädern aufgebaut sind, insbesondere für Ritzelzähnezahlen unter 7. Die erfindungsgemäße Evolventenzahnradpaarung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Paarung zwischen den Teilritzeln und den Teilzahnrädern einen überdeckungsgrad (,-) < 1 aufweist, wobei als Zahnräder Satzräder bekannter Bauart verwendbar sind.
Nach einer besonderen Ausführungsfonn der Evolventenzahnradpaarung nach der Erfindung befinden sich zwischen den an einer Drehmomentenumsetzung beteiligten Teilen der Zahnradpaarung weitere Schichten, die sich an einer solchen Umsetzung nicht beteiligen, wobei solche Schichten in der Durchdringung der geometrischen Form der Teilzahnräder bzw. Teilritzel erzeugbar sind. Diese besondere Ausgestaltung der Zahnradpaarung erlaubt ein wirtschaftliches Fertigungsverfahren. Vorzugsweise ist eine solche Durchdringung im Spritzgußverfahren erzeugt und die Welle gekröpft, die das zusammengesetzte Zahnrad bzw. Ritzel trägt.
Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 ein aus zwei einzähnigen Teilritzeln aufgebautes Ritzel, F i g. 2 den dazugehörigen Seitenriß, F i g. 3 die Zusammensetzung eines solchen Ritzels mittels Stiften, F i g. 4 den Seitenriß zu F i g. 3, F i g. 5 und 6 jeweils eine im Spritzgußverfahren hergestellte Abwandlung eines solchen Ritzels, F i g. 7 das Zusammenwirken eines solchen Ritzels mit einem Zahnrad, F i g. 8 das Zusammenwirken eines aus zwei zweizähnigen Teilritzeln aufgebauten Gesamtritzels mit einem Zahnrad.
In den F i g. 1 bis 7 ist mit der Ziffer 1 das Ritzel bezeichnet. Es ist aus den beiden Teilritzeln 2 und 3 aufgebaut und sitzt drehfest verbunden auf einer Welle 4 (F i g. 1 und 2) bzw. auf einer Welle 5 (F i g. 3 und 4), die mittels einer Scheibe 6 und Stiften bzw. Nieten 7 und 8 mit dem Ritzel 1 verbunden ist. Das Profil der Teilritzel 2 oder 3 kann bei Anwendung der bekannten Profilverschiebung mittels der genormten Werkzeuge gefertigt werden; eine besonders genaue Form kann durch Schleifen erzeugt werden.
F i g. 5 und 6 zeigen Abwandlungen im Aufbau des Ritzels und der Welle im Hinblick auf das Spritzgußverfahren. Die Welle 9 ist dabei stärker, die Welle 10 etwas weniger stark gekröpft. Für das Ritzel entstehen dabei durch die Durchdringung der geometrischen Formen der Teilritzel 2 und 3 Zonen oder Schichten la bzw. 1 b, die mit dem Gegenrand nicht kämmen und deswegen an einer Umsetzung des Drehmomentes nicht beteiligt sind. Das nicht dargestellte Gegenrad hat deswegen an diesen Stellen gürtelförmig umlaufende Aussparungen.
F i g. 7 zeigt das Zusammenwirken des Ritzels 1 mit dem Zahnrad 11, bestehend aus den beiden in üblicher Weise hergestellten Zahnkränzen 12 und 13. Das Teilritzel 3 arbeitet mit dem Zahnkranz 13 zusammen, während das darunterliegende Teilritzel 2 mit dem Zahnkranz 12 zusammenarbeitet. Dieses Zusammenwirken geschieht zwar abwechselnd hintereinander, die Zeiten überschneiden sich aber, so daß sich hier ein Gesamtüberdeckungsgrad e = 1,12 ergibt. übersetzung Z,/Z" = 1/3o bzw. 2/60 je nach Zählart.
F i g. 8 zeigt das aus den Zahnkränzen 12 und 13 zusammengesetzte Zahnrad 11 in Zusammenwirken mit einem aus zwei zweizähnigen Teilritzeln 14 und 15 zusammengesetzten Ritzel 16. Der überdeckungsgrad mit e. = 1,40 erlaubt bereits größere Achsabstandstoleranzen.
An Stelle eines Ritzels, bestehend aus zwei einzähnigen bzw. zweizähnigen Teilritzeln - dieses Ritzel verhält sich bezüglich der übersetzung wie ein Einzahnritzel bzw. wie ein Zweizahnritzel gewöhnlicher Bauart - können auch mehrzähnige Teilritzel und damit mehrzähnige Ritzel aufgebaut werden; außerdem kann ein Ritzel an Stelle aus zwei Teilritzeln auch aus drei oder mehreren Teilritzeln aufgebaut sein. In diesem Fall ist das zugehörige Zahnrad aus ebenso vielen Teilzahnrädern aufgebaut, und der überdeckungsgrad erhöht sich entsprechend. Die in F i g. 5 und 6 dargestellten Zonen oder Schichten la, 1 b können bei aus Einzelteilen aufgebauten Zahnrädern oder Ritzeln aus zwischen diese Einzelteile gelegte Scheiben bestehen, deren Größe nicht mit dem durch den Kopfkreis des Ritzels bzw. des Zahnrades gegebenen Durchmesser übereinzustimmen braucht. Man kann die aus Einzelteilen bestehenden Teilzahnräder oder Teilritzel an Stelle durch Vernieten oder Verstiften auch durch Punktschweißen verbinden.
Es ist schließlich möglich, die Einzelteile auf eine entsprechend maßhaltig gearbeitete Keilwelle aufzuschieben und gegen seitliches Wegrutschen zu sichern, ohne daß die Einzelteile untereinander fest verbunden werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Evolventenzahnradpaarung, bestehend aus Zahnräder, die aus mindestens zwei staffelförinig geschichteten und zueinander versetzt angeordneten, aeradverzahnten Teilzahnrädern aufgebaut sind, insbesondere für Ritzelzähnezahlen unter 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paarung zwischen den Teilritzeln (2, 3 bzw. 14, 15) und den Teilzahnrädem (12,13) einen überdeckungsgrad (e) < 1 aufweist, wobei als Teilzahnräder (12, 13) Satzräder bekannter Bauart verwendbar sind.
2. Evolventenzahnradpaarung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den an einer Drehmomentenumsetzung beteiligten Teilen der Zahnradpaarung weitere Schichten (la, 1 b) sich befinden, die sich an einer solchen Umsetzung nicht beteiligen und daß solche Schichten (1 a, 1 b) in der Durchdringung der geometrischen Formen der Teilzahnräder bzw. Teilritzel (2, 3) erzeugbar sind. 3. Evolventenzahnradpaarung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Durchdringung im Spritzgußverfahren erzeugt ist und daß die Welle (9 bzw. 10) gekröpft ist, die das zusammengesetzt gedachte Zahnrad bzw. Ritzel (1) trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 5580; französische Patentschriften Nr. 346 944, 649 018; USA.-Patentschriften Nr. 1247 922, 1327 107, 1967 505, 2 048 688, 2 862 400.