DE202007016135U1 - Spielausgleichendes Meßzahnrad - Google Patents

Abstract

Spielausgleichendes Messzahnrad dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn in der Mitte geschlitzt ist (Bild: S').

Description

• Oben genannte Erfindung fällt in den Bereich der mechanischen Getriebe und stellt eine Neuerung im Getriebebau dar. Sie deckt den Fall der spielfreien mechanischen Getriebe ab. Es lassen sich auf deutlich einfachere und kostengünstigere Weise spielfreie Getriebe herstellen. Die Erfindung soll in der Messtechnik eingesetzt werden. Daher der Begriff Messzahnrad.
• Stand der Technik:
• Ein Zahnrad, das eine spielfreie Übertragung von Drehbewegungen (vor und zurück) innerhalb eines Getriebes gewährleisten soll, besteht nach derzeitigem Stand der Technik aus zwei identischen Zahnrädern, die übereinandergelegt werden. Diese zwei Zahnräder werden auf einer Achse gelagert und sind gegeneinander verdrehbar aber nicht seitlich verschiebbar.
• Diese zwei Zahnräder sind des Weiteren mit einer Feder verbunden, die die Zahnräder in einer bestimmten Position zueinander hält. Aufgrund der Feder ist diese Position flexibel. Diese Feder kann unterschiedliche Ausführungen haben (Blattfeder, Spiralfeder etc.)
• Diese Position ist dergestalt, dass die beiden Zahnräder nicht deckungsgleich übereinander liegen, sondern geringfügig gegeneinander verdreht sind. Diese Verdrehung ist in der Regel kleiner als eine Zahnbreite.
• Diese Zahnradausführung heiße Z1. Durch den Eingriff von Z1 in das nächste Zahnrad (genannt Z2), das normale Bauform aufweist, werden die Zähne von Z1 zusammengedrückt und von der Feder auf mechanischer Spannung gehalten. Bei Vor- und Rückbewegungen des Getriebes folgt der Übergang Z1–Z2 spielfrei, da keine Lücke zwischen den Zähnen des Zahnradübergangs Z1–Z2 existiert. Diese wird durch die auseinanderstrebenden Zähne von Z1 stets geschlossen. Spielfrei heißt, es gibt keine Vor- oder Rückbewegung von Z1 oder Z2, die nicht sofort auf das jeweils andere Zahnrad übertragen wird. Das ist bei einer normalen Zahnräderausführung von Z1 und Z2 fertigungstechnisch der Fall, da immer eine kleine Lücke zwischen den Zahnflanken existiert ("Leerlauf").
• Nachteil der oben beschriebenen Ausführung von Z1 ist, dass diese kostenaufwendig ist, da mehrere Teile gefertigt und zusammengesetzt werden müssen.
• Die Ausführung in dieser Bauweise ist, verursacht durch z.B. Verschmutzungen, auch anfällig für Funktionsausfälle, d.h. das Getriebespiel wird nicht mehr ausgeglichen. Die beweglichen Zahnräder von Z1 können verkleben und sich nicht mehr gegeneinander verschieben.
• Der im Schutzanspruch 1 bis 3 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine fertigungstechnisch deutlich kostengünstigere Ausführung zu schaffen, die aber die Merkmale einer spielfreien Zahnradübertragung weiterhin erfüllt. Durch den einfacheren Aufbau ist auch bei Verschmutzung der Spielausgleich gegeben, da keine Teile verklemmen können. Verschmutzungen werden aus dem Schlitz herausgedrückt.
• Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 bis 3 aufgeführten Merkmalen gelöst.
• Das neue Zahnrad Z1' (das die Funktion von Z1 übernehmen soll) besteht aus einem einzigen Zahnrad, dessen Zähne lediglich eine bestimmte Form aufweisen. Der Zahnkopf ist breiter als bei der normalen Evolventenverzahnung. Die einzelnen Zähne sind in der Mitte geschlitzt. Und der Zahnfuß ist länger.
• Befindet sich dieses Messzahnrad nun im Eingriff mit dem normalen Zahnrad Z2, wird der geschlitzte, etwas breitere Zahnkopf von Z1' auf die der Zahnlücke von Z2 entsprechenden Breite zusammengedrückt. Die Zahnkopfsegmente von Z1' sind so ausgelegt, dass sie wie Blattfedern wirken. Auf diese Weise wird die erforderliche mechanische Spannung, die das Spiel, also die oben beschriebene Lücke, zwischen den Zahnflanken beseitigen soll, erzielt.
• Das Material, aus dem das Zahnrad Z1' besteht, muß entsprechende elastische Eigenschaften besitzen. Es kommen z.B. hochwertige Kunststoffe zum Einsatz. Anstelle eines Zahnrades 72 kann auch ein Innenzahnkranz oder eine Zahnstange vorhanden sein.
• Da Z1' nicht aus mehreren zu fertigenden Teilen besteht, die zusammengesetzt und justiert werden müssen, sondern aus einem einzigen Teil, ist der Aufbau deutlich einfacher und die Fertigungskosten sind geringer.
• Das Bild zeigt die Erfindung Z1' im Eingriff in ein zweites normales Zahnrad 72. Ein sogenanntes Evolventenzahnrad stellt ein solches normales Zahnrad Z2 dar.
• Bild:
• Zu sehen ist die Erfindung, das Zahnrad Z1', das in ein normales Zahnrad Z2 eingreift. Diese Anordnung weist kein Spiel auf. Die relevanten Größen (B', F', S', S'1), die sich von dem normalen Evolventenzahnrad (B, F) unterscheiden, sind dargestellt.
  Es gilt: B' > B, F' < F, Si' < S'

Claims (3)

1. Spielausgleichendes Messzahnrad dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn in der Mitte geschlitzt ist (Bild: S').
2. Spielausgleichendes Messzahnrad dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zähne breiter sind, als bei der normalen Evolventenverzahnung (Bild: B' > B). Die Flankenform der Zähne entspricht der Form der Evolventenverzahnung.
3. Spielausgleichendes Messzahnrad dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnfuß der einzelnen Zähne länger ist als bei der normalen Evolventenverzahnung. D.h. der Fußkreis ist kleiner als bei einem normalen Evolventenzahnrad (Bild: F' < F)