DE1478283A1 - Gear for model or toy building kits - Google Patents
Gear for model or toy building kitsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Zahnräder für Modellbausätze bzw. Bauspielzeuge mit Bauelementen in der Gestalt kastenförmiger Hohlkörper mit äußeren Kupplungszapfen, von denen zwei Nachbarzapfenpaare zusammen ein Quadrat bilden, wobei der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier Naehbarzap-* fen einem Modul q des Bausatzes entspricht.The invention relates to gears for model kits or building toys with components in the form of box-shaped hollow bodies with outer coupling pins, of which two neighboring pin pairs together form a square, whereby the distance between the centers of two nearby pin * fen corresponds to a module q of the kit.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, als Zahnrad bzw. gezahntes Rad ausgebildete Bauelemente für einen solchen Bausatz bzw. für Bauspielzeuge zu schaffen, durch das ' bzw. die die Verwendungsmöglichkeiten des Bausatzes zur Herstellung von Modellen von Maschinenkonstruktionen mit Zahnrad-Transmissionen erweitert werden können.The object of the invention is as a gear or toothed wheel to create components for such a kit or for building toys, through the ' or the possible uses of the kit for the production of models of machine constructions with Gear transmissions can be expanded.
Zur Lösung dieser Aufgabe genügt es nicht, beliebige rad- oder scheibenförmige Elemente mit einem Zahnkranz auszubilden, der in einen entsprechenden Zahnkranz eines Nach-To solve this problem, it is not enough to just arbitrary to design wheel or disk-shaped elements with a ring gear, which is in a corresponding sprocket of a subsequent
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barzahnrads eingreift. Es müssen vielmehr besondere Maßnahmen getroffen werden, durch die gewährleistet wird, daß sich ein beliebiges Zahnrad der zum Bausatz gehörenden Zahnräder mit einem beliebigen anderen Zahnrad oder einem anderen Element in Eingriff bringen läßt, wenn diese beiden Zahnräder oder ein Zahnrad und ein anderes EIe.-ment auf Achsen montiert sind, welche in zum Bausatz gehörenden Lagerungselementen gelagert sind, bei denen die räumliche Lage des Lagers durch den Bausatzmodul bestimmt ist.bar gear engages. It must rather special measures are taken by the guarantees that any gear can bring the belonging to the kit gears with any other gear or another element engaged when these two gears or gear and another EIe.- ment are mounted on axles, which are stored in storage elements belonging to the kit, in which the spatial position of the warehouse is determined by the kit module.
Die Lösung der. Aufgabe erfordert eine solche Anpassung der Zahnradform, daß eine bestimmte Relation zwischen der Zahnradausbildung und dem Bausatzmodul gewährleistet ist.The solution to the. Task requires such adjustment the gear shape that a certain relationship between the gear formation and the kit module is guaranteed.
Es hat sich herausgestellt, daß die erforderliche und ausreichende Voraussetzung zur Lösung dieser Aufgabe darin besteht, daß der Radius des Zahnradteilkreises ein ganzes Vielfaches des Bausatzmoduls q ist. Die Erfindung ist da.-her durch das Merkmal gekennzeichnet, daß der Radius des Zahnrad-Teilkreises ein ganzes Vielfaches des Bausatzmoduls q ist.It has been found that the necessary and sufficient prerequisites for solving this problem are contained therein consists that the radius of the gear pitch circle is a whole Is a multiple of the kit module q. The invention is therefore characterized by the feature that the radius of the Gear pitch circle is a whole multiple of the kit module q.
Die hierdurch erzielte spezifische technische Wirkung der Erfindung besteht darin, daß sich Zahnräder gleicher oder unterschiedlicher Größe miteinander und mit einer dieser entsprechenden Anzahl von Zähnen in aus Elementen eines Bausatzes der genannten Art erstellten Modellbaukonstruktionen in beliebiger Weise kombinieren lassen.The specific technical effect of the invention achieved in this way consists in the fact that gears are identical or of different sizes with one another and with a number of teeth corresponding to this in one of the elements Kit of the type mentioned created model construction can be combined in any way.
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Es ist bekannt, Radelemente für solche Bausätze an der einen Radseitenfläche mit Kupplungszapfen zu versehen. Bei den erfindungsgemäßen Zahnrädern ist es wünschenswert, wenn auch nicht erforderlich, entsprechende Kupplungszapfen vorzusehen. It is known to provide wheel elements for such kits with coupling pins on one wheel side surface. at the gear wheels according to the invention, it is desirable, although not necessary, to provide corresponding coupling pins.
Bei einem solchen Zahnrad ist der Teilkreisradius der Zähne eine Punktion der Anzahl von Kupplungszapfen einer auf der einen Hälfte der Zahnradseitenfläche befindlichen Zapfenreihe. Bei dieser Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Zahnrad durch eine bestimmte Relation zwischen dem Teilkreisradius, dem Bausatzmodul und der Anzahl von Kupplungszapfen der Kupplungszapfenreihe gekennzeichnet (Anspruch 2).In such a gear, the pitch circle radius of the teeth is a puncture of the number of coupling pins one on the row of pins located on one half of the gear side surface. In this embodiment, the gear wheel according to the invention is characterized by a certain relation between the pitch circle radius, the kit module and the number of coupling pins of the coupling pin row characterized (claim 2).
Die hierdurch erzielte Wirkung besteht darin, daß die mit Kupplungszapfen versehene Zahnradseitenfläche als Grundplatte zum Aufbau von mit dem Zahnrad umlaufenden Teilaufbauten verwendbar ist, die aus den zum Bausatz gehörenden Normalelementen aufgebaut sind. ■The effect achieved in this way is that the gear wheel side surface provided with coupling pins acts as a base plate can be used for the construction of sub-assemblies rotating with the gearwheel, which are made up of the normal elements belonging to the kit are constructed. ■
Hinsichtlich der Wahl des Zahnradmoduls besteht an sich freie Hand. 'With regard to the choice of the gear module, there is a free hand. '
Es ist jedoch in der Praxis vorteilhaft, daß das Zahnrad einen Zahnmodul t hat, welcher im wesentlichen dem Bausatzmodul q entspricht.However, it is advantageous in practice that the gear has a tooth module t, which essentially corresponds to the kit module q.
Der Zahnmodul t ist durch die FormelThe tooth modulus t is given by the formula
T · t = 2 ij-f η qT · t = 2 ij- f η q
bestimmt, wobei T die Zähneanzahl und η eine ganze Zahl bezeichnen, wobei der Teilkreisradius der vorerläuterten Vor-where T is the number of teeth and η is an integer, where the pitch circle radius of the previously explained
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aussetzung entsprechend gleich nq ist.exposure equals nq accordingly.
Hieraus folgt unter der Voraussetzung., daß η der klein- ■ sten Zahnradgröße entsprechend gleich 1, und t gleich q gewählt werden, daß die Zähnezahl theoretisch gleich 2^ist. Da die Zähnezahl jedoch eine ganze Zahl sein muß, und da die nächste ganze Zahl über 2 J^'die Zahl 7 ist, erhält das kleinste Zahnrad einer Serie von erfindungsgemäßen Zahnrädern unter den genannten Voraussetzungen die Zähnezahl T, . welche ein ganzes Vielfaches von 7 sein kann.From this it follows under the assumption that η is the small ■ Most gear size can be selected to be equal to 1, and t equal to q, so that the number of teeth is theoretically equal to 2 ^. However, since the number of teeth must be an integer, and since the next integer over 2 J ^ 'is the number 7, this is obtained smallest gear of a series of gears according to the invention under the stated conditions the number of teeth T,. which can be a whole multiple of 7.
Bei entsprechender Wahl des Zahnmoduls und der Zähnezahl ergibt sich in der Praxis der Vorteil, daß sieh ein erfindungsgemäßes Zahnrad auch mit einer "Zahnstange" kuppeln läßt, deren Zähne als an einem Element mit dem Bausatzmodul q in Reihe angeordnete Kupplungszapfen ausgebildet sind.With an appropriate selection of the tooth module and the number of teeth, there is the advantage in practice that see a gear wheel according to the invention can also be coupled with a "rack", the teeth of which are attached to an element with the kit module q Coupling pins arranged in series are formed are.
Bei einer Ausführung der Erfindung können die Zahnradzähne so geformt sein, daß ein rechtwinklig zur Zahnradebene und tangential zum Zahnradteilkreis verlaufender Zahnschnitt eine Figur bildet, welche aus zwei mit Bezug auf eine Mittelebene symmetrischen Hälften besteht, die mit dem außerhalb des Teilkreises liegenden Teil eines Zahnschnittes in der Zahnradebene identisch sind. Dies stellt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnrades dar, weil dadurch in der nachstehend mit Bezug auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläuterten Weise gewährleistet wird, daß zwei je-In one embodiment of the invention, the gear teeth can be shaped so that one is perpendicular to the gear plane and tooth section tangential to the gear pitch circle forms a figure which is one of two with reference to FIG there is a median plane symmetrical halves, which lie outside the pitch circle with the part of a tooth section are identical in the gear plane. This represents a particularly advantageous embodiment of the invention Gear because it is in the following with reference to the embodiments shown in the drawing as explained in more detail, it is ensured that two each
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wells an einer von zwei rechtwinklig zueinander liegenden Achsen montierte Zahnräder eines Zahnradpaares miteinander in Eingriff gebracht werden können, so daß die Zahnräder auch zur Transmission der Bewegung von der einen Achse auf die im wesentlichen rechtwinklig zu dieser orientierte Achse verwendbar sind.wells at one of two at right angles to each other Axles-mounted gears of a gear pair can be brought into engagement with one another, so that the gears also for the transmission of the movement from the one axis to the axis oriented essentially at right angles to this axis are usable.
Die Einzelheiten ä<er Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zahnrad in Seitenansicht, Fig. 2 das gleiche Zahnrad, von der entgegengesetztenThe details ä <he invention will be hereinafter explained with reference to, for example, of embodiments in conjunction with the drawings. 1 shows a gear wheel according to the invention in side view, FIG. 2 shows the same gear wheel from the opposite one
Seite gesehen, . * .Side seen,. *.
. Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie III-1II der Fig. 1, Fig. Λ ein größeres Zahnrad in der gleichen Seitenansicht wie Fig. 1,. Fig. 5 is a section along the line III-1II of Fig. 1, Fig. Λ a larger gear in the same side view like Fig. 1,
Fig. 5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Zahnrades, dessen Zähne sich mit den Zahnelementen eines als Zahnstange oder als Triebstock ausgebildeten Bauteiles in Eingriff befinden, 5 shows a part of a gear wheel according to the invention, the teeth of which are in engagement with the tooth elements of a component designed as a toothed rack or as a rack and pinion,
Fig. 6 in größerem Maßstab einen rechtwinklig zur Zahnradebene und tangential zum Teilkreis liegenden Schnitt.durch einen Zahn, und Fig. 7 einen Zahnquerschnitt nach der Linie VII-VIIFIG. 6 shows, on a larger scale, a perpendicular to the gear plane and tangential to the pitch circle Section through a tooth, and FIG. 7 shows a tooth cross section along the line VII-VII
der Fig. 6. ~of Fig. 6. ~
" In den Figuren 1 bis, Ψ ist die Zahnradmittelachse mit O bezeichnet, während der Teilkreis mit D und der Teilkreis-"In Figures 1 to, Ψ the gear center axis is with O, while the pitch circle is denoted by D and the pitch circle
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radius mit r bezeichnet sind. Das in den Figuren 1 bis J5. dargestellte Zahnrad hat einundzwanzig Zähne T.radius are denoted by r. The in Figures 1 to J5. The gear shown has twenty-one teeth T.
Das in Pig. 4 dargestellte Zahnrad hat dagegen fünfunddreißig Zähne, von denen fünf zeichnerisch dargestellt sind. Das Zahnrad hat an der in den Figuren 1 und 4 sichtbaren einen Seite eine Anzahl Kupplungszapfen P, welche mit Bezug auf zwei rechtwinklig zueinander orientierte Durchmesser A und B mit dem gleichen Modul q wie die Kupplungszapfen P an der Außenseite von Normal-Bauelementen (kastenförmigen Hohlkörpern, deren Kupplungszapfen in ein benachbartes Bauelement klemmend hineinpassen) symmetrisch angeordnet sind, die zu einem Bausatz gehören, dem auch das erfindungsgemäße Zahnrad zugeordnet ist. Ein solches Normal-Bauelement E ist in Fig. 5 in Draufsicht dargestellt.That in Pig. 4 gear shown has thirty-five teeth, five of which are shown in the drawing are. On the one side visible in FIGS. 1 and 4, the gear wheel has a number of coupling pins P, which with Reference to two diameters A and B oriented at right angles to one another with the same module q as the coupling pin P on the outside of normal components (box-shaped Hollow bodies, the coupling pins of which fit into an adjacent component with a clamping effect) are arranged symmetrically, which belong to a kit to which the gear wheel according to the invention is also assigned. Such a normal component E is shown in Fig. 5 in plan view.
Der Radius r des Teilkreises D ist erfindungsgemäß gleich n-q, wobei η eine ganze Zahl, beim Zahnrad nach den Figuren 1 bis 3 die Zahl J5 und beim Zahnrad nach Fig. 4 die Zahl 5 ist.According to the invention, the radius r of the pitch circle D is equal to n-q, where η is an integer for the gear wheel according to the Figures 1 to 3 the number J5 and in the case of the gear according to FIG Number 5 is.
In Fig. 4 sind die der Zahnradmitte 0 am nächsten liegenden Kupplungszapfen mit P1 bezeichnet. Die Mittelpunkte dieser Zapfen bilden zusammen ein Quadrat mit der Seitenlänge q (Modul). Eine parallel zum Zahnraddurchmesser A-A liegende Kreissehne durch die eine Quadratseite ist mit C-C bezeichnet. Die Anzahl ρ von Kupplungszapfen P einer durch die eine Hälfte der Sehne C-C bestimmten Kupplungszapfenreihe: ■ ist in Fig. 1 gleich 2 und in Fig. 4 gleich 4. Es ergibt siehIn FIG. 4, the coupling pins closest to the center of the gearwheel 0 are denoted by P 1. The centers of these pegs together form a square with side length q (module). A chord through the one side of the square, lying parallel to the gear wheel diameter AA, is denoted by CC. The number ρ of coupling pins P of a coupling pin row determined by one half of the chord CC: ■ is 2 in FIG. 1 and 4 in FIG
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hieraus, daß der Koeffizient η unter diesen Voraussetzungen gleich ρ + 1 ist, wobei der Radius r in Fig. 2 gleich j5q ist, und ρ gleich 2, ist, während der Teilkreis-Radius r in Fig. 4 gleich 5q und ρ gleich 4 ist.from this that the coefficient η under these conditions is equal to ρ + 1, the radius r in FIG. 2 being equal to j5q and ρ is 2, while the pitch circle radius r in FIG. 4 is 5q and ρ is 4.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Zahnmodul t so gewählt, daß er dem Modul q des Bausatzes annähernd entspricht. Dadurch kann das Zahnrad mit einer Reihe von Kupplungszapfen P an einem zum Bausatz gehörenden Element E zur Bildung eines sogenannten Triebstockgetriebes in Eingriff gebracht werden.In the embodiment according to FIG. 5, the tooth module is t is chosen so that it approximately corresponds to the module q of the kit. This allows the gear with a number of Coupling pin P on an element belonging to the kit E are brought into engagement to form a so-called rack-and-pinion gear.
Der Zahnmodul t läßt sich mit dem Bausatzmodul q nicht ganz genau in Übereinstimmung bringen, weil er durch die FormelThe tooth module t cannot be used with the kit module q exactly match because he is by the formula
bestimmt ist, wobei T zwangsweise eine ganze Zahl sein muß. Wird jedoch die Zähnezahl T (Vielfaches der Zahl 7) beim kleinsten Zahnrad gleich 7 festgesetzt, so daß der Zahnmodul t gleich o,9q wird, ergibt sich eine für den praktischen Gebrauch genügend genaue Annäherung an den theoretischen Idealzustand.is determined, where T must necessarily be an integer. However, if the number of teeth T (multiple of the number 7) in the smallest gear is set equal to 7, so that the tooth module t becomes equal to 0.9q, the result is a sufficiently precise approximation to the theoretical one for practical use Ideal condition.
Der in den Figuren 6 und 7 dargestellte Zahnquerschnitt Q in einer den Teilkreis D tangierenden und rechtwinklig z.ur Zahnradebene liegenden Ebene VII-VII hat in der in Fig. 7 veranschaulichten Weise eine Form Q, welche aus zwei mit Bezug auf den abgewickelten Teilkreis D symmetrischen Half-The tooth cross-section Q shown in Figures 6 and 7 in a tangent to the pitch circle D and at right angles z.ur Gear plane lying plane VII-VII has in the manner illustrated in Fig. 7 a shape Q, which consists of two with Relation to the developed pitch circle D symmetrical half-
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ten Q1 besteht, die mit dem außerhalb des Teilkreises D liegenden Teil eines Schnittes durch den Zahn Tf, Fig. 6, in der Zahnradmittelebene identisch sind. Die entsprechende Hälfte ist in Fig. 6 schraffiert veranschaulicht.th Q 1 exists, which are identical to the part of a section through the tooth T f , FIG. 6, lying outside the pitch circle D in the gear center plane. The corresponding half is shown hatched in FIG.
Diese für die Erfindung mit charakteristische Gestaltung des Zahnquerschnittes ist Voraussetzung dafür, daß sich die beiden Zahnräder eines Zahnradpaares selbst dann genau miteinander in Eingriff bringen lassen, wenn die Zahnradachsen rechtwinklig zueinander orientiert sind.This for the invention with characteristic design of the tooth cross-section is a prerequisite that the two gears of a gear pair can be brought into engagement with one another precisely even if the gear axles are oriented at right angles to each other.
Die erfindungsgemäßen Zahnräder sowie die übrigen zum Bausatz gehörenden Elemente sind zweckmäßig nach dem Spritzgußverfahren oder durch Warmpressung eines thermoplastischen Materials hergestellt und können sowohl mit Primärzapfen P an einer Seite als auch mit Sekundärzapfen S an der anderen Seite versehen sein (Figuren 2 und j5)> wobei die Sekundärzapfen S in der bei den erwähnten Bausätzen bekannten Weise derart ausgebildet und angeordnet sind, daß jeder Sekundärzapfen S den Umfang von vier ein Quadrat bildenden Primärzapfen P innen tangiert.The gears according to the invention as well as the other elements belonging to the kit are expediently manufactured by injection molding or by hot pressing of a thermoplastic material and can be provided with both primary pegs P on one side and secondary pegs S on the other side (FIGS. 2 and 5) > where the secondary pegs S are designed and arranged in the manner known in the aforementioned kits that each secondary peg S is tangent to the inside of four primary pegs P forming a square.
Unter den vorstehend erwähnten Bedingungen, bei denen der Zahnmodul t annähernd dem Bausatzmodul q entspricht, ist die Zähnezahl T des kleinsten Zahnrades,wie bereits erwähnt, gleich 7, die nächsthöhere ganze Zahl größer als 2. , während die übrigen Zahnräder eine Zähnezahl T aufweisen, welche ein ganzes Vielfaches von 7 ist. Es könnte jedoch auch mit einer für die Praxis genügend guten AnnäherungUnder the conditions mentioned above, in which the tooth module t approximately corresponds to the kit module q, If the number of teeth T of the smallest gear, as already mentioned, is equal to 7, the next higher integer is greater than 2., while the other gears have a number of teeth T, which is a whole multiple of 7. It could, however also with an approximation that is good enough for practice
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Claims (5)
daß dessen Zähne so geformt sind, daß ein rechtwinklig zur Zahnrädebene und tangential zum Zahnradteilkreis verlaufender Zahnschnitt einejPigur bildet, welche a;us zwei mit Bezug auf eine Mittelebene symmetrischen Hälften besteht, die mit dem außerhalb des Teilkreises liegenden Teil eines Zahnschnittes in der Zahnradebene identisch sind.5. Gear according to claim 1, characterized in that
that its teeth are shaped so that a tooth section running at right angles to the gear wheel plane and tangential to the gear wheel pitch circle forms a figure which consists of two halves which are symmetrical with respect to a central plane and which are identical to the part of a tooth section lying outside the pitch circle in the gear wheel plane .
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