DE19632103C2 - Zahnradgetriebe für Kommunikationsvorrichtungen und elektrische Geräte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Zahnradgetriebe in Kommunikationsvorrichtungen und elektrischen Geräten und insbesondere auf ein Zahnradgetriebe, das er­ möglicht, eine Eingriffstörung zwischen Zahnradverzahnungen in einem Antriebsme­ chanismus verschiedener elektrischer Kommunikationsvorrichtungen wie z. B. Vi­ deorecordern, Faxgeräten, Laserdruckern, Kopierern und Recordern zu verhindern.

Die DE 36 39 325 C2 offenbart ein Zahnradgetriebe, bei dem die Zähne zweier Zahnräder mit Zahlenkörper und Zahlenkopf so ausgeführt sind, dass im Querschnitt die Zahnkopfflächen eines jeden der beiden Zahnräder durch eine Gerade gebildet werden, die einen spitzen Winkel zu einer geraden bildet, welche durch den zugehö­ rigen Krümmungsmittelpunkt des Zahnrades und einen Punkt verläuft, der durch eine Flanke eines Kranes und seiner Kopffläche gebildet wird. Treffen die beiden Zahnkorbflächen der Zahnräder aufeinander, kommt es zu einem gegenseitigen Ab­ gleiten der Zahnkopfflächen und schließlich zum Einkämmen, womit eine Klemmung verhindert wird.

Aus der EP 0 323 858 A2 ist eine Planetenradeinheit bekannt, die ein Planetenrad aufweist, das an einem Endabschnitt eine hochverzahnte Zahnkopfhöhe und in ei­ nem zweiten Abschnitt eine gekürzte Zahnkopfhöhe aufweist. Die verschiedenen Abschnitte sind für einen permanenten Eingriff der verschiedenen Ringzahnräder vorgesehen.

Die vorliegende Anmeldung für ein Zahnradgetriebe, das er­ möglicht, eine Eingriffstörung zwischen Zahnradverzahnungen in einer Antriebsvor­ richtung verschiedener elektrischer Kommunikationsvorrichtungen zu verhindern, basiert auf der koreanischen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 1997- 0012666 und dem Titel "Operating Gear for Preventing an Interference in Communi­ cation Equipment".

In einer Antriebsvorrichtung einer Kommunikationsvorrichtung oder eines elektri­ schen Geräts sind im allgemeinen mehrere Zahnräder angeordnet, die miteinander in Eingriff sind. Da jedoch während des Eingriffs der Zahnräder deren Verzahnung (Zahnkopflinien) miteinander in Kontakt sind, kommt es häufig vor, dass die Zahnrä­ der kollidieren.

Bisher wird die Kollision verhindert, indem zwischen einer Zahnradbohrung und ei­ ner Welle ein Zwischenraum vorgesehen wird, oder indem ein gemeinsames hoch­ verzahntes Zahnrad verwendet wird, dessen Zahnkopflinien mit hochverzahnten Ab­ schnitten versehen sind, die sich von einer Evolventenverzahnungslinie erheben.

Fig. 2 erläutert den Fall, in dem zwischen einer Zahnrad­ bohrung 58 und einer Welle 56 eines Verbindungszahnrads 52, das mit einem Antriebszahnrad 50 in Eingriff ist, ein Zwi­ schenraum vorgesehen ist, so daß die Kollision zwischen den Kopflinien der entsprechenden Zähne 50a und 52a verhindert wird. In der Zeichnung wird das Verbindungszahnrad 52, das ü­ ber eine Verbindungsvorrichtung 54 dem Antriebszahnrad 50 zu­ geordnet ist, längs eines zahnlosen Zahnradabschnitts 59a im Gegenuhrzeigersinn gedreht (um die Kraftübertragung zwischen beiden in Eingriff befindlichen Zahnrädern während einer vor­ gegebenen Zeitspanne aufrechtzuerhalten). Wenn das Verbin­ dungszahnrad 52 mit einem verzahnten Zahnradabschnitt 59b in Kontakt kommt (aufgrund der Kraftübertragung zwischen beiden Zahnrädern), kommen die Verzahnungskopflinien 50a und 52a der Zahnräder 50 und 52 in Kontakt, indem sie aufgrund einer Ver­ änderung eines Abstands zwischen den Wellen der beiden Zahnrä­ der 50 und 52 übereinander gleiten. Manchmal können das Ver­ bindungszahnrad 52 und das Antriebszahnrad 50, die übereinan­ der gleiten, in ihre Ausgangsorte zurückversetzt werden. Je­ doch kann in diesem Fall häufig eine Fehlfunktion der An­ triebsvorrichtung auftreten.

Wenn, wie in Fig. 3A gezeigt, der Abstand zwischen den Wellen unveränderlich ist, d. h. wenn zwischen einem Antriebszahnrad 60 und einem Laufzahnrad 64 ein Verbindungszahnrad 62 angeord­ net ist, wie in Fig. 3A gezeigt ist, hat die obenbeschriebene Vorrichtung, wenig Wirkung.

Wenn, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt, die Verzahnungs­ kopflinien des Verbindungszahnrads 62 und des Laufzahnrads 64 von einer Evolventenverzahnungslinie erhöht sind, d. h., wenn zwei gemeinsame hochverzahnte Zahnräder verwendet werden, hat dies Auswirkungen auf die zwei parallelen hochverzahnten Zahn­ räder 62 und 64. Wenn jedoch wie in Fig. 3B gezeigt, die je­ weiligen Wellen derselben nicht parallel sind, kollidieren die Kopflinien 62b und 64b der hochverzahnten Zahnräder 62a und 64a, da sie nicht zwischen die jeweiligen Zähne 62 und 64 gleiten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zahn­ radgetriebe zu schaffen, das eine Kollision zwischen den Zahn­ radverzahnungen während deren Eingriff und somit eine Beschä­ digung aufgrund der Zahnradkollision sowie eine Fehlfunktion der Vorrichtung oder des Geräts verhindert.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zahnradgetriebe zu schaffen, bei dem die Geräuschentwicklung während des Betriebs einer Antriebsvorrichtung verringert wird, indem eine Berührung zwischen den Zahnkopflinien der in Betrieb befindlichen Zahnradverzahnungen verhindert wird.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch die Merkma­ le des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1A ein verstärktes hochverzahntes Zahnrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1B eine Seitenansicht des Zahnrades der Fig. 1A;

Fig. 2A einen Zustand, bei dem eine Kollision zwischen den Kopflinien der Zahnradverzahnungen auftritt, wobei zwischen einer Zahnradbohrung und einer Welle ein Zwi­ schenraum vorgesehen ist, um gemäß einer Ausführungs­ form des Standes der Technik eine Kollision zwischen den Zahnradverzahnungen zu verhindern;

Fig. 2B den bereits erwähnten Kollisionszustand, bei dem die Kopflinien der Zahnradverzahnungen nach der Kollision in ihre Ausgangsorte zurückversetzt sind;

Fig. 3A den bereits erwähnten Zustand, bei dem gemäß einer weiteren Ausführungsform des Standes der Technik durch Verwenden eines gemeinsamen hochverzahnten Zahnrades eine Kollision zwischen den Zahnradverzahnungen ver­ hindert wird;

Fig. 3B den bereits erwähnten Kollisionszustand zwischen den Zahnradverzahnungen;

Fig. 4A den Zustand, bei dem das hochverzahnte Zahnrad gemäß einer bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4B den Zustand, in dem das hochverzahnte Zahnrad gedreht wird;

Fig. 4C einen Kollisionszustand des hochverzahnten Zahnrads;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht, die die Zahnradverzahnung des hochverzahnte Zahnrades gemäß einer weiteren Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 6 eine Vorderansicht, die das hochverzahnte Zahnrad ge­ mäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In der folgenden Beschreibung ist zu beachten, daß in den Zeichnungen gleiche Komponenten der Bauelemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Ferner wird die Beschreibung allgemein bekannter Funktionen und Strukturen, die für den Ge­ genstand der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung sind, weg­ gelassen.

Wie in den Fig. 1A, 1B und 4A bis 4C gezeigt, ist an einem Endabschnitt einer Zahnbreite wenigstens eines Zahnes eines Zahnrades eine hochverzahnte Kopflinie 1 ausgebildet, um eine Kollision zwischen den Verzahnungskopflinien mehrerer Zahnrä­ der einer Antriebsvorrichtung, die durch gegenseitigen Ein­ griff angetrieben werden, zu verhindern. Auf der Spitze der Zahnstirnfläche längs der Zahnbreite erstreckt sich vom Endab­ schnitt der hochverzahnten Kopflinie bis zum gegenüberliegen­ den Ende der Zahnfläche an der Antriebsvorrichtung eine Schnittfläche 1b.

Beide Seitenflächen 1a des hochverzahnten Zahnrades sind einer Evolventenzahnform entsprechend ausgebildet, die eine gekrümm­ te Oberfläche bildet. Im hochverzahnten Zahnrad 10 ist ferner wenigstens einer der Zähne, die längs des Außenumfangs des Zahnrades ausgebildet sind, mit einer hochverzahnten Kopflinie 1 an einem Endabschnitt der Zahnbreite und mit einer Schnitt­ fläche 1b am anderen Abschnitt derselben versehen. Hierbei wird die Schnittfläche 1b durch Schneiden und Schleifen der Spitze der Zahnfläche des Zahnrades hergestellt, an der wäh­ rend des Antriebs zwischen den Zahnradverzahnungen im hochver­ zahnten Zahnrad 10 eine Kollision auftritt.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist bei einem Zahnrad 20 ge­ mäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an wenigstens einem Zahnrad an einem Endabschnitt der Zahn­ breite eine hochverzahnte Kopflinie 2 ausgebildet, um eine Kollision zwischen den Verzahnungskopflinien mehrerer Zahnrä­ der einer Antriebsvorrichtung, die durch gegenseitigen Ein­ griff angetrieben werden, zu verhindern. Am anderen Endab­ schnitt der Verzahnungskopflinien sind jeweils Schnittflächen 2b ausgebildet. Die hochverzahnte Kopflinie 2 ist durch beide Seitenflächen 2a gebildet, wobei die Seitenfläche 2a von der Evolventenzahnform-Erweiterungskurve gebildet wird. Als Form für die hochverzahnte Kopflinie 2 ist jede beliebige Form möglich, die innerhalb der Evolventenzahnform-Erweiterungskurve ausgebildet ist. Das Ausbilden der Form innerhalb der Seiten­ fläche 2a, die durch die Evolventenzahnform-Erweiterungskurve der hochverzahnten Kopflinie ausgebildet wird, bedeutet z. B., daß die Linien zwischen "a" und "c" und zwischen "b" und "c" gerade sind und beide Seitenflächen 2a derselben eben sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Ferner besitzt wenigstens ein Zahn der Zahnradverzahnung, die entlang des Außenumfangs des Zahnrads 20 ausgebildet ist, die hochverzahnte Kopflinie 2 an einem Endabschnitt der Zahnbreite und am anderen Endabschnitt derselben die Schnittfläche 2b. Solche Oberflächen wie die Ebene 2a, die innerhalb der Seiten­ fläche 1a ausgebildet ist, die durch die Evolventenzahnform- Erweiterungskurve der hochverzahnten Kopflinie 2 gebildet wird, werden hergestellt, indem die gekrümmte Oberfläche 1a, die als herkömmliche Evolventenzahnform-Erweiterungskurve aus­ gebildet ist, abgeschliffen wird.

Wenn, wie in den Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt, ein gemeinsames Antriebszahnrad 60 gedreht wird, wird das in Eingriff befind­ liche Verbindungszahnrad 10 gedreht. Somit dreht sich auch das Laufzahnrad 64.

Während der Drehung des Zahnrads berührt eine Zahnkopflinie 60a des Antriebszahnrads 60 den Spitzenabschnitt der hochver­ zahnten Kopflinie 2 des Verbindungszahnrades 10, wobei der Spitzenabschnitt des Verbindungszahnrades 10 eine Zahnkopfli­ nie 64b des Laufzahnrads 64 berührt. Wie in Fig. 4B gezeigt, kann hierbei das Verbindungszahnrad 10 mit dem Antriebszahnrad 60 genau in Eingriff sein, obwohl es durch die Verbindungsvor­ richtung 54 bewegt wird. Wie in Fig. 4C gezeigt, wird bei ei­ ner Struktur, in der das Verbindungszahnrad 10 mit dem Lauf­ zahnrad in Eingriff ist, dadurch, daß die hochverzahnte Kopf­ linie 1 am Verbindungszahnrad 10 ausgebildet ist und die Schnittfläche 1b ausgebildet ist, das Laufzahnrad 64 durch die Zahnkopflinie 64b des Laufzahnrades 64 gleichmäßig angetrie­ ben.

Wie oben beschrieben, wird bei einer Antriebsvorrichtung eines Kommunikationsgeräts oder einer elektrischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kollision zwischen einem Lauf­ zahnrad und einem Verbindungszahnrad, d. h. einem hochverzahn­ ten Zahnrad mit einer hochverzahnten Kopflinie, verhindert, so daß die Lärmentwicklung verringert werden kann. Da ferner eine Beschädigung des Zahnrads aufgrund der Zahnradkollision ver­ hindert wird, kann eine Fehlfunktion der Antriebsvorrichtung verhindert werden. Obwohl die Wellen der Zahnräder nicht pa­ rallel liegen, läuft die Antriebsvorrichtung gleichmäßig und ohne Kollision zwischen den Zahnradverzahnungen, da am Verbin­ dungszahnrad die hochverzahnte Kopflinie ausgebildet ist.

Claims (5)

1. Zahnradgetriebe mit mindestens zwei Zahnrädern (10, 64), die durch gegenseitigen Eingriff angetrieben werden und im Betrieb aus einer Nichteingriffsstellung in eine Ein­ griffsstellung bringbar sind, wobei mindestens ein Zahnrad (10) einen Eingriffsausrich­ tungsmechanismus mit einer an einem Endabschnitt der Zahnbreite vorgesehenen, hochverzahnten Kopflinie (1) und einer an einem anderen Abschnitt demgegenüber da­ hinter zurückversetzten Schnittfläche (1b) aufweist.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochverzahnte Kopflinie (1) innerhalb von als Evolventenzahnformen ausge­ bildeten Seitenflächen (1a, 2a) ausgebildet ist.

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (1a) der hochverzahnten Kopflinie (1) einer Evolventenzahnform entsprechend ausgebildet sind.

4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (2a) der hochverzahnten Kopflinie (2) im Querschnitt als gerade Linie (2a) innerhalb einer Evolventenzahnform ausgebildet ist.

5. Zahnradgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schnittfläche (1b, 2b) längs der Zahnbreite von dem Endabschnitt der hochverzahnten Kopflinie (1, 2) zu dem anderen Endabschnitt der Zahnbreite erstreckt.